Administration af jernholdige sulfatdråber har betydelige virkninger på tarmmikrobiota hos jerntilstrækkelige spædbørn: en randomiseret kontrolleret undersøgelse / Gut

  • spædbarn / neonatal ernæring
  • colonic mikroflora
  • jern ernæring
  • kliniske forsøg

vi læser med interesse arbejdet af Jaeggi et al1 og Paganinni et al2 og roser deres indsats. På trods af forskelle i jernkoncentration, spædbørns alder og sekventeringsteknikker viser begge undersøgelser ugunstige jerneffekter på tarmmikrobiota med nedsat overflod af bifidobakterier og lactobacillus og øget overflod af patogene bakterier hos jernmangel/anæmiske Kenyanske spædbørn.

vi har undersøgt ændringer i tarmens mikrobielle sammensætning på grund af jernbefæstning eller tilskud hos raske, svenske spædbørn. Jerntilstrækkelige spædbørn ved 6 måneders alder blev tilfældigt tildelt til at modtage lav-jernforstærket formel (1,2 mg Fe / dag; n=24), højjernforstærket formel (6,6 mg Fe/dag; n=24) eller ikke-tilsat jernformel med flydende jernsulfattilskud (jerndråber; 6,6 mg Fe/dag; n=24) i 45 dage. Alle deltagere gav deres informerede samtykke inden optagelse gennem forældre eller værger. Det samlede jernindtag var henholdsvis 1,2, 6,4 og 5,7 mg/dag (alle forskelle p<0,01) i gruppen med lavt jern, højt jern og jerndråber. Afføringsprøver blev indsamlet før og efter interventionen. Vi anvendte 16S rRNA-genamplicon-sekventering af V3-V4-regionen for at profilere tarmmikrobiomet ved hjælp af Illumina Misek. Vi brugte CHIIME3 til at vurdere sammensætning og mangfoldighed af tarmmikrobiota og Desek2-pakken4 til at undersøge forskelle i relativ overflod af tarmbakterier blandt grupperne. PICRUSt blev brugt til at forudsige metagenome funktionelt indhold.5

vaginalt leverede spædbørn (n=53) med parrede afføringsprøver blev inkluderet i analyserne. Der var ingen signifikante forskelle i antropometri eller jernrelaterede biomarkører blandt randomiseringsgrupperne; ingen bivirkninger blev rapporteret (diarre, øget infektionsrate, andre sygdomme osv.), og væksten blev ikke påvirket (tabel 1).6

se denne tabel:

  • Vis inline
  • Vis popup
tabel 1

baseline-karakteristika for undersøgelsesdeltagerne og antropometriske og biokemiske værdier ved opfølgningen på 45 dage.

i denne undersøgelse bekræfter vi fund, at forbrug af højjernformel er forbundet med nedsat relativ overflod af Bifidobacterium (p<0,001, 60% mod 78%) efter kun 45 dages intervention, men vi opdagede ikke forbedret vækst af patogene bakterier. Vi var imidlertid i stand til delvis at bekræfte tidligere fund vedrørende overflod af lactobaciller på grund af jernforbrug. Vi fandt lavere relativ overflod af Lactobacillus sp (p<0,007, 8% vs 42%) hos spædbørn, der fik jern dråber versus høj-jern-formel gruppe. Uventet fandt vi også højere relativ overflod af Lactobacillus sp (p<0,0002, 42% mod 32%) i højjern sammenlignet med lavjernformelgruppe; dette resultat udfordrer hypotesen om, at tilstanden af jernadministration har en direkte effekt på lactobacilluskolonisering i tarmen. Desuden havde jern-drops-gruppen lavere overflod af streptokokker (p<0,0003, 0,2% mod 0,9%), men højere overflod af Clostridium (p<0,05, 25% mod 9%) og Bacteroides (p<0,02, 1,2% mod 0,9%) sammenlignet med gruppen med høj jernformel (figur 1). I den foreliggende undersøgelse modtog alle grupper formel tilsat galacto-oligosaccharider (GOS) ved 3,3 g/L. Dette præbiotiske middel kan afbøde negative virkninger af jernbefæstning på tarmmikrobiota,2 men i jerndråbergruppen blev jern administreret bortset fra formelmåltiderne. Således kan vi ikke udelukke en mulig beskyttende virkning af GOS på tarmmikrobiota hos spædbørn i vores undersøgelse.

Figur 1

forskelle i tarmbakteriesammensætning afhænger af koncentrationen og indgivelsesmåden for det forbrugte jern. I cladogrammet, der viser resultaterne af mikrobiomanalysen over tid, grupperes taksa på basis af synapomorfi. De yderste små, hvide cirkler repræsenterer 561 OTUs (operationelle taksonomiske enheder). Forskelle i tarmmikrobiel sammensætning mellem gruppen med høj Fe-formel versus gruppen med lav Fe-formel over tid præsenteres i den gule komponent omkring kladogrammet, hvor blå søjler repræsenterer lavere relativ overflod af bakterier i gruppen med høj Fe-formel sammenlignet med gruppen med lav Fe-formel og de røde søjler repræsenterer højere relativ overflod i gruppen med høj Fe-formel sammenlignet med gruppen med lav Fe-formel, henholdsvis. Forskelle i tarmmikrobiel sammensætning mellem gruppen med høj Fe-formel versus Fe-dråber over tid præsenteres i den røde komponent omkring kladogrammet, hvor de blå søjler repræsenterer lavere relativ overflod af bakterier i gruppen med høj Fe-formel, og de røde søjler repræsenterer højere relativ overflod i gruppen med høj Fe-formel sammenlignet med Fe-dråber, henholdsvis. OTU, operationel taksonomisk enhed.

som i undersøgelsen af Paganinni et al, 2 fækal calprotectin adskiller sig ikke mellem grupperne (tabel 1), men i vores undersøgelse korrelerede det positivt med Clostridium difficile i højjernformel (rSpearman=0,4, p<0,01) og jerndråber interventionsgrupper (rSpearman=0,48, p<0,004). Bakteriefunktionsvejen relateret til Staphylococcus aureus-infektion (KEGG-modul 05150)5 var signifikant lavere i iron-drops-gruppen sammenlignet med gruppen med lav jernformel (p=0,027). Dette er et nyt fund, der antyder, at ændringer i bakteriesammensætning på grund af administration af jerndråber kan reducere tarmmikrobiotas beskyttende respons på bakterielle infektioner. Ikke desto mindre blev der ikke set nogen virkninger på deltagernes helbred på grund af dette.

for at opsummere, hos raske, ikke-anæmiske svenske spædbørn, er forbrug af højjernsformel forbundet med signifikant lavere overflod af bifidobakterier sammenlignet med lavjernsformel, og administration af jern som dråber, selv i en dosis, der kan sammenlignes med det daglige jernbehov og i kort tid, fører til nedsat relativ overflod af lactobaciller og øger potentielt følsomheden over for bakteriel infektion.

anerkendelser

vi takker de familier, der deltog i undersøgelsen, forskningssygeplejersker, der deltog i undersøgelsen, og Camilla Steinvall Lindberg, der hjalp under tilmelding og dataindsamling, og Stina B. Vi takker Richard Hurrell for konstruktiv kritik af manuskriptet.

    1. Jaeggi T,
    2. Kortman GA,
    3. Moretti D, et al

    . Jernbefæstning påvirker tarmmikrobiomet negativt, øger patogenens overflod og inducerer tarmbetændelse hos Kenyanske spædbørn. Gut2015; 64: 731-42.doi: 10.1136 / gutjnl-2014-307720

    1. Paganini D,
    2. Uyoga MA,
    3. Kortman GAM, et al

    . Prebiotiske galacto-oligosaccharider mildner de negative virkninger af jernbefæstning på tarmmikrobiomet: en randomiseret kontrolleret undersøgelse hos Kenyanske spædbørn. Gut2017; 66: 1956-67.doi: 10.1136 / gutjnl-2017-314418

    1. Navas-Molina JA,
    2. Peralta-s,
    3. et al

    . Fremme vores forståelse af det menneskelige mikrobiom ved hjælp af CHIIME. Metoder 2013; 531: 371-444.doi: 10.1016 / B978-0-12-407863-5.00019-8

    1. kærlighed MI,
    2. Huber V,
    3. Anders s

    . Modereret estimering af foldeændring og dispersion for RNA-sekv-data med Desek2. Genom Biol2014; 15: 550.doi: 10.1186/s13059-014-0550-8

    1. Langille MG,
    2. Zaneveld J,
    3. Caporaso JG, et al

    . Predictive functional profiling of microbial communities using 16S rRNA marker gene sequences. Nat Biotechnol2013;31:814–21.doi:10.1038/nbt.2676

    1. Szymlek-Gay EA,
    2. Domellöf M,
    3. Hernell O, et al

    . Oral indgift af jern og den mængde jern, der sædvanligvis indtages, påvirker ikke jernabsorptionen, den systemiske jernudnyttelse eller den systemiske absorption hos jerntilstrækkelige spædbørn: et randomiseret forsøg. Br J Nutr2016; 116: 1046-60.doi: 10.1017 / S0007114516003032