《Cytokine》:Interpheron type II signature in mucosal swabs of patient with infantile colic treated with Limosilactobacillus reuteri (
L. reuteri) LMG P-27481
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婴儿肠绞痛与肠道菌群失调及免疫失调相关,Lactobacillus reuteri LMG P-27481可能通过调节口腔黏膜ISG基因(CXCL9、IDO1、HLA-DRA)影响免疫平衡。
安娜·保(Anna Pau)|劳拉·雷莫利诺(Laura Remollino)|安娜·克莱门特(Anna Clemente)|玛达莱娜·迪尼(Maddalena Dini)|斯特凡诺·甘巴里诺(Stefano Gambarino)|伊拉里亚·加利亚诺(Ilaria Galliano)|马西米利亚诺·贝尔加洛(Massimiliano Bergallo)
意大利都灵大学医学院公共卫生与儿科科学系,免疫病理学实验室,邮编9314,都灵10126
摘要
目的
婴儿肠绞痛越来越多地与肠道微生物群的变化和免疫失调有关,其特征是促炎途径和调节途径之间的失衡。虽然罗伊特乳杆菌(Lactobacillus reuteri)DSM17938可以减少肠绞痛婴儿的哭闹时间,但其免疫机制仍不清楚。本研究调查了接受罗伊特乳杆菌 LMG P-27481治疗的婴儿口腔黏膜中II型干扰素刺激基因(ISGs)的调控情况,以更好地了解其对黏膜和全身免疫的影响。
患者和方法
肠绞痛婴儿被随机分配接受罗伊特乳杆菌 LMG P-27481或安慰剂治疗。使用实时PCR(Real-Time PCR)分析II型干扰素特征,以量化口腔黏膜中的ISGs表达。分析的基因包括CXCL9、IDO1、HLA-DRA、STAT1和CXCL10。FABP4用于确认治疗相关变化,并比较两组之间的表达差异。
结果
与安慰剂相比,罗伊特乳杆菌显著上调了CXCL9、IDO1和HLA-DRA的表达。CXCL9参与免疫细胞的募集,表明局部免疫监视增强。IDO1的上调表明通过色氨酸代谢向免疫耐受转变,可能减少黏膜过度反应。HLA-DRA表达的增加意味着抗原呈递能力的提高,有助于免疫调节的平衡。这些发现表明罗伊特乳杆菌对黏膜免疫的调节作用超出了胃肠道范围。
结论
罗伊特乳杆菌 LMG P-27481影响了肠绞痛婴儿口腔黏膜中的免疫基因表达,支持其在促进免疫稳态中的作用。这种免疫调节作用可能补充了其对肠道微生物群的已知作用,为婴儿肠绞痛和其他儿科炎症性疾病提供了新的治疗前景。需要进一步研究来评估这些效果的菌株特异性及其长期影响。
引言
婴儿肠绞痛是一种良性过程,表现为婴儿每天哭闹时间超过三小时,每周超过三天,持续时间超过三周。全球约有10%至40%的婴儿受到影响,症状通常在六周大时达到高峰,并在三到六个月大时缓解[1]、[2]。
婴儿肠绞痛的病因尚不清楚;提出的原因包括粪便微生物群的变化、对牛奶蛋白或乳糖的不耐受、胃肠道不成熟或炎症、血清素分泌增加、喂养技巧不当以及母亲吸烟或使用尼古丁替代疗法。肠绞痛是在详细病史和体格检查排除了其他潜在原因后做出的诊断[2]。西甲硅油和质子泵抑制剂对肠绞痛无效,而双环素是禁忌使用的[1]。目前,患有肠绞痛的儿童有时会被转诊给儿科胃肠病专家,因为父母常认为哭闹反映了由胃肠道引起的腹痛[3]。
肠绞痛婴儿的肠道微生物特征与无肠绞痛婴儿不同,表现在微生物多样性、稳定性和定植模式上[4]。这些变化表明,肠道菌群失调(定义为胃肠道中的微生物失衡)可能在肠绞痛症状的表达中起作用[5]。在肠绞痛婴儿中,观察到与健康婴儿不同的微生物组成,其特征是变形菌门(Proteobacteria)的丰度较高,双歧杆菌和乳杆菌的丰度较低,以及产生乙醇的乳杆菌种类有所变化[1]。这些细菌可能是导致肠绞痛典型的胀气和放屁的原因。肠绞痛婴儿的粪便中大肠杆菌(E. coli)、克雷伯菌(Klebsiella)等菌群的浓度增加。在肠道微生物群中,梭状芽孢杆菌(Clostridium leptum)和球形梭菌(Clostridium coccoides)的存在对免疫系统的成熟起着关键作用。乳杆菌或乳酸菌对肠道腔、上皮功能、黏膜屏障和胃肠道运动的益处可以解释这些微生物与婴儿哭闹之间的负相关[6]、[7]。此外,某些双歧杆菌和乳杆菌可能促进肠道免疫系统的正常功能[8]、[9]。某些双歧杆菌和乳杆菌还具有对抗产气细菌(包括大肠杆菌、克雷伯菌和肠杆菌属)的潜力[10]。
最近的研究表明,肠绞痛婴儿的血清中促炎细胞因子和趋化因子(包括IL-8和CC-趋化因子配体4(CCL4)的浓度高于无肠绞痛婴儿,这也表明存在轻度的肠道炎症。革兰氏阴性细菌(如大肠杆菌和拟杆菌属)通过其外膜上的脂多糖(LPS)可引起肠道炎症[11],因此可能与肠绞痛有关。生命最初几个月的微生物群减少可能导致肠道屏障的不成熟以及Th1和Th2淋巴细胞之间的失衡。肠绞痛患者的血清中促炎细胞因子(包括TNF-α、IL-1、IL-6和IL-10)和趋化因子(如IL-8、MCP-1、MIP-1和CXCL16)的水平升高,表明存在全身炎症[12]。
益生菌是活的微生物,在适当剂量下对宿主有益。多项研究表明,多种益生菌菌株对宿主及其免疫系统具有多种多样的作用。它们在炎症调节中的关键作用已在多种体外和离体模型以及无菌小鼠中得到证实,这些模型显示了全身免疫调节网络的失效,从而引发了一系列炎症反应[13]。如罗伊特乳杆菌等益生菌已被证明可以降低肠绞痛婴儿的血清MCP-1和IL-8水平。罗伊特乳杆菌是肠道微生物群的天然居民,具有专性异型发酵代谢能力,能够产生3-羟基丙醛(罗伊特菌素),这是一种具有抗菌特性的细菌素,以及叶酸和钴胺素。这种细菌在治疗婴儿肠绞痛、反流、功能性便秘、腹痛和坏死性小肠结肠炎等胃肠道疾病方面的有效性在文献中有充分记载,并已应用于多种膳食补充剂中[8]。
嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)和罗伊特乳杆菌(L. reuteri)是目前最常用的益生菌[14]、[15]、[16]。罗伊特乳杆菌可能通过复杂的免疫调节机制在多种系统性疾病中发挥作用。首先,它通过其耐酸碱性及粘附特性在胃肠道中定植并存活。随后,它与宿主肠道上皮细胞(IECs)相互作用,调节肠道菌群,增强肠道黏膜屏障,调节免疫细胞、炎症因子和趋化因子及抗体,从色氨酸产生吲哚衍生物,分泌胞外多糖(EPS)和其他生物活性因子,增强紧密连接(TJs),调节基因表达,提高抗氧化活性,并进一步调节宿主的免疫系统[17]。LMG菌株P-27481已被证明符合益生菌的安全标准,能够在胃肠道中存活,粘附于肠道黏膜,具有抗菌活性,并对免疫系统有积极影响。这种罗伊特乳杆菌菌株已被证明可以刺激IL-10的分泌并抑制沙门氏菌的生长,使其成为治疗胃肠道疾病的有希望的候选菌株[17]。
因此,本研究的目的是评估接受特定菌株罗伊特乳杆菌 LMG P-27481治疗的婴儿黏膜拭子中的II型干扰素特征。
研究人群
研究对象
本研究涉及47名10-60天大的肠绞痛母乳喂养婴儿。所有婴儿均由都灵大学公共卫生与儿科科学系的儿科医生进行了检查。该研究获得了机构生物伦理委员会(编号0512108,日期2025年7月14日)的批准。
纳入标准如下:年龄在2至10周之间,妊娠期在37至40周之间,出生体重在2700至4200克之间,且为纯母乳喂养。
研究人群
共有47名婴儿参与研究:27名婴儿接受罗伊特乳杆菌 LMG P-27481治疗,20名婴儿接受安慰剂治疗。两组婴儿的分娩方式、性别和入学时的年龄没有差异。两组婴儿的基线特征见表1。研究期间两组婴儿均未出现与研究产品相关的不良反应。两组婴儿的每日平均体重增长量也没有差异(安慰剂组为30.1克/天)
讨论
预计益生菌罗伊特乳杆菌 LMG P-27481的给药可以减少肠道黏膜的炎症。这一效果将通过分析IFN-γ活性来监测,IFN-γ是一种关键的炎症细胞因子,对于激活干扰素刺激基因(ISGs)至关重要。IFN-γ调节这些基因表达的能力是阐明炎症反应程度和益生菌治疗效果的重要参数
结论
这些结果支持了益生菌给药可以产生超出肠道范围的全身免疫效应的观点,影响远端部位(如口腔)的黏膜免疫[38]、[39]、[40]、[41]。减少肠道炎症的能力(如通过钙保护蛋白水平反映)以及临床症状的明显改善,突显了益生菌策略在早期炎症性疾病中的治疗潜力。
总之,我们的数据
作者贡献声明
安娜·保(Anna Pau):概念设计。劳拉·雷莫利诺(Laura Remollino):资源获取、项目管理、概念设计。安娜·克莱门特(Anna Clemente):方法学。玛达莱娜·迪尼(Maddalena Dini):研究实施。斯特凡诺·甘巴里诺(Stefano Gambarino):方法学。伊拉里亚·加利亚诺(Ilaria Galliano):数据管理、概念设计。马西米利亚诺·贝尔加洛(Massimiliano Bergallo):写作——审稿与编辑、初稿撰写、概念设计。
写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明
在准备本作品的过程中,作者们没有使用任何AI辅助技术。
利益冲突声明
作者劳拉·雷莫利诺(Laura Remollino)是意大利罗马Nòos S.r.l.的雇员,该公司资助了这项研究。其他所有作者均声明没有利益冲突。
致谢
我们想感谢儿科医生弗朗切斯科(Francesco)和安德烈亚·萨维诺(Andrea Savino)从他们的诊所招募患者。