Features of the intestinal microbiome formation and the level of intestinal inflammatory response in newborns

Abstract

Мета. Дослідження взаємозв’язку між складом фекальної бактеріальної флори та рівнем фекального кальпротектину (ФК) у здорових доношених новонароджених з послідовним триразовим оцінюванням. Методи. Дослідження проводилось тричі на другому, третьому та п'ятому тижнях життя. Визначення складу показників кишкового мікробіому здійснювалося культуральним методом. Рівні фекального кальпротектину визначалися за допомогою імуноферментного аналізу. Зв’язки між кальпротектином та різними клінічно значимими факторами перевірялися за допомогою лінійного моделювання зі змішаними ефектами. Результати. Було обстежено тридцять двоє немовлят на другому, третьому та п'ятому тижнях життя. Встановлено кількість біфідобактерій для дітей двотижневого віку (середнє, стандартне відхилення) – 8,91±1,47 КУО/г, для тритижневого віку – 8,44±1,58 КУО/г та для п’ятитижневого віку – 8,09±1,49 КУО/г. Кількість лактобактерій для малюків на другому тижні життя становила – 7,69±1,15 КУО/г і була більшою, ніж у немовлят на третьому – 7,13±1,45 КУО/г і п’ятому тижнях – 6,75±1,87 КУО/г. Рівень ФК у дітей на другому тижні життя віку становив 280,6±123,68 мг/л, у віці трьох тижнів – 195,3±115,5 мг/л і у п’ятитижневому віці – 153,5±34,6 мг/л. У подальшому рівень ФК знижувався і був вищим за наявності колонізації біфідобактеріями, лактобактеріями, E.coli та умовно-патогенними мікроорганізмами. Висновки. У період новонародженості кількість біфідобактерій і лактобактерій зменшувалася. Рівень ФК також знизився але був вищим у новонароджених з колонізацією слизової оболонки кишківника біфідобактеріями, лактобактеріями, кишковою паличкою та умовно-патогенними мікроорганізмами, що, очевидно, відображало стабілізацію складу мікробіому та пов’язану з цим зміну при запальних процесах.

Objectives. We aim to explore the relationship between the composition of the faecal bacterial flora and the level of faecal calprotectin (FC) in sequential assessments of healthy term newborns. Methods. The study was conducted thrice during the second, third, and fifth weeks of life. Culture method was used to identify the composition of intestinal microbiome indicators. FC levels were measured using an enzyme-lined immunosorbent assay. Mixed-effects linear modelling were applied to test for associations between calprotectin and various clinically relevant covariates/factors. Results. Thirty-two infants were studied. Levels of Bifidobacterium was for children two weeks old (mean, standard deviation) – 8.91±1.47 CFU/g, for three weeks old – 8.44±1.58 CFU/g and for five weeks old – 8.09±1.49 CFU/g and Lactobacilli number for two weeks old – 7.69±1.15 CFU/g was higher than for three weeks old – 7.13±1.45 CFU/g and for five weeks old – 6.75±1.87 CFU/g. Level of FC for two weeks old was 280.6±123.68mg/l, for three weeks old – 195.3±115.5mg/l and for five weeks old – 153.5±34.6mg/l. FC decreased with time and was higher in the presence of colonisation with Bifidobacterium, Lactobacilli, E.coli, and Opportunistic/Conditional pathogens. Conclusions. The number of Bifidobacterium and Lactobacilli decreased during the neonatal period. FC also decreased but was higher in newborns colonised with Bifidobacterium, Lactobacilli, E.coli, and Opportunistic/Conditional pathogens, which apparently reflected stabilised composition of the microbiome and associated change in inflammatory processes.