Mikrobiota jelitowa i probiotyki a martwicze zapalenie jelit

Transkrypt

1 Mikrobiota jelitowa i probiotyki a martwicze zapalenie jelit The intestinal microbiota and probiotics and necrotizing enterocolitis Monika Szewc 1,2, Katarzyna Sieradzka 1, Anna Bartnicka 1,2, Mirosława Gałęcka 1, Jan Mazela 2 1 Instytut Mikroekologii, Poznań 2 Klinika Zakażeń Noworodka, Ginekologiczno-Położniczy Szpital Kliniczny Uniwersytetu Medycznego, Poznań STRESZCZENIE Martwicze zapalenie jelit (NEC) jest chorobą występującą głównie u noworodków urodzonych przedwcześnie z małą urodzeniową masą ciała. Jego patogeneza jest wieloczynnikowa, a za jedną z możliwych przyczyn uznaje się dysbiozę jelitową. W przebiegu NEC obserwuje się istotne zmiany w składzie mikrobioty jelitowej. Proces kształtowania się mikrobioty rozpoczyna się wraz z narodzinami, a bakterie jelitowe to pierwsze antygeny, z którymi styka się układ immunologiczny noworodka. Jest to swego rodzaju programowanie zdrowia człowieka. Modulowanie mikrobioty jelitowej wcześniaków za pomocą probiotyków jest jedną z proponowanych metod prewencji NEC. W wielu badaniach wykazano skuteczność probiotykoterapii w celu zapobiegania NEC u noworodków. Niemniej jednak wciąż brak jednoznacznych zaleceń klinicznych, które rekomendowałyby standardowe stosowanie probiotyków w tej populacji. Standardy Medyczne/Pediatria2016T SŁOWA KLUCZOWE:MIKROBIOTA JELITOWAMARTWICZE ZAPALENIE JELITNECPROBIOTYKIWCZEŚNIAK ABSTRACT Necrotizing enterocolitis affects mainly premature very low weight infants. The pathogenesis of this disease is multifactorial and one of them is intestinal dysbiosis. Abberant bacterial colonization of the intestine plays an important role in the course of NEC. Now, we know, that intestinal microbiota is important to human health. Establishing a core microbiota begins at birth, and intestinal bacteria are the first antigens faced by the immune system of the newborn. This process may be named as microbial programming of our future health. Modulation of the intestinal microbiota of the preterm newborns by probiotics is one of the proposed methods of preventing NEC. Several studies have demonstrated the efficacy of this therapeutic strategy for the prevention of NEC. Nevertheless still there is lack of clinical guidelines advising its routine use in this population. Standardy Medyczne/Pediatria2016T KEY WORDS:INTESTINAL MICROBIOTANECROTIZING ENTEROCOLITISNECPROBIOTICSPRETERM NEWBORN Wstęp necrotizing enterocoli- tis, GŁÓWNE TEZY 1. Dysbioza jelitowa ma istotne znaczenie w patogenezie martwiczego zapalenia jelit u wcześniaków. 2. Opóźniona kolonizacja i niedojrzałość jelit, na którą składają się niedojrzały układ immunologiczny, osłabiona perystaltyka oraz zaburzenia szczelności bariery jelitowej, predysponują do wystąpienia NEC. 3. Modulowanie mikrobioty jelitowej wcześniaków może być obiecującą strategią terapeutyczną NEC. - - STANDARDY MEDYCZNE/PEDIATRIA 2016 T

2 Tabela 1. Czynniki wpływające na kształtowanie się mikrobiomu jelitowego noworodka 6,12,13 CZYNNIKI PRENATALNE CZYNNIKI PERINATALNE CZYNNIKI POSTNATALNE Zakażenia wewnątrzmaciczne Leki/antybiotyki Styl życia (palenie tytoniu, stres, alkohol) Choroby cywilizacyjne: - cukrzyca typu 2 - otyłość Mikrobiota matki Dieta matki Zakażenia Rodzaj porodu Wiek ciążowy Zaburzenia wzrastania wewnątrzmacicznego Zakażenia Środowisko Sposób karmienia Leki/antybiotyki Dieta matki short bowel syndrome matory bowel diseases- 10 Znaczenie mikroflory w patogenezie NEC germ-free animal Firmicutes, Proteobacteria, Bacteroidetes Fusobacterium Tabeli 1- Escherichia coli - Streptococcus, Staphylococcus, LactobacillusEnterobacter Actinobacteria- Bacteroidetes Firmicutes. LactobacillusPrevotel- la StaphylococcusCorynebacteriumPropionibacterium rium Lactobacillus- StaphyloccocusEnterococcusClostridium STANDARDY MEDYCZNE/PEDIATRIA 2016 T

3 ProteobacteriaEnterobacteriaceaeFirmicutes 12 - Enterobacteriaceae. Escherichia colienterobacter sakazakiienterobacter cloacae Clostridium- Clostridium butyricum FirmicutesProteobacteria Firmicutes ProteobacteriaEnterobacteriaceae 21 Proteobacteria Firmicutes- 22 Proteobacteria Firmicutes- Veillonella Kształtowanie się układu immunologicznego pattern recognition re- ceptors- microbe-associated molecular pattern toll-like receptors STANDARDY MEDYCZNE/PEDIATRIA 2016 T

4 Tabela 2. Zestawienie badań klinicznych z zastosowaniem probiotyków w prewencji NEC STOSOWANY PROBIOTYK DAWKA EFEKT KOŃCOWY Dani (2002) 47 Lactobacillus rhamnosus GG 6 x 10 9 cfu Spadek częstości fazy I NEC (1,4 vs 2,7%) Costalos (2003) 48 Saccharomyces boulardii 10 9 cfu Spadek częstości występowania NEC (9,8 vs 16%) Bin Nun (2005) 49 Bifidobacterium infantis, B. bifidum, Streptococcus thermophilus 0,35 x 10 9 cfu każdego ze szczepów Spadek częstości występowania NEC (4 vs 16,4%) Spadek śmiertelności Mohan (2006) 50 Bifidobacterium lactis BB12 1,6 x 10 9 cfu Brak znaczących różnic pomiędzy grupami Lin (2008) 51 Samanta (2009) 52 Brãga (2011) 53 Bifidobacterium bifidum, Lactobacillus acidophilus Bifidobacterium bifidum, B. longum, B. infantis, Lacobacillus acidophilus Lactobacillus casei, Bifidobacterium breve 2 x 10 9 cfu Spadek częstości fazy I NEC (1,84 vs 6,45%) 2,5 x 10 9 cfu Brak różnic w częstości występowania NEC Spadek śmiertelności w przebiegu NEC (1,1 vs 15,8%) 3,5 x 10 7 cfu do 3,5 x 10 9 cfu Znaczący spadek przypadków NEC w grupie badanej Rojas (2012) 54 Lactobacillus reuteri DSM x 10 8 cfu Brak znaczących różnic pomiędzy grupami Jacobs (2013) 55 Bifidobacterium infantis BB-02, B. lactis BB-12, Streptococcus thermophilus Th-4 odpowiednio: 3 x 10 8 cfu, 3,5 x10 7 cfu, 3 x 10 8 cfu Spadek częstości występowania NEC Patole (2014) 56 Bifidobacterium breve M16-V 3 x 10 9 cfu Brak znaczących różnic pomiędzy grupami Dilli (2015) 57 Bifidobacterium lactis 5 x 10 9 cfu Spadek częstości występowania NEC (2 vs 18%) Karmienie 704 STANDARDY MEDYCZNE/PEDIATRIA 2016 T

5 Staphylococcus, Streptococcus, Lactococcus, Weissella, Enterococcus, Propionibacterium, Lactoba- cillus Staphylococcus epidermidis, S. aureus, Streptococcus mitis, S. salivarius, S. lactarius, Lactobacillus salivarius, L. fermentum, L. gasseri, L. rhamnosus, Bi- Mikrobiologiczny i diety matki, w tym stosowania pre- i probiotyków w w a Staphylococcus- Lactobacillus - human milk oligosaccharides priming STANDARDY MEDYCZNE/PEDIATRIA 2016 T

6 Lactobacillus rhamnosus - Rola probiotyków w prewencji NEC Lactobacillus (L. rhamnosus,(b. lactis Streptococcus thermophilus- Saccharomyces boulardii tight- junction biotyków w patogenezie NEC, do tej pory nie - - Lactobacillus - za- i prowadzenie jej przez kilka tygodni lub do cza- - licznych badaniach i anali- - probiotyczne, nawet u 6 do wprowadzenia probiotykoterapiiw prewencji NEC,- pod - na celu - 43 L. rhamnosus L. acidophilusb. infantisl. casei Lactobacillusteriun - - Na - i STANDARDY MEDYCZNE/PEDIATRIA 2016 T

7 na i liczby komórek bakteryjnych odpowiedniego szczepu w daw- paratów probiotycznych szczepami szpitalnymi, a worodków niepoddawanych terapii szczepami probiotycznymi 45 Tabeli DO ZAPAMIĘTANIA Martwicze zapalenie jelit jest jedną z najpoważniejszych chorób układu pokarmowego u wcześniaków. Jego patogeneza jest wieloczynnikowa. Dysbioza jelitowa może być źródłem wielu schorzeń, m.in. alergii, otyłości, autyzmu, a także martwiczego zapalenia jelit. Kolonizacja jelit wcześniaków jest opóźniona w porównaniu z noworodkami urodzonymi o czasie. W przebiegu martwiczego zapalenia jelit obserwuje się zachwianie równowagi mikrobiologicznej środowiska jelit. Najkorzystniejszym sposobem karmienia wcześniaków jest karmienie mlekiem matki. Bogaty pre- i probiotyczny skład pokarmu kobiecego wspomaga prawidłowy proces kolonizacji jelit i chroni przed dysbiozą. Stosowanie probiotyków jest jedną z proponowanych metod prewencji martwiczego zapalenia jelit u wcześniaków. Podsumowanie mgr Monika Szewc Klinika Zakażeń Noworodka Uniwersytet Medyczny w Poznaniu Poznań, ul. Polna 33 monika.szewc@instytut-mikroekologii.pl Autorstwo manuskryptu: Monika Szewc - opracowanie koncepcji badania/pracy naukowej, zestawienie danych, napisanie artykułu, Katarzyna Sieradzka - zestawienie danych, napisanie artykułu, Anna Bartnicka - zestawienie danych, napisanie artykułu, Mirosława Gałęcka - merytoryczna recenzja artykułu, nadzór nad ostateczną wersją artykułu, Jan Mazela - opracowanie koncepcji badania/pracy naukowej, merytoryczna recenzja artykułu, nadzór nad ostateczną wersją artykułu. PIŚMIENNICTWO 1 Helwich E, Wójkowska-Mach J, Borszewska-Kornacka M i wsp. Epidemiologia zakażeń noworodków z bardzo małą masą urodzeniową. Badania Polskiej Sieci Neonatologicznej. Developmental Period Medicine 2013;17:3. 2 Fitzgibbons SC, Ching Y, Yu D i wsp. Mortality of necrotizing enterocolitis expressed by birth weight categories. J Pediatr Surg 2009;44: Neu J, Walker WA. Necrotizing enterocolitis. N Engl J Med 2011;364: Huda S, Chaudhery S, Ibrahim H i wsp. Neonatal necrotizing enterocolitis: Clinical challenges, pathophysiology and management. Pathophysiology 2014;21: Bedrick AD. Necrotizing enterocolitis: neurodevelopmental risky business. J Perinatol 2004;24: STANDARDY MEDYCZNE/PEDIATRIA 2016 T

8 6 Anderson S. Probiotics for preterm infants: A premature or overdue necrotizing enterocolitis prevention strategy? Neonatal Network 2015;34: Patel R, Denning P. Intestinal microbiota and its relationship with necrotizing enterocolitis. Pediatr Res 2015;78: Barczycka R. Mikrobiota jelitowa i prebiotyki znaczenie u niemowląt i dzieci. Stand Med Ped 2014;11: Kamada N, Seo SU, Chen GY i wsp. Role of the gut microbiota in immunity and inflammatory disease. Nat Rev Immunol 2013;13: Cukrowska B, Klewicka E. Programowanie mikrobiotyczne homeostaza mikrobioty jelitowej a ryzyko chorób cywilizacynych. Stand Med Ped 2014;11: Morowitz MJ, Poroyko V, Caplan M i wsp. Redefining the role of intestinal microbes in the pathogenesis of necrotizing enterocolitis. Pediatrics 2010;125: Cassir N, Simeoni U, La Scola B. Gut microbiota and the pathogenesis of necrotizng eneterocolitis in preterm neonates. Future Microbiol 2016;11: Bartnicka A, Gałęcka M, Mazela J. Wpływ czynników prenatalnych i postnatalnych na mikrobiotę jelitową noworodków. Stand Med Ped 2016;13: Aagaard K, Ma J, Antony K i wsp. The placenta harbors a unique microbiome. Sci Transl Med 2014;6: Jimenez E, Marín ML, Martín R i wsp. Is meconium from healthy newborns actually sterile? Res Microbiol 2008;159: Gritz E, Bhandari V. The human neonatal gut microbiome: a brief review. Frontiers in Pediatrics 2015;3: Elgin T, Kern S, McElroy S. Development of the neonatal intestinal microbiome and its association with necrotizing enterocolitis. Clinical Therapeutics 2016;38: Terrin G, Passariello A, De Curtis M i wsp. Ranitidine is associated with infections, necrotizing enterocolitis, and fatal outcome in newborns. Pediatrics 2012;129: Gupta R, Tran L, Norori J i wsp. Histamine-2 receptor blockers alter the fecal microbiota in premature infants. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2013;56: Cassir N, Benamar S, Khalil J i wsp. Clostridium butyricum strains and dysbiosis linked to necrotizing enterocolitis in preterm neonates. Clin Infect Dis 2015;61: Morrow A, Lagomarcino A, Schibler K i wsp. Early microbial and metabolomic signatures predict later onset of necrotizing enterocolitis in preterm infants. Microbiome 2013;1: Mai V, Young CM, Ukhanova M i wsp. Fecal microbiota in premature infants prior to necrotizing enterocolitis. PloS One 2011;6:e Claud E, Keegan K, Brulc J i wsp. Bacterial community structure and functional contributions to emergence of health or necrotizing enterocolitis in preterm infants. Microbiome 2013;1: Lauterbach R, Michalski P, Lauterbach J. Probiotyki możliwość zastosowania z punktu widzenia neonatologa. Postępy neonatologii 2015;21: Lin P, Stoll B. Necrotising enterocolitis. Lancet 2006;368: Tremblay E, Thibault M, Ferretti E i wsp. Gene expression profiling in necrotizing enterocolitis reveals pathways common to those reported in Crohn s disease. BMC Medical Genomics 2016;9:6. 27 Emami CN, Petrosyan M, Giuliani S i wsp. Role of the host defense system and intestinal microbial flora in the pathogenesis of necrotizing enterocolitis. Surg Infect 2009;10: Jeurink P, van Bergenhenegouwen J, Jiménez E i wsp. Human milk: a source of more life than we imagine. Benef Microbes 2013; Fernández L, Langa S, Martín V i wsp. The microbiota of human milk in healthy women. Cell Mol Biol 2013;59: Soto A, Martín V, Jiménez E i wsp. Lactobacilli and Bifidobacteria in human breast milk: influence of antibiotherapy and other host and clinical factors. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2014;59: Donnet-Hughes A, Perez P, Doré J i wsp. Potential role of the intestinal microbiota of the mother in neonatal immune education. Proc Nutr Soc 2010;69: Bode L. Human milk oligosaccharides: Every baby needs a sugar mama. Glycobiology 2012;22: Gabrielli O, Zampini L, Galeazzi T i wsp. Preterm milk oligosaccharides during the first month of lactation. Pediatrics 2011;128: Abrams S, Schanler R, Lee M i wsp. Mortality and morbidity in extremely preterm infants fed a diet containing cow milk protein products. Breastfeed Med 2014;9: Kantorowska A, Wei J, Cohen R i wsp. Impact of donor milk availability on breast milk use and necrotizing enterocolitis rates. Pediatrics 2016;137: Corpeleijn, W, de Waard M, Christmann V i wsp. Effect of donor milk on severe infections and mortality in very low-birth-weight infants The Early Nutrition Study Randomized Clinical Trial. JAMA Pediatr 2016;170: Sharma D, Shastri S Lactoferrin and neonatology role in neonatal sepsis and necrotizing enterocolitis: present, past and future J Matern Fetal Neonatal Med 2016;29: Pammi M, Abrams S. Oral lactoferrin for the prevention of sepsis and necrotizing enterocolitis in preterm infants. Cochrane Database Syst Rev 2015;20;2. 39 Manzoni P, Meyer M, Stolfi I i wsp. Bovine lactoferrin supplementation for prevention of necrotizing enterocolitis in very-low-birth-weight neonates: a randomized clinical trial. Early Hum Dev. 2014;90(suppl. 1): Lee J, Seto D, Bielory L. Meta-analysis of clinical trials of probiotics for prevention and treatment of pediatric atopic and dermatitis. J Allergy Clin Immunol 2008;121: Didari T, Mozaffari S, Nikfar S i wsp. Effectiveness of probiotics in irritable bowel syndrome: Updated systematic review with meta-analysis. World J Gastroenterol 2015;14; Aceti A, Gori D, Barone G i wsp. Probiotics for prevention of necrotizing enterocolitis in preterm infants: systematic review and meta-analysis. Italian Journal of Pediatrics 2015; 41: AlFaleh K, Anabrees J. Probiotics for prevention of necrotizing enterocolitis in preterm infants. Evid-Based Child Health 2014;3: Parker R. Probiotic guideline for necrotizing enterocolitis prevention in very low-birth-weight neonates. Adv Neonatal Care 2014;14: Deshpande G, Rao S, Keil A i wsp. Evidence-based guidelines for use of probiotics in preterm neonates. BMC Med 2011;9: Patel R, Denning P. Therapeutic use of prebiotics, probiotics, and postbiotics to prevent necrotizing enterocolitis: what is the current evidence? Clin Perinatol 2013;40: Dani C, Biadaioli R, Bertini G i wsp. Probiotics feeding in prevention of urinary tract infection, bacterial sepsis and necrotizing enterocolitis in preterm infants. a prospective double-blind study. Biol Neonate 2002;82: Costalos C, Skouteri V, Gounaris A i wsp. Enteral feeding of premature infants with Saccharomyces boulardii. Early Hum Dev 2003;74: Bin-Nun A, Bromiker R, Wilschanski M i wsp. Oral probiotics prevent necrotizing enterocolitis in very low birth weight neonates. J Pediatr 2005;147: STANDARDY MEDYCZNE/PEDIATRIA 2016 T

9

10 50 Mohan R, Koebnick C, Schildt J i wsp. Effects of Bifidobacterium lactis Bb12 supplementation on intestinal microbiota of preterm infants: a double-blind, placebo-controlled, randomized study. J Clin Microbiol 2006;44: Lin PW, Nasr TR, Stoll BJ. Necrotizing enterocolitis: recent scientifi c advances in pathophysiology and prevention. Semin Perinatol 2008;32: Samanta M, Sarkar M, Ghosh P i wsp. Prophylactic probiotics for prevention of necrotizing enterocolitis in very low birth weight newborns. J Trop Pediatr 2009;55: Braga T, da Silva G, de Lira P i wsp. Efficacy of Bifidobacterium breve and Lactobacillus casei oral supplementation on necrotizing enterocolitis in very-low-birth-weight preterm infants: a double-blind, randomized, controlled trial. Am J Clin Nutr 2011;93: Rojas M, Lozano J, Rojas M i wsp. Prophylactic probiotics to prevent death and nosocomial infection in preterm infants. Pediatrics 2012;130: Jacobs S, Tobin J, Opie G i wsp. Probiotic effects on late-onset sepsis in very preterm infants: a randomized controlled trial. Pediatrics 2013;132: Patole S, Keil A, Chang A i wsp. Effect of Bifidobacterium breve M-16V supplementation on fecal bifidobacteria in preterm neonates a randomised double blind placebo controlled trial. PLoS One 2014;3:9. 57 Dilli D, Aydin B, Fettah N i wsp. The propre-save study: effects of probiotics and prebiotics alone or combined on necrotizing enterocolitis in very low birth weight infants. J Pediatr 2015;166: DIAGNOSTYKA MIKROFLORY JELITOWEJ ORAZ NADWRAŻLIWOŚCI POKARMOWYCH DIAGNOSTYKA ALERGII TYPU III WSPOMAGANIE LECZENIA PRZEWLEKŁYCH DOLEGLIWOŚCI, U PODSTAW KTÓRYCH LEŻY DYSBIOZA JELITOWA ORAZ CHRONICZNY STAN ZAPALNY. DIAGNOSTYKA POTWIERDZONA BADANIAMI. Stosowanie antybiotyków we wczesnym dzieciństwie zakłóca prawidłowy rozwój mikroflory jelitowej. Korpela K i wsp. Nature Communications. 2016;7: Dzieci przyjmujące probiotyki rzadziej zapadają na infekcje jelitowe i infekcje górnych dróg oddechowych. Merenstein D i wsp. Eur J Clin Nutr. 2010;64(7): U niemowląt i dzieci z atopowym zapaleniem skóry obserwuje się zaburzenia mikroflory jelitowej. Terapia probiotykami pozwala przywrócić stan równowagi mikroflory jelit. Licari A i wsp. J Biol Regul Homeost Agents. 2015;29:18-24 Mariman R i wsp. Benef Microbes. 2015;21:1-12. WSKAZANIA DO WYKONANIA BADANIA: Atopowe zapalenie skóry (AZS) Alergie i nietolerancje Autyzm Biegunki, zaparcia i wzdęcia Kolki Celiakia Nawracające infekcje 710 STANDARDY MEDYCZNE/PEDIATRIA 2016 T INNOWACYJNA DIAGNOSTYKA MIKROFLORY JELITOWEJ