Administrasjon av jernsulfatdråper har signifikante effekter på tarmmikrobioten til jernforsynte spedbarn: en randomisert kontrollert studie / Tarm

  • spedbarn/neonatal ernæring
  • kolon mikroflora
  • jern ernæring
  • kliniske studier

vi leser med interesse arbeidet Ved Jaeggi et al1 Og Paganinni et Al2 og berømmer deres innsats. Til tross for forskjeller i jernkonsentrasjon, spedbarns alder og sekvenseringsteknikker, viser begge studiene ugunstige jerneffekter på tarmmikrobiota med redusert overflod av bifidobakterier og laktobacillus, og økt overflod av patogene bakterier hos Jernmangel/anemiske Kenyanske spedbarn.

vi har undersøkt endringer i tarmmikrobiell sammensetning på grunn av jernfestning eller tilskudd hos friske, svenske spedbarn. Jern-tilstrekkelige spedbarn ved 6 måneders alder ble tilfeldig allokert til å motta lavt jernforsterket formel (1,2 mg Fe / dag; n=24), høy-jern-befestet formel (6.6 mg Fe / dag, n = 24) eller no-lagt-jern formel med flytende jernholdig sulfat tilskudd (jern dråper, 6.6 mg Fe / dag, n=24) for 45 dager. Alle deltakerne ga sitt informerte samtykke før inkludering gjennom foreldre eller verger. Totalt jerninntak var 1,2, 6,4 og 5,7 mg/dag (alle forskjeller p<0,01) i henholdsvis lav-jern -, høy-jern-og jerndråpegruppen. Avføringsprøver ble samlet inn før og etter intervensjonen. VI brukte 16s rrna gene amplicon-sekvensering Av V3-V4-regionen for å profilere tarmmikrobiomet ved Hjelp Av Illumina MiSeq. VI brukte QIIME3 til å vurdere sammensetning og mangfold av tarmmikrobiota og DESeq2-pakken4 for å undersøke forskjeller i relativ overflod av tarmbakterier blant gruppene. PICRUSt ble brukt til å forutsi metagenome funksjonelt innhold.5

Vaginalt leverte spedbarn (n=53) med parede avføringsprøver ble inkludert i analysene. Det var ingen signifikante forskjeller i antropometri eller jernrelaterte biomarkører blant randomiseringsgruppene; ingen bivirkninger ble rapportert (diare, økt forekomst av infeksjoner, andre sykdommer osv.), og vekst ble ikke påvirket (tabell 1).6

Vis denne tabellen:

  • vis inline
  • vis popup
Tabell 1

baseline karakteristika for studiedeltakere og antropometriske og biokjemiske verdier ved 45-dagers oppfølging.

i denne studien bekrefter vi funn at forbruk av høyjernformel er forbundet med redusert relativ overflod Av Bifidobacterium (p<0,001, 60% vs 78%) etter bare 45 dagers intervensjon, men vi oppdaget ikke økt vekst av patogene bakterier. Vi kunne imidlertid delvis bekrefte tidligere funn om overflod av laktobaciller på grunn av jernforbruk. Vi fant lavere relativ overflod Av Lactobacillus sp (p< 0.007, 8% vs 42%) hos spedbarn som fikk jerndråper versus høyjernformelgruppe. Uventet fant vi også høyere relativ overflod Av Lactobacillus sp (p<0.0002, 42% vs 32%) i høyjern sammenlignet med lavjernformelgruppe; dette resultatet utfordrer hypotesen om at modusen for jernadministrasjon har en direkte effekt på laktobacilli kolonisering i tarmen. Videre hadde jerndråpegruppen lavere overflod Av Streptokokker (p<0.0003, 0.2% vs 0.9%), men høyere overflod Av Clostridium (p<0.05, 25% vs 9%) og Bacteroides (p<0.02, 1.2% vs 0.9%) sammenlignet med høyjernformelgruppen (figur 1). I den foreliggende studien mottok alle grupper formel med tilsatte galakto-oligosakkarider (GOS) ved 3,3 g / L. denne prebiotiske kan redusere bivirkninger av jernfestning på tarmmikrobiota, 2 men i jerndråpegruppen ble jern administrert bortsett fra formelmåltider. Dermed kan VI ikke utelukke en mulig beskyttende effekt AV GOS på tarmmikrobiota av spedbarn i vår studie.

Figur 1

Forskjeller i tarmbakteriets sammensetning avhenger av konsentrasjonen og administrasjonsmodusen til det inntatte jernet. I kladogrammet, som viser resultatene av mikrobiomanalysen over tid, grupperes taxa på grunnlag av synapomorfi. De ytterste små, hvite sirklene representerer 561 Otuer (operasjonelle taksonomiske enheter). Forskjeller i tarmmikrobiell sammensetning mellom høy-Fe-formelgruppen versus lav-Fe-formelgruppen over tid presenteres i den gule komponenten rundt kladogrammet, hvor blå stenger representerer lavere relativ overflod av bakterier i henholdsvis høy-Fe-formelgruppen sammenlignet med lav-Fe-formelgruppen og de røde stolpene representerer høyere relativ overflod i henholdsvis høy-Fe-formelgruppen sammenlignet med lav-Fe-formelgruppen. Forskjeller i tarmmikrobiell sammensetning mellom høy-Fe-formelgruppen versus Fe-drops-gruppen over tid presenteres i den røde komponenten rundt kladogrammet, hvor de blå stolpene representerer lavere relativ overflod av bakterier i høy-Fe-formelgruppen og de røde stolpene representerer høyere relativ overflod i henholdsvis høy-Fe-formelgruppen sammenlignet med Fe-drops-gruppen. OTU, operasjonell taksonomisk enhet.

Som I Studien Av Paganinni et al, var 2 fekal calprotectin ikke forskjellig mellom gruppene (tabell 1), men i vår studie korrelerte den positivt med Clostridium difficile i høy jernformel (rSpearman=0,4, p < 0,01)og jerndråperintervensjonsgrupper (rSpearman=0,48, p<0,004). Bakteriefunksjonsveien relatert Til staphylococcus aureus-infeksjon (kegg-modul 05150) 5 var signifikant lavere i jerndråpegruppen sammenlignet med lavjernformelgruppen (p=0,027). Dette er et nytt funn som tyder på at endringer i bakteriell sammensetning på grunn av administrasjon av jerndråper kan redusere den beskyttende responsen av tarmmikrobiota til bakterielle infeksjoner. Likevel ble det ikke sett noen effekter på deltakernes helse på grunn av dette.

for å oppsummere, hos friske, ikke-anemiske svenske spedbarn, er forbruk av høyjernsformel forbundet med betydelig lavere overflod av bifidobakterier sammenlignet med lavjernsformel, og administrering av jern som dråper, selv i en dose som er sammenlignbar med det daglige jernbehovet og i kort tid, fører til redusert relativ overflod av laktobaciller og potensielt øker følsomheten for bakteriell infeksjon.

Anerkjennelser

vi takker familiene som deltok i studien, forskningssykepleiere Å Sundströ Og Camilla Steinvall Lindberg som hjalp under registrering og datainnsamling, Og Stina Bä (FOI) for utmerket hjelp under Illumina MiSeq løp. Vi takker Richard Hurrell for konstruktiv kritikk av manuskriptet.

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

    . Jernfestning påvirker tarmmikrobiomet negativt, øker patogen overflod og induserer tarmbetennelse hos Kenyanske spedbarn. Gut2015; 64: 731-42.doi: 10.1136 / norsk-2014-307720

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

    . Prebiotiske galakto-oligosakkarider reduserer de negative effektene av jernfestning på tarmmikrobiomet: en randomisert kontrollert studie hos Kenyanske spedbarn. Gut2017; 66: 1956-67.doi: 10.1136 / gutjnl-2017-314418

    1. Navas-Molina JA,
    2. Peralta-Sá Jm,
    3. Gonzá Et al

    . Fremme vår forståelse av det menneskelige mikrobiomet ved HJELP AV QIIME. Metoder Enzymol2013;531:371-444.doi: 10.1016 / B978-0-12-407863-5.00019-8

    1. Kjærlighet MI,
    2. Huber W,
    3. Anders S

    . Moderert estimering av foldeendring og dispersjon FOR RNA-seq-data Med DESeq2. 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

    . Modus for oral jernadministrasjon og mengden jern som vanligvis forbrukes, påvirker ikke jernabsorpsjon, systemisk jernutnyttelse eller sinkabsorpsjon hos jern-tilstrekkelige spedbarn: en randomisert studie. Br J Nutr2016; 116: 1046-60.doi: 10.1017 / S0007114516003032