Dirty diapers are the unlikeliest of crystal balls, but they could hold the answer to why some children develop asthma. Just four types of gut bacteria in the stool seem to make all the difference, predicting who will get the disease and who won’t, researchers say. The finding could help identify children at high risk of asthma, and it could also lead to the development of probiotic mixtures that prevent the disease.
The new study “puts a lot of epidemiological observations from over the years into a new perspective,” says asthma researcher Marsha Wills-Karp of the Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health in Baltimore, Maryland, who was not involved in the latest work.
A growing body of research has led to a new appreciation over the last decade for how the microbiome—the collection of bacteria and viruses that live in the human body—shapes people’s health. And studies have hinted that differences between young babies’ microbiomes, caused by birth methods, diet, environment, and antibiotic exposure, might affect their chances of developing diseases such as asthma and allergies.
“There are all these smoking guns to indicate that the microbiota may be involved [in asthma], but there were no experiments to prove it,” says microbiologist Brett Finlay of the University of British Columbia (UBC), Vancouver, in Canada, a senior author on the paper.
As part of the Canadian Healthy Infant Longitudinal Development (CHILD) study, Finlay and colleagues collected stool and urine samples from more than 300 babies at 3 months and 1 year old, as well as information on their health at 1, 3, and 5 years. Then, they used high-throughput genetic sequencing to detect levels of gut microbes in each stool sample. Babies that had low or undetectable levels of four bacteria—Lachnospira, Veillonella, Faecalibacterium, and Rothia—at 3 months old all went on to show early signs of asthma—wheezing and skin allergies—at a year old. The babies who didn’t develop these symptoms invariably had high levels of the four microbes in their 3-month stool samples.
The association held “quite consistently” and was “very” statistically significant, Finlay says. In addition to differences in stool bacteria, the team found differences in the urine of the babies who went on to develop asthma. Certain bacterial byproducts were at lower or higher levels, hinting that these chemicals—produced in the gut but distributed throughout the body—could act on the immune system to make it more susceptible to the disease.
Next, Finlay’s group used stool samples from the asthma-prone 3-month-olds to colonize the guts of mice that had been raised in a bacteria-free environment. The animals went on to develop inflamed lungs indicative of asthma. But if the researchers added a mixture of the four missing microbes to the mice’s digestive tracts along with the feces, the mice no longer had a heightened risk of developing asthma, the scientists report online today in Science Translational Medicine.
The discovery has one immediate application: identifying children with a high risk of asthma in their first 100 days of life, says pediatrician Stuart Turvey of UBC Vancouver, a co-author on the paper. “Those children could be followed or treated more quickly if they end up with asthma,” he adds. But it also suggests that providing this group with the unique mixture of four bacteria—a combination not found in current commercial probiotics—could prevent the onset of asthma.
But developing therapeutics will be harder than just mixing the microbes together into pill form, Wills-Karp says, because babies already have guts that are teeming with other bacteria. These “first colonists” may prevent new strains from easily taking over. And another study has suggested different bacteria as protective. “It’s not clear right now that there are ways to induce the growth of these particular bacteria in kids,” she says. “But it certainly starts to open the door toward that possibility.”
Finlay and Turvey’s team is continuing to follow the health of the first group of children, studying which go on to develop true asthma—so far, more than a third of those who developed the early signs of the disease have the full-blown version. In addition—since the microbiomes of people in various cultures are known to differ—they’re repeating the experiment in a larger, more diverse set of children, including some from Ecuador, to see whether the four strains of bacteria are universally important.
The results in mice hint that humans might one day have a microbe-based asthma preventative on their hands. But a lot of questions need to be answered before that can happen. For instance, the researchers don't know if a microbe-based treatment like the one used in the study will have a long-lasting effect on humans — or mice for that matter (the asthma-inducing treatment that the mice received is lethal, the researchers say). In addition, the scientists need to figure out if a microbe-based preventative can be safely administered to kids. Taken together, it's clear that any treatment that starts with this study will take a while to develop.
ผ้าอ้อมที่สกปรกจะไม่น่าเชื่อลูกบอลคริสตัล แต่พวกเขาสามารถถือคำตอบ ทำไมเด็กบางคนพัฒนาโรคหอบหืด เพียงสี่ชนิดของแบคทีเรียในลำไส้ในอุจจาระที่ดูเหมือนจะทำให้ทุกความแตกต่างสามารถที่จะได้รับโรคใครไม่ นักวิจัยกล่าวว่า การค้นหาสามารถช่วยระบุเด็กที่มีความเสี่ยงสูงของโรคหอบหืดและมันยังสามารถนำไปสู่การพัฒนาโพรไบโอติกผสมที่ป้องกันโรค .
ศึกษาใหม่ " ใส่มากของการสังเกตและจากปีสู่มุมมองใหม่ว่า " หืดขึ้นมาช่า พินัยกรรมคาร์ปของ Johns Hopkins Bloomberg โรงเรียนสาธารณสุขในบัลติมอร์ , แมรี่แลนด์ , ผู้ที่ไม่ได้มีส่วนร่วมใน
งานล่าสุดร่างกายเจริญเติบโตของการวิจัยได้นำไปสู่ความชื่นชมใหม่กว่าทศวรรษที่ผ่านมาสำหรับวิธีไมโครไบโคอลเลกชันของแบคทีเรียและไวรัสที่อาศัยอยู่ในร่างกายมนุษย์รูปร่างสุขภาพของคน และการศึกษาได้บอกใบ้ว่า ความแตกต่างระหว่าง microbiomes เด็กทารก เกิดจากวิธีการกำเนิดอาหาร สภาพแวดล้อม และการเปิดรับแสงอาจส่งผลกระทบต่อโอกาสการพัฒนาของโรคเช่นโรคหอบหืดและโรคภูมิแพ้ .
" มีทั้งหมดเหล่านี้ปืนสูบบุหรี่ระบุว่าไมโครไบโ ้าอาจจะเกี่ยวข้องกับ [ โรคหอบหืด ] แต่ไม่มีการทดลอง เพื่อพิสูจน์ว่า " Brett ฟินเลย์นักจุลชีววิทยาจากมหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบีย ( UBC ) , แวนคูเวอร์ ในแคนาดา ผู้เขียนอาวุโสในกระดาษ
เป็นส่วนหนึ่งของแคนาดาสุขภาพทารกและการพัฒนา ( เด็ก ) การศึกษา ฟินเลย์และเพื่อนร่วมงานเก็บอุจจาระและปัสสาวะจากทารกกว่า 300 คน ใน 3 เดือน และ 1 ปี รวมทั้งข้อมูลเกี่ยวกับสุขภาพของพวกเขาที่ 1 , 3 และ 5 ปี แล้วพวกเขาเคยช่วยลำดับทางพันธุกรรมเพื่อตรวจหาระดับของจุลินทรีย์ดีในแต่ละอย่างอุจจาระทารกที่ได้ต่ำหรือระดับ undetectable สี่ lachnospira veillonella faecalibacterium , แบคทีเรีย , และ rothia 3 เดือนเก่าทั้งหมดไปแสดงสัญญาณเริ่มต้นของโรคหืด หอบ และภูมิแพ้ผิวหนังที่ปีเก่า ทารกที่ไม่ได้มีอาการเหล่านี้ ต้องได้ระดับ 4 จุลินทรีย์ใน 3 เดือน
อุจจาระคนสมาคมจัดมาก " อย่างต่อเนื่อง " และ " มาก " อย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ ฟินเลย์ , กล่าวว่า นอกจากความแตกต่างในอุจจาระแบคทีเรีย , ทีมพบความแตกต่างในปัสสาวะของเด็กที่ไปในการพัฒนาของโรคหอบหืด บางแบคทีเรียตกค้างอยู่ต่ำกว่าหรือสูงกว่าระดับบอกใบ้ว่าสารเคมีเหล่านี้ผลิตในลำไส้ แต่กระจายทั่วทั้งร่างกายสามารถทำหน้าที่ในระบบภูมิคุ้มกัน ทำให้เสี่ยงต่อโรค .
ต่อไป ฟินเลย์เป็นกลุ่มตัวอย่างอุจจาระจากโรคหอบหืดมักจะอพยพไปอยู่ 3-month-olds ความกล้าของหนูที่ถูกเลี้ยงในแบคทีเรียฟรีสิ่งแวดล้อม สัตว์ที่ไปในที่จะพัฒนาปอดอักเสบอาการของโรคหอบหืดแต่ถ้านักวิจัยเพิ่มส่วนผสมของทั้งสี่หายไปจุลินทรีย์เพื่อหนู ทางเดินอาหารพร้อมกับอุจจาระ หนูไม่ได้เพิ่มความเสี่ยงของการพัฒนาโรคหอบหืด , นักวิทยาศาสตร์รายงานออนไลน์วันนี้ในวิทยาศาสตร์การแพทย์แปล
การค้นพบได้ใช้ทันที : ระบุเด็กที่มีความเสี่ยงสูงของโรคหอบหืดในของพวกเขา 100 วันแรกของชีวิตกล่าวว่า กุมารแพทย์ สจ๊วต turvey ของ UBC แวนคูเวอร์ , เขียนบนกระดาษ " เด็กพวกนั้นอาจจะตาม หรือไม่ได้รับการรักษาอย่างรวดเร็ว พวกเขาจะจบลงด้วยโรคหอบหืด , " เขาเพิ่ม แต่มันยังแสดงให้เห็นว่าการให้กลุ่มนี้ด้วยส่วนผสมที่ไม่ซ้ำกันของ 4 bacteria-a รวมกันไม่พบในปัจจุบันโปรไบโอติกทางการค้าสามารถป้องกันการโจมตีของโรคหอบหืด .
แต่การพัฒนาการรักษาจะยากกว่าการผสมจุลินทรีย์ด้วยกันในรูปแบบเม็ด , พินัยกรรม Karp กล่าวว่า เพราะเด็กมีความกล้าที่เต็มไปด้วยเชื้อโรคอื่น ๆ เหล่านี้ " อาณานิคม " อาจป้องกันสายพันธุ์ใหม่ได้อย่างง่ายดายจัดการ และการศึกษาอื่นได้แนะนำแบคทีเรียที่แตกต่างกัน เช่น ป้องกัน" มันชัดเจนแล้วว่า มีวิธีการกระตุ้นการเจริญเติบโตของแบคทีเรียเหล่านี้โดยเฉพาะในเด็ก” เธอกล่าว " แต่แน่นอนเริ่มเปิดประตูสู่ความเป็นไปได้ และ "
ฟินเลย์ turvey ทีมต่อเนื่องเพื่อติดตามสุขภาพของกลุ่มแรกของเด็ก การศึกษาที่ไปในที่จะพัฒนาจริง หอบหืด ดังนั้นไกลมากกว่าหนึ่งในสามของผู้ที่พัฒนาสัญญาณเริ่มต้นของโรคมีเวอร์ชันเต็มเป่า นอกจากนี้เนื่องจาก microbiomes ของผู้คนในวัฒนธรรมต่าง ๆว่าแตกต่างกันพวกเขาทำซ้ำการทดลองในขนาดใหญ่ , ชุดหลากหลายมากขึ้นของเด็กรวมทั้งบางส่วนจากเอกวาดอร์ เพื่อดูว่า สี่สายพันธุ์ของแบคทีเรียสากล
ที่สำคัญผลในหนู ใบ้ว่า มนุษย์ วันหนึ่งอาจจะมีจุลินทรีย์ที่ใช้ป้องกันโรคหืด ในมือของพวกเขา แต่คำถามมากมายที่ต้องตอบก่อนว่า สามารถเกิดขึ้นได้ สำหรับอินสแตนซ์นักวิจัยไม่ทราบว่าการรักษาตามเชื้อจุลินทรีย์แบบหนึ่งที่ใช้ในการศึกษาจะมีผลในระยะยาวต่อร่างกาย - หนูหรือสำหรับเรื่องที่ ( หืดกระตุ้นการรักษาว่า หนูที่ได้รับร้ายแรง นักวิจัยบอกว่า ) นอกจากนี้นักวิทยาศาสตร์ต้องการที่จะคิดออกถ้าป้องกันโดยใช้จุลินทรีย์สามารถอย่างปลอดภัยทดสอบเด็ก ถ่ายด้วยกันมันชัดเจนว่า การรักษาใด ๆที่เริ่มต้นด้วยการศึกษา จะต้องใช้เวลาในการพัฒนา
การแปล กรุณารอสักครู่..