Quỹ đạo hệ vi sinh vật đầu đời và các yếu tố ảnh hưởngQuỹ đạo của hệ vi sinh vật đầu đời và các yếu tố ảnh hưởng

Quỹ đạo của hệ vi sinh vật đầu đời và các yếu tố ảnh hưởng

Shaillay Kumar Dogra Đơn vị Nghiên cứu Nestlé Research,Lausanne, Thụy Sĩ.

Thông điệp chính:

Hệ vi sinh vật đường ruột ở trẻ nhũ nhi phát triển dần hướng tới giống với hệ vi sinh vật của người lớn.
Sự trưởng thành của hệ vi sinh vật đầu đời (ELM) có thể được mô tả bằng các phương pháp khác nhau giúp đơn giản hóa việc mô tả toàn bộ hệ vi sinh vật; ở đây, chúng tôi tập trung vào cách tiếp cận quỹ đạo.
Quỹ đạo ELM bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố. Dinh dưỡng là yếu tố điều biến quan trọng của hệ vi sinh vật.

Sự phát triển của hệ vi sinh vật đầu đời

Hệ vi sinh vật đường ruột của trẻ nhũ nhi là một hệ sinh thái động thay đổi từ khi sinh ra cho đến khi trẻ được hai đến ba tuổi, sau đó là sự phát triển dần đến hệ vi sinh vật trưởng thành ở tuổi thiếu nhi.¹ Dựa trên ngày càng nhiều các bằng chứng khoa học, người ta tin rằng tổ chức của hệ vi sinh vật đầu đời ( ELM) có tác động lâu dài đối với sức khỏe suốt đời.²
Để đơn giản hóa việc mô tả và diễn giải sự phát triển nhanh chóng của hệ vi sinh vật đường ruột ở trẻ nhũ nhi, một phương pháp tiếp cận liên kết sự phát triển của hệ vi sinh vật đầu đời với tuổi ở giai đoạn nhũ nhi và tuân theo khung thống kê giống như đường cong tăng trưởng của WHO cho thấy sự phát triển của hệ vi sinh vật của từng trẻ nhũ nhi so với quỹ đạo tham chiếu.³
Đầu tiên, một nhóm trẻ nhũ nhi được chọn làm “tham chiếu” dựa trên các tiêu chí nhất định như cách sinh con, sinh đủ tháng, thời gian bú mẹ hoàn toàn, đặc điểm tăng trưởng của trẻ và tình trạng sức khỏe/bệnh tật. Sau đó, mô hình học máy được áp dụng để dự đoán tuổi bằng dữ liệu hệ vi sinh vật. Tuổi dự đoán dựa trên hệ vi sinh vật từ mẫu phân của trẻ nhũ nhi được so sánh với tham chiếu ở cùng độ tuổi có tính đến sự biến đổi tự nhiên. Sự phát triển hệ vi sinh vật của trẻ nhũ nhi này được coi là bình thường nếu nó nằm trong quỹ đạo tham chiếu.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ vi sinh vật đầu đời

Các yếu tố như cách sinh con, sử dụng kháng sinh và chế độ ăn ảnh hưởng đến đặc trưng của ELM so với tham chiếu.^{4, 5} Các yếu tố khác như địa lý, sống ở nông thôn hay thành thị, số lượng anh chị em và chế độ ăn dặm cũng có thể ảnh hưởng đến sự phát triển hệ vi sinh vật ở trẻ nhũ nhi^{4, 6}(Hình 1b). Một số yếu tố như cách sinh hoặc sử dụng kháng sinh có liên quan trực tiếp đến kết quả sức khỏe sau này ^{7, 8}và một số cơ chế có thể được điều chỉnh thông qua sự thay đổi hệ vi sinh vật.⁹
Điều quan trọng là có thể can thiệp về mặt dinh dưỡng để điều biến hệ vi sinh vật tiến gần hơn đến quỹ đạo tham chiếu.^{3, 10} Ví dụ, một số loài Bifidobacterium, là thành phần quan trọng của hệ vi sinh vật đường ruột của trẻ nhũ nhi trong vài tháng đầu đời, được hưởng lợi từ Oligosaccharides sữa mẹ (HMO).¹¹ Faecalibacterium prausnitzii, loại vi khuẩn hình thành trong ruột trẻ nhũ nhi từ khoảng tháng thứ chín trở đi trở thành thành phần chủ yếu của hệ vi sinh vật đường ruột, sử dụng chất xơ để tạo butyrate là chất chuyển hóa quan trọng liên quan sức khỏe.¹²
Tóm lại, hệ vi sinh vật đường ruột của trẻ nhũ nhi phát triển nhanh và bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau, một số yếu tố có liên quan đến sự tiến triển của tình trạng dị ứng hoặc các tác động sức khỏe chuyển hóa kém sau này trong cuộc sống. Việc mô tả quỹ đạo của hệ vi sinh vật có thể phân biệt một số yếu tố ảnh hưởng đến ELM như cách sinh con, việc cho con bú và chế độ dinh dưỡng. Điều quan trọng là các can thiệp dinh dưỡng có thể điều biến sự trưởng thành của hệ vi sinh vật theo hướng quỹ đạo tham chiếu.^{3, 10}

Lời cảm ơn: Xin chân thành cảm ơn Bác sĩ Norbert Sprenger và Bác sĩ Olga Sakwinska về những gợi ý có giá trị và những nhận xét quan trọng giúp nâng cao hiệu quả cho bài báo này.

Quỹ đạo hệ vi sinh vật đầu đời và các yếu tố ảnh hưởng

Hình 1: Biểu diễn đơn giản hóa sự phát triển hệ vi sinh vật đường ruột của trẻ nhũ nhi như sự trưởng thành của quỹ đạo theo thời gian (1a). Hệ vi sinh vật đầu đời (ELM) có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau như cách sinh con, việc nuôi ăn, chế độ ăn, thuốc kháng sinh hoặc các yếu tố khác có liên quan đến việc thu nạp hệ vi sinh vật từ mẹ, anh chị em và từ môi trường (1b).

Tài liệu tham khảo

1. Cher A, Yassour M. Chapter 8 - The compositional development of the microbiome in early life. The Human Microbiome in Early Life: Implications to Health and Disease, 2020 (ISBN 978-0-12-818097-6).

2. Dogra S, et al. Rate of establishing the gut microbiota in infancy has consequences for future health. Gut Microbes. 2015;6(5):321-5.

3. Subramanian S, et al. Persistent gut microbiota immaturity in malnourished Bangladeshi children. Nature. 2014 Jun 19;510(7505):417-21.

4. Stewart CJ, et al. Temporal development of the gut microbiome in early childhood from the TEDDY study. Nature. 2018 Oct;562(7728):583-588.

5. Ho NT, et al. Meta-analysis of effects of exclusive breastfeeding on infant gut microbiota across populations. Nat Commun. 2018 Oct 9;9(1):4169.

6. Kemppainen KM, et al. TEDDY Study Group. Early childhood gut microbiomes show strong geographic differences among subjects at high risk for type 1 diabetes. Diabetes Care. 2015 Feb;38(2):329-32.

7. Sandall J, et al. Short-term and long-term effects of caesarean section on the health of women and children. Lancet. 2018 Oct 13;392(10155):1349-1357.

8. Aversa Z, et al. Association of Infant Antibiotic Exposure With Childhood Health Outcomes. Mayo Clin Proc. 2021 Jan;96(1):66-77.