栄養失調の子供たちの発育不全に細菌がどう結びつくか

栄養失調の子供たちの発育不全に細菌がどう結びつくかバングラデシュのコックスバザールにあるクトゥパロン難民キャンプの子供たちは、栄養失調のスクリーニングと治療を受けています。 (クレジット: マギームーア/ USAID / Flickr)

栄養失調は発育不全につながる可能性があります。 バングラデシュの子どもたちに関する新しい研究では、14種類の細菌が小腸に関係しているとされています。

開発途上国で栄養失調の治療を受けた多くの子供たちは完全には回復しません。 彼らはまた、一般的に成人期に長期的な健康問題を引き起こす免疫系の機能障害や認知発達の低下を経験する可能性があります。

問題の細菌は、小腸の内壁の疾患の一因であり、これは環境腸溶性機能障害と呼ばれ、食物からの栄養素の吸収を損ない、健康な発達に必要な成長因子を抑制します。

この研究は、 ニューイングランド·ジャーナル·オブ·メディスン、科学者がのための新しい治療法を設計するのに役立つかもしれません 栄養失調の子供たち 治療食品を受け取った後でも発育不全で体重が少ない人は研究者達は言う。

社説 マサチューセッツ総合病院とMITとハーバードのブロード研究所の研究を伴うラムニック・J・ザビエルは、新しい研究を「の同定を連想させる」と呼んだ。 ヘリコバクター·ピロリ 潰瘍の原因として。」

ザビエルによれば、この研究は、腸の特定の領域にコロニーを形成する細菌のグループに病気を結び付け、病気の原因の基本的な機構研究と地球規模の健康を統合することの利点を示しています。

小腸の重要な役割

腸内細菌叢は、人間の宿主と共生関係にあります。 健康な成長と発達に人生の初期の間にその重要な貢献についての証拠が浮上しています。 腸内マイクロバイオームを含む多くの研究は、糞便サンプルで測定された細菌に焦点を当てていますが、これは必ずしも長さに沿って異なる地域に住んでいる微生物群集を表すものではありません 消化管.

新しい研究では、研究者は上部小腸(胃の直後の腸の領域)に焦点を合わせました。なぜならそれは大部分が研究されておらず、それが栄養失調に重要な役割を果たす可能性があるというヒントがあったからです。

「身体の栄養素の吸収の多くは小腸で行われます」と、セントルイスにあるワシントン大学医学部のゲノム科学およびシステム生物学のエジソン家族センターの教授でディレクターを務めるジェフリーI.ゴードンは述べています。 「小腸には絨毛と呼ばれる指のような突起が並んでおり、腸の吸収表面積を増やします。

「環境性腸機能障害では、これらの絨毛が損傷して崩壊し、腸壁に炎症を引き起こし、栄養素を吸収する能力を低下させます。 この疾患は診断が非常に困難であり、その原因は謎であり、低身長を含む栄養失調の多くの症状との関係も同様です(発育阻害).

「私たちの研究はこれらの質問に対処するように設計されました。 結果は私たちが病気のメカニズムを解読するのに役立ち、また小腸の微生物叢を標的とする新しい治療法を開発するための理論的根拠を提供しました。」

発育不全と栄養失調

新しい研究では、研究者たちは平均525ヶ月の年齢で成長を阻害した18人の栄養失調の子供たちへの栄養介入から始めました。 彼らは、牛乳、卵、ミネラル、ビタミンを含む標準的な栄養補助食品を受け取りました。

治験担当医師は、この治療で改善が見られなかった110人の子供のそれぞれの親から、内視鏡検査を行う許可を得ました。 この手順により、研究者は組織の生検を取得し、子供の上部小腸から微生物サンプルを収集することができました。

「以前は、栄養価の高い食品を提供し、公衆衛生を改善することで発育不全を克服するのに十分であると期待されていました」とGordonの研究室の博士課程の学生である著者のRobert Y. Chenは言います。 「しかし、そのアプローチは多くの子供たちのために働いていません。

「この研究では、小腸の分子と微生物をさらに詳しく調べて、これらの子供たちに何が起こっているのか、その状態が栄養介入に非常に抵抗する原因となっていることをより詳しく理解することができました。」

研究者らは、血液サンプルも持っていて、腸の生検によって環境性腸管機能障害の証拠が見つかった80人の子供のうち110人に焦点を当てました。 彼らは、血液サンプル中および小腸生検サンプル中の数千のタンパク質の存在量を測定しました。

結果は、成長のさまざまな側面に関与するタンパク質のレベルが通常よりも低いこと、腸の内層の破壊に起因するタンパク質のレベルが高いこと、および腸の免疫系の活性化が明らかになった。 小腸の同じ領域の微生物含有量のサンプルから、14種類の細菌のグループが明らかになりました。 これらの生物のレベルが高いほど、発育阻害はより深刻になります。 研究者らはまた、これらの微生物のレベルを、腸を損傷する可能性のある炎症に関与する腸タンパク質のレベルに関連付けました。

「14の細菌からなるこのコアグループは、栄養失調の発育不全の子供たちの80%に存在していました」とChenは言います。 「非常に驚くべきことは、これらの細菌が炎症誘発性状態を引き起こすタンパク質と発育阻害と高度に相関していたことです。 炎症性マーカーは血中で測定することもでき、内視鏡検査を行わずに子供たちのこれらの問題を特定するのに役立ちます。」

「未開拓の大自然」

研究者たちは、これらの子供たちの糞便サンプルからこれらの14の細菌株を検出できること、そしてそれらのレベルが健康な子供の糞便サンプルのものとは異なることを発見しました。

研究者達はまた、14株のどれも典型的には病気を引き起こす病原体と見なされていないことにも言及しました。 ゴードンと彼の同僚は、栄養失調の子供たちの上部小腸からの細菌サンプルをバングラデシュの健康な子供たちの細菌サンプルと直接比較することができませんでした。健康な子供たちに内視鏡検査を行うことは倫理的ではなかったからです。

研究者らは、上部小腸の14の細菌株が環境腸内機能障害の原因となるかどうか、たとえば栄養失調の影響ではないかどうかを確認するために、バングラデシュの子供たちの代表的な食事を与えられた無菌マウスを研究しましたこの研究で。

自身の微生物叢のない無菌条件下で生まれ育った無菌マウスには、栄養失調の子供たちの発育不全に関連する菌株を含む微生物のコレクションが与えられました。 彼らはまた、通常のマウス腸内微生物を同じ食餌でコントロールマウスに与えました。 栄養失調の子供の上部小腸から腸内微生物を受け取った人々は、小腸の内層の破壊と、環境性腸機能障害に特徴的な炎症の変化を発症しました。

「私たちの研究は、伝統的に私たちが問題のせいにしている従来の犯人よりも、発育不全には多くのことがあるという強力な証拠を提供します。たとえば、食料不足、不十分な衛生、または汚染された給水です」と、共著者のMichael J. Barratt腸内細菌叢および栄養研究のためのワシントン大学のセンター。

ゴードンは付け加えます、「小腸の微生物相は大部分が未踏の荒野でした」-「地表認識」。 これらの新しい発見は、小腸の微生物群集が子供の健康的な成長に重要な貢献をしていること、およびその組成と機能の摂動が栄養失調につながる可能性があることを示しています。

「さらに多くのことを行う必要がありますが、子供たちの環境腸溶性機能不全の重要な特徴を描写する動物モデルの作成など、私たちのチームの調査結果は、この疾患を診断する新しい方法と腸内微生物群集を修復する新しい治療法への道を開きます。 これらの治療法は、たとえば治療食品であれプロバイオティクスであれ、栄養失調の子供たちの小腸にあるこれらの有害な細菌のレベルと影響を減らすことを目指しています。」

バングラデシュのダッカにある下痢性疾患国際研究センターのターミード・アーメドがこの研究に協力した。 Bill&Melinda Gates Foundationがこの作業に資金を提供しました。

最初の研究

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