DYNAMICS OF MICROBIOME DEVELOPMENT IN A CHILD HOSPITALIZED IN THE INTENSIVE CARE UNIT FOR A LONG PERIOD OF TIME. CLINICAL CASE
Abstract
The article presents the dynamics of microbiome development in a child hospitalized for a long time in the intensive care unit of a tertiary perinatal center. The species composition of the patient’s microbiome did not meet the age norms. The risk factors that led to the disruption of microbiome formation were prolonged hospitalization in the NICU, short duration of breastfeeding, artificial nutrition with formulas based on deeply hydrolyzed cow’s milk protein, and massive antibiotic therapy. Decrease in biodiversity of non-pathogenic microorganisms led to an increase in the proportion of pathogens, development of nosocomial diseases.
References
Zhuang L., Chen H., Zhang S. et al. Intestinal Microbiota in Early Life and Its Implications on Childhood Health. Genomics Proteomics Bioinformatics. 2019; 17(1): 13–25. DOI: 10.1016/j.gpb.2018.10.002.
Collado M.C., Rautava S., Aakko J. et al. Human gut colonisation may be initiated in utero by distinct microbial communities in the placenta and amniotic fluid. Sci Rep. 2016; 6: 23129. DOI: 10.1038/srep23129.
Смирнова Н.Н., Новикова В.П., Куприенко Н.Б. и др. Влияние микробиома репродуктивного тракта женщины на внутриутробное и постнатальное развитие ребенка. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2022; 21(6): 107–12. DOI: 10.20953/1726-1678-2022-6-107-112.
Рухляда Н.Н., Винникова С.В., Цечоева Л.Ш. и др. Влагалищная и кишечная микробиота у женщин с неразвивающейся беременностью до и после коррекции стандартной терапии. Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и Технические Науки. 2023; 8(2): 192–8. DOI: 10.37882/2223-2982.2023.8-2.31.
Koenig J.E., Spor A., Scalfone N. et al. Succession of microbial consortia in the developing infant gut microbiome Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2011; 108 (Suppl 1): 4578–85. DOI: 10.1073/pnas.1000081107.
Николаева И.В., Царегородцев А.Д., Шайхиева Г.С. Формирование кишечной микробиоты ребенка и факторы, влияющие на этот процесс. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2018; 63(3): 13–8. DOI: 10.21508/1027–4065–2018–63–3–13–18.
Набока Ю.Л., Рымашевский А.Н., Свирава Э.Г. и др. Становление микробиоты толстого кишечника новорожденных при различных способах родоразрешения. Педиатр. 2014; 5(3): 22–9. DOI: 10.17816/PED5322-29.
D'Agata A.L., Wu J., Welandawe M.K.V. et al. Effects of early life NICU stress on the developing gut microbiome. Developmental psychobiology. 2019; 61(5): 650–60. DOI: 10.1002/dev.21826.
Wijeyesekera A., Wagner J., De Goffau M. et al. Multi-Compartment Profiling of Bacterial and Host Metabolites Identifies Intestinal Dysbiosis and Its Functional Consequences in the Critically Ill Childю Critical care medicine. 2019; 47(9): e727–34. DOI: 10.1097/CCM.0000000000003841.
Yang M., Du J., Yang Q. et al. Influence of Family Integrated Care on the Intestinal Microbiome of Preterm Infants With Necrotizing Enterocolitis and Enterostomy: A Preliminary Study. Frontiers in pediatrics. 2021; 9: 678254. DOI: 10.3389/fped.2021.678254.
Brooks B., Olm M.R., Firek B.A. et al. The developing premature infant gut microbiome is a major factor shaping the microbiome of neonatal intensive care unit rooms. Microbiome. 2018; 6(1): 112. DOI: 10.1186/s40168-018-0493-5.
Кузнецова Ю.В., Завьялова А.Н., Лисовский О.В. и соавт. Особенности микробного пейзажа желудка у детей, питающихся через гастростому или назогастральный зонд. Педиатр. 2023; 14(2): 17–27. DOI: 10.17816/PED14217-27.
Rutayisire E., Huang K., Liu Y., Tao F. The mode of delivery affects the diversity and colonization pattern of the gut microbiota during the first year of infants' life: a systematic review. BMC gastroenterology. 2016; 16(1): 86. DOI: 10.1186/s12876-016-0498-0.
Shaterian N., Abdi F., Ghavidel N., Alidost F. Role of cesarean section in the development of neonatal gut microbiota: A systematic review. Open medicine (Warsaw, Poland). 2021; 16(1): 624–39. DOI: 10.1515/med-2021-0270.
Montoya-Williams D., Lemas D.J., Spiryda L. et al. The Neonatal Microbiome and Its Partial Role in Mediating the Association between Birth by Cesarean Section and Adverse Pediatric Outcomes. Neonatology. 2018; 114(2): 103–11. DOI: 10.1159/000487102.
Mueller N.T., Differding M.K., Ostbye T. et al. Association of birth mode of delivery with infant faecal microbiota, potential pathobionts, and short chain fatty acids: a longitudinal study over the first year of life. BJOG: an international journal of obstetrics and gynaecology. 2021; 128(8): 1293–1303. DOI: 10.1111/1471-0528.16633.
Kim G., Bae J., Kim M.J. et al. Delayed Establishment of Gut Microbiota in Infants Delivered by Cesarean Section. Frontiers in microbiology. 2020; 11: 2099. DOI: 10.3389/fmicb.2020.02099.
Макарова С.Г., Броева М.И. Влияние различных факторов на ранние этапы формирования кишечной микробиоты. Педиатрическая фармакология. 2016; 13(3): 270–82. DOI: 10.15690/pf.v13i3.1577.
Дедикова О.В., Захарова И.Н., Кучина А.Е. и др. Формирование микробиоты кишечника младенца в зависимости от способа родоразрешения: отдаленные последствия и варианты коррекции. Педиатрия. Consilium Medicum. 2023; 1: 25–9. DOI: 10.26442/26586630.2023.1.202092.
Rautava S., Luoto R., Salminen S., Isolauri E. Microbial contact during pregnancy, intestinal colonization and human disease. Nature reviews. Gastroenterology & hepatology. 2012; 9(10): 565–76. DOI: 10.1038/nrgastro.2012.144.
Tian M., Li Q., Zheng T. et al. Maternal microbe-specific modulation of the offspring microbiome and development during pregnancy and lactation. Gut Microbes. 2023; 15(1): 2206505. DOI: 10.1080/19490976.2023.2206505.
Захарова И.Н., Кучина А.Е. Микробиота грудного молока (представление, источники, роль бактерий для ребенка и матери). Медицинский совет. 2022; 16(1): 27–35. DOI: 10.21518/2079-701X-2022-16-1-27-35.1.
Смирнова Н.Н., Хавкин А.И., Куприенко Н.Б., Новикова В.П. Бактерии и вирусы грудного молока. Вопросы детской диетологии. 2022; 20(2): 74–82. DOI: 10.20953/1727-5784-2022-2-74-82.
Kalbermatter C., Fernandez Trigo N., Christensen S., Ganal-Vonarburg S.C. Maternal Microbiota, Early Life Colonization and Breast Milk Drive Immune Development in the Newborn. Frontiers in immunology. 2021; 12: 683022. DOI: 10.3389/fimmu.2021.683022.
Milani C., Duranti S., Bottacini F. et al. The First Microbial Colonizers of the Human Gut: Composition, Activities, and Health Implications of the Infant Gut Microbiota. Microbiology and molecular biology reviews. 2017; 81(4): e00036–17. DOI: 10.1128/MMBR.00036-17.
Turroni F., Milani C., Duranti S. et al. Bifidobacteria and the infant gut: an example of co-evolution and natural selection. Cellular and molecular life sciences. CMLS. 2018; 75(1): 103–18. DOI: 10.1007/s00018-017-2672-0.
Rutten N.B., Rijkers G.T., Meijssen C.B. et al. Intestinal microbiota composition after antibiotic treatment in early life: the INCA study. BMC pediatrics. 2015; 15: 204. DOI: 10.1186/s12887-015-0519-0.
Карпеева Ю.С., Новикова В.П., Хавкин А.И. и др. Микробиота и болезни человека: возможности диетической коррекции. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2020; 65(5): 116–25. DOI: 10.21508/1027-4065-2020-65-5-116-125.
Hill C.J., Lynch D.B., Murphy K. et al. Evolution of gut microbiota composition from birth to 24 weeks in the INFANTMET Cohort. Microbiome. 2017; 5(1): 4. DOI: 10.1186/s40168-016-0213-y.
Arrieta M.C., Stiemsma L.T., Amenyogbe N. et al. The intestinal microbiome in early life: health and disease. Frontiers in immunology. 2014; 5: 427. DOI: 10.3389/fimmu.2014.00427.
Sarkar A., Yoo J.Y., Valeria Ozorio Dutra S. et al. The Association between Early-Life Gut Microbiota and Long-Term Health and Diseases. Journal of clinical medicine. 2021; 10(3): 459. DOI: 10.3390/jcm10030459.
Nagpal R., Yamashiro Y. Gut Microbiota Composition in Healthy Japanese Infants and Young Adults Born by C-Section. Annals of nutrition & metabolism. 2018; 73(Suppl 3): 4–11. DOI: 10.1159/000490841.
Гончар Н.В., Бабаченко И.В., Гостев В.В., Ибрагимова О.М. Характеристика микробиоты кишечника детей первого года жизни по данным секвенирования гена 16S рибосомальной РНК. Журнал инфектологии. 2017; 9(2): 23–8. DOI: 10.22625/2072-6732-2017-9-2-23-28.
Захарова И.Н., Бережная И.В., Дмитриева Д.К. Нарушение формирования микробиома младенца: что важно знать педиатру. Педиатрия. Consilium Medicum. 2023; 3: 108–13. DOI: 10.26442/26586630.2023.3.202392.
Nagpal R., Tsuji H., Takahashi T. et al. Gut dysbiosis following C-section instigates higher colonisation of toxigenic Clostridium perfringens in infants. Beneficial microbes. 2017; 8(3): 353–65. DOI: 10.3920/BM2016.0216.
Lupu A., Jechel E., Mihai C.M. et al. The Footprint of Microbiome in Pediatric Asthma-A Complex Puzzle for a Balanced Development. Nutrients. 2023; 15(14): 3278. DOI: 10.3390/nu15143278.
Liu R.T., Rowan-Nash A.D., Sheehan A.E. et al. Reductions in anti-inflammatory gut bacteria are associated with depression in a sample of young adults. Brain, behavior, and immunity. 2020; 88: 308–24. DOI: 10.1016/j.bbi.2020.03.026.
Беляева И.А., Бомбардирова Е.П., Намазова-Баранова Л.С. и др. Дизонтогения микробиоты кишечника у детей раннего возраста как фактор развития атопии. Детская фармакология. 2019; 16(2): 91–6. DOI: 10.15690/pf.v16i2.2005.
Корниенко Е.А. Проблемы становления кишечной микробиоты как фактор риска развития иммунопатологических заболеваний и возможности их профилактики. Педиатрия. Consilium Medicum. 2022; 2: 174–9. DOI: 10.26442/26586630.2022.2.201551.
Дедикова О.В., Захарова И.Н., Кучина А.Е. и др. Формирование микробиоты кишечника младенца в зависимости от способа родоразрешения: отдаленные последствия и варианты коррекции. Педиатрия. Consilium Medicum. 2023; 1: 25–9. DOI: 10.26442/26586630.2023.1.202092.
Беляева И.А., Бомбардирова Е.П., Митиш М.Д. и др. Онтогенез и дизонтогенез микробиоты кишечника у детей раннего возраста: триггерный механизм нарушений детского здоровья. Вопросы современной педиатрии. 2017; 16(1): 29–38. DOI: 10.15690/vsp.v16i1.1692.
Лифшиц К., Захарова И.Н., Дмитриева Ю.А. Влияние кишечного микробиома в норме и патологии на здоровье человека. Медицинский Совет. 2017; 1: 155–9. DOI: 10.21518/2079-701X-2017-1-155-159.
Schwartz D.J., Shalon N., Wardenburg K. et al. Gut pathogen colonization precedes bloodstream infection in the neonatal intensive care unit. Science translational medicine. 2023; 15(694): eadg5562. DOI: 10.1126/scitranslmed.adg5562.
Lee J.K., Hern Tan L.T., Ramadas A. et al. Exploring the Role of Gut Bacteria in Health and Disease in Preterm Neonates. International journal of environmental research and public health. 2020; 17(19): 6963. DOI: 10.3390/ijerph17196963.
Patel A.L., Mutlu E.A., Sun Y. et al. Longitudinal Survey of Microbiota in Hospitalized Preterm Very-Low-Birth-Weight Infants. Journal of pediatric gastroenterology and nutrition. 2016; 62(2): 292–303. DOI: 10.1097/MPG.0000000000000913.
Chen Y., Lu Y., Wang T. et al. Changes in Gut Microbiota at 1-60 Days in 92 Preterm Infants in a Neonatal Intensive Care Unit Using 16S rRNA Gene Sequencing. Medical science monitor : international medical journal of experimental and clinical research. 2023; 29: e941560. DOI: 10.12659/MSM.941560.
Rogers M.B., Firek B., Shi M. et al. Disruption of the microbiota across multiple body sites in critically ill children. Microbiome. 2016; 4(1): 66. DOI: 10.1186/s40168-016-0211-0.
Марковская И.Н., Завьялова А.Н., Кузнецова Ю.В. и соавт. Микробный пейзаж пациента первого года жизни с дисфагией, длительно находящегося в ОРИТ. XXX Конгресс детских гастроэнтерологов России и стран СНГ, тез. М.; 2023: 29–31.
Александрович Ю.С., Иванов Д.О., Павловская Е.Ю. и соавт. Особенности микробиоты у новорожденных в критическом состоянии при поступлении в ОРИТ специализированного стационара. Вестник анестезиологии и реаниматологии. 2022; 19(2): 56–63. DOI: 10.21292/2078-5658-2022-19-2-56-63.
Марковская И.Н., Завьялова А.Н., Кузнецова Ю.В. Особенности микробиома ребенка первого года жизни, длительно находившегося в отделении реанимации и интенсивной терапии по данным секвенирования 16S RRNA. FORCIPE. 2022; 5(S3): 932–33.
Петренко Ю.В., Прокопьева Н.Е., Иванов Д.О. и соавт. К вопросу о фетальном программировании ожирения у детей. FORCIPE. 2022; 5(S2): 399–400.
