Quỹ Đạo, Miễn Dịch, Ứng Dụng Lâm Sàng Hệ Vi Sinh Đường Ruột

Quỹ đạo, miễn dịch và ứng dụng lâm sàng của hệ vi sinh đường ruột

Norbert Sprenger, PhD Nestlé Institute of Health Sciences, Lausanne, Switzerland

Thông điệp chính

Sự hoàn thiện của hệ vi sinh vật đường ruột giai đoạn đầu đời được đặc trưng bởi sự thu nhận, cư trú và chọn lọc các vi sinh vật với các chức năng khác nhau theo thời gian.
Sự trưởng thành của hệ vi sinh vật đúng lúc và phù hợp với lứa tuổi là đại diện cho các cơ hội quan trọng để phát triển khả năng miễn dịch.
Các thành phần dinh dưỡng khác nhau rất quan trọng trong các giai đoạn khác nhau để thúc đẩy sự trưởng thành của hệ vi sinh vật phù hợp với lứa tuổi.

Tóm tắt:

Trẻ nhỏ đạt được các mốc phát triển tuần tự, trong các khoảng thời gian cụ thể. Tương tự như vậy, hệ vi sinh vật đường ruột giai đoạn sớm sẽ trưởng thành theo tuần tự và tăng dần. Quá trình trưởng thành này có thể được mô tả dựa trên các taxa vi khuẩn và các chức năng trao đổi chất chính của vi sinh vật đó. Sự trưởng thành được đặc trưng bởi sự thu nhận, cư trú và chọn lọc vi sinh vật theo thời gian cụ thể với các đặc điểm chức năng khác nhau. Sự trưởng thành có tổ chức này xảy ra từ khi sinh ra trong những năm đầu đời, trước khi hệ vi sinh vật đạt được thành phần và chức năng giống như người trưởng thành. Nhìn chung, tuổi tác và dinh dưỡng là trung tâm của sự biến đổi hệ vi sinh vật. Tuy nhiên, các tác nhân gây rối loạn hệ vi sinh vật, cụ thể mổ lấy thai và việc sử dụng kháng sinh có thể có những ảnh hưởng đáng kể. Nhìn chung, cả hai đều liên quan đến tăng nguy cơ mắc bệnh dị ứng cũng như thừa cân và béo phì. Dinh dưỡng đầu đời là một tác nhân điều chỉnh hệ vi sinh vật quan trọng và với sữa mẹ, chúng ta có nguồn tham chiếu tối ưu ít nhất là trong 6 tháng tuổi đầu đời, và các lựa chọn chế độ ăn trong và sau thời kỳ cai sữa phần lớn sẽ đi theo truyền thống và văn hóa. Sữa mẹ rất giàu oligosaccharid và một số HMO này thúc đẩy sự thống trị của loài Bifidobacterium trong giai đoạn nuôi con hoàn toàn bằng sữa mẹ. Một số loài Bifidobacterium và các chất chuyển hóa được tăng cường bởi HMO của vi khuẩn này ngày càng được công nhận là những yếu tố quan trọng để phát triển khả năng miễn dịch.

Sau khi Bifidobacterium chạm đỉnh, kèm với việc đưa thức ăn rắn vào đúng lúc, sự trưởng thành của hệ vi sinh vật sẽ có sự đa dạng hóa rõ rệt với nhiều taxa kích thích miễn dịch và các chất chuyển hóa của các vi khuẩn này như butyrat và propionat ngày càng phong phú. Sự đa dạng hóa này trên một số taxa vi khuẩn đã nhiều lần được quan sát thấy là rất quan trọng để giảm nguy cơ trở nên nhạy cảm và phát triển dị ứng. Ngày nay, sự trưởng thành của hệ vi sinh vật đường ruột phù hợp với lứa tuổi thường được thừa nhận là quan trọng và các quan sát chỉ ra rằng sự trưởng thành nhanh chóng của hệ vi sinh vật đường ruột trong những tháng đầu tiên hoặc sự trưởng thành chậm sau 6 tháng tuổi ảnh hưởng đến sức khỏe miễn dịch lâu dài của trẻ. Ngày càng thấy được vai trò của các taxa vi khuẩn riêng lẻ và các chất chuyển hóa của các vi khuẩn này, cũng như của các thành phần dinh dưỡng liên quan đến hệ vi sinh vật khác nhau ở các giai đoạn khác nhau trong thời kỳ đầu.

Xem thêm video tại: https://www.nestlenutrition-institute.org/resources/videos/details/gut-microbiome-trajectory-immunity-and-clinical-implications

Đọc thêm tại:

Berger, B.; Porta, N.; Foata, F.; Grathwohl, D.; Delley, M.; Moine, D.; Charpagne, A.; Siegwald, L.; Descombes, P.; Alliet, P.; et al. Linking Human Milk Oligosaccharides, Infant Fecal Community Types, and Later Risk To Require Antibiotics. mBio 2020, 11, doi:10.1128/mBio.03196-19.
Korpela, K.; de Vos, W.M. Early life colonization of the human gut: microbes matter everywhere. Curr Opin Microbiol 2018, 44, 70-78, doi:10.1016/j.mib.2018.06.003.
Roswall, J.; Olsson, L.M.; Kovatcheva-Datchary, P.; Nilsson, S.; Tremaroli, V.; Simon, M.C.; Kiilerich, P.; Akrami, R.; Kramer, M.; Uhlen, M.; et al. Developmental trajectory of the healthy human gut microbiota during the first 5 years of life. Cell Host Microbe 2021, 29, 765-776 e763, doi:10.1016/j.chom.2021.02.021.
Stewart, C.J.; Ajami, N.J.; O’Brien, J.L.; Hutchinson, D.S.; Smith, D.P.; Wong, M.C.; Ross, M.C.; Lloyd, R.E.; Doddapaneni, H.; Metcalf, G.A.; et al. Temporal development of the gut microbiome in early childhood from the TEDDY study. Nature 2018, 562, 583-588, doi:10.1038/ s41586-018-0617-x.
Tsukuda, N.; Yahagi, K.; Hara, T.; Watanabe, Y.; Matsumoto, H.; Mori, H.; Higashi, K.; Tsuji, H.; Matsumoto, S.; Kurokawa, K.; et al. Key bacterial short-chain fatty acid profiles in early life. ISME
Galazzo, G.; van Best, N.; Bervoets, L.; Dapaah, I.O.; Savelkoul, P.H.; Hornef, M.W.; consortium, G.-M.; Lau, S.; Hamelmann, E.; Penders, J. Development of the Microbiota and Associations With Birth Mode, Diet, and Atopic Disorders in a Longitudinal Analysis of Stool Samples, Collected From Infancy Through Early Childhood. Gastroenterology 2020, 158, 1584- 1596,
Roduit, C.; Frei, R.; Ferstl, R.; Loeliger, S.; Westermann, P.; Rhyner, C.; Schiavi, E.; Barcik, W.; Rodriguez-Perez, N.; Wawrzyniak, M.; et al. High levels of butyrate and propionate in early life are associated with protection against atopy. Allergy 2019, 74, 799-809, doi:10.1111/all.13660.
Tun, H.M.; Peng, Y.; Chen, B.; Konya, T.B.; Morales-Lizcano, N.P.; Chari, R.; Field, C.J.; Guttman, D.S.; Becker, A.B.; Mandhane, P.J.; et al. Ethnicity Associations With Food Sensitization Are Mediated by Gut Microbiota Development in the First Year of Life. Gastroenterology 2021, 161, 94-106, doi:10.1053/j.gastro.2021.03.016.