特定的细菌有助于解释营养不良儿童的发育迟缓
在发展中国家，许多因儿童营养不良而接受治疗的儿童从未完全康复。他们患有发育不良、免疫系统功能障碍和认知发育不良，这些通常会导致成年后的长期健康问题。
现在，圣路易斯华盛顿大学医学院和国际腹泻病研究中心的新研究涉及营养不良的儿童在孟加拉国的一项研究中发现了特定类型的肠道细菌小肠是它们发育不良的原因之一。这种细菌会导致小肠内壁的疾病——一种被称为环境肠功能障碍的疾病——损害从食物中吸收营养，抑制健康发育所必需的生长因子。
这项研究发表在7月23日的《科学》杂志上新英格兰医学杂志这可能有助于科学家为营养不良的儿童设计新的治疗方法，这些儿童即使在接受治疗性食物后仍然发育不良和体重不足。
马萨诸塞州总医院、麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的Ramnick J. Xavier医学博士在一篇与该研究相关的社论中称，这项新研究“让人联想到幽门螺杆菌是溃疡的原因之一”。根据Xavier的说法，这项工作将疾病与一组细菌联系起来，这些细菌定居在肠道的特定区域，并说明了将全球健康与疾病原因的基本机制研究相结合的好处。
肠道微生物群与其人类宿主有共生关系。越来越多的证据表明，在生命的最初几年，它对健康的成长和发展有重要的贡献。许多涉及肠道微生物组的研究都集中在粪便样本中测量的细菌上，这些细菌不一定能代表生活在胃肠道长度不同区域的微生物群落。研究人员对上小肠感兴趣，因为它在很大程度上未被研究，因为有迹象表明它可能在营养不良中发挥重要作用。
“人体的大部分营养吸收都发生在小肠中，”资深作者杰弗里·i·戈登医学博士说，他是罗伯特·j·格拉泽博士的杰出大学教授，也是医学院爱迪生家族基因组科学与系统生物学中心主任。“小肠上排列着称为绒毛的手指状突出物，这增加了肠道的吸收表面积。在环境性肠功能障碍中，这些绒毛受损并塌陷，导致肠壁炎症，降低其吸收营养的能力。这种疾病一直很难诊断，其原因是谜，因为它与营养不良的许多表现，包括身材矮小(发育不良)的关系。我们的研究就是为了解决这些问题。这些结果帮助我们破译了疾病机制，也为开发针对小肠微生物组的新疗法提供了理论依据。”
在这项由比尔和梅林达·盖茨基金会资助的新研究中，华盛顿大学的戈登和他的长期合作者、孟加拉国达卡国际腹泻病研究中心的Tahmeed Ahmed领导的一个由基础和临床研究人员组成的多学科团队研究了生活在达卡城市贫民窟的幼儿的小肠上部。研究人员首先对525名营养不良的儿童进行营养干预，这些儿童平均年龄为18个月，发育迟缓。他们接受了标准的营养补充，包括牛奶、鸡蛋、矿物质和维生素。研究人员得到了110名接受这种治疗没有表现出改善的儿童的父母的允许，对他们的孩子进行内窥镜检查。该程序允许研究人员获得组织活检，并从儿童上小肠收集微生物样本。
“在过去，人们希望提供更有营养的食物和改善卫生条件就足以克服发育不良，”戈登实验室的博士生、第一作者罗伯特·y·陈(Robert Y. Chen)说。“但这种方法对很多孩子都不起作用。在这项研究中，我们能够更仔细地观察小肠中的分子和微生物，以更详细地了解这些孩子身上发生了什么，使他们的病情对营养干预产生了如此大的抗药性。”
研究人员集中研究了110名儿童中的80名，他们也有血液样本，他们通过肠道活检发现了环境肠功能障碍的证据。测量了血液样本和小肠活检样本中数千种蛋白质的丰度;结果显示，参与生长的各个方面的蛋白质水平低于正常水平，导致肠道内层破裂的蛋白质水平较高，以及肠道免疫系统的过度激活。小肠同一区域的微生物含量样本显示一组14种细菌;他们发现，这些微生物的含量越高，发育迟缓就越严重。他们还将这些微生物的水平与与炎症有关的肠道蛋白质水平联系起来，炎症会损害肠道。
陈说:“这14种核心细菌存在于80%的营养不良发育不良儿童体内。”“非常引人注目的是，这些细菌与导致促炎状态和发育迟缓的蛋白质高度相关。炎症标志物也可以在血液中测量，这可以帮助我们在不做内窥镜检查的情况下确定儿童的这些问题。”
研究人员发现，在这些儿童的粪便样本中可以检测到14种细菌菌株，它们的水平与儿童粪便样本中的不同粪便样本健康的孩子研究人员还指出，这14种菌株中没有一种通常被视为致病病原体。戈登和他的同事无法直接将营养不良儿童小肠上部的细菌样本与孟加拉国健康儿童的细菌样本进行比较，因为对健康儿童进行内窥镜检查是不道德的。
为了确定上小肠中的14种细菌菌株是否在环境肠道功能障碍中起因果作用，而不是营养不良的影响，例如，研究人员研究了无菌小鼠，这些小鼠的饮食代表了研究中的孟加拉国儿童的饮食。在无菌条件下出生和成长的无菌小鼠没有自身的微生物群，他们被给予了来自营养不良儿童的微生物集合——包括与发育不良有关的菌株。他们还用正常小鼠肠道微生物喂养对照组小鼠。那些从营养不良儿童的小肠上部接受肠道微生物的儿童出现了小肠内膜的破坏和环境性肠功能障碍的炎症变化。
华盛顿大学肠道微生物组和营养研究中心执行主任、合著者迈克尔·j·巴拉特说:“我们的研究提供了强有力的证据，证明发育不良不仅仅是我们传统上认为的罪魁祸首，比如食物短缺、卫生条件差或水污染。”
戈登补充说:“小肠菌群在很大程度上是一块未被探索的荒野——‘未知领域’。这些新发现为小物种的重要贡献提供了证据肠微生物群落对儿童健康成长的影响，以及其组成和功能的扰动如何导致营养不良。我们还需要做更多的工作，但我们团队的发现，包括建立一种动物模型，描绘儿童环境肠道功能障碍的重要特征，为诊断这种疾病的新方法和修复肠道微生物群落的新治疗方法铺平了道路。这些治疗——例如，无论是治疗性食物还是益生菌——将寻求降低营养不良患者小肠中这些破坏性细菌的水平和影响孩子们．"
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