Con đường và các yếu tố tác động đến sự hình thành hệ vi sinh vật ở trẻ sơ sinh

Khi các nhà khoa học tiến hành nghiên cứu về hệ vi sinh vật ở trẻ sơ sinh, có một vấn đề được đặt ra như sau: Nếu như tử cung của mẹ là vô trùng thì hệ vi sinh vật ở trẻ xuất hiện và hình thành như thế nào? Đồng thời điều gì ảnh hưởng đến thành phần của quần xã vi sinh vật đó? Theo đó, một số nghiên cứu cho rằng hệ vi sinh ở trẻ sơ sinh có thể có nguồn gốc từ nhau thai, nước ối, màng ối, máu trong dây rốn, phân su (phân của trẻ sơ sinh). Và các nghiên cứu trước đó đã phát hiện các vi sinh vật thuộc chi Enterococcus, Streptococcus, Staphylococcus và Propionibacterium từ một nửa của dây rốn và các mẫu phân su cũng như DNA của lợi khuẩn (Bifidobacterium) và Lactobacillus từ mẫu nhau thai của người.

Gần đây, các nghiên cứu đã cho thấy một hàm lượng thấp tế bào vi khuẩn trong nhau thai ở người giống với hệ vi sinh có trong khoang miệng của mẹ. Từ đó đưa đến giả thuyết rằng: vi khuẩn từ đường miệng của mẹ sẽ truyền sang thai nhi qua đường máu. Bên cạnh đó, các nghiên cứu khác cũng chỉ ra mối quan hệ giữa thành phần hệ vi sinh ban đầu của trẻ với phương thức sinh nở. Cụ thể khi trẻ sinh ra bằng phương pháp tự nhiên (sinh thường) thì ở trẻ sẽ hiện diện nhiều vi khuẩn Lactobacillus spp từ dịch âm đạo của mẹ chuyển qua. Ngược lại, khi trẻ được sinh ra bằng phương pháp sinh mổ thì hệ vi sinh chiếm ưu thế là Staphylococcus, Streptococcus và Propionibacterium từ môi trường là chính và việc sinh mổ cũng đã được chứng minh là cản trở sự có mặt của nhiều loài vi khuẩn đặc trưng.

Hệ vi sinh vật ban đầu này tiến hóa theo thời gian, thích ứng với đặc điểm hóa lý và sinh học của mỗi vị trí cơ thể và được định hình bởi sự sẵn có của các chất dinh dưỡng khác nhau. Sau khi sinh, ruột của trẻ sẽ nhanh chóng trở thành mảnh đất của nhiều vi khuẩn và một số các yếu tố sẽ ảnh hưởng đến sự hình thành quần thể vi sinh như: tuổi thai, phương pháp sinh (sinh tự nhiên hay sinh mổ), chế độ ăn uống (sữa mẹ hay sữa bột), vệ sinh và điều trị bằng kháng sinh. Đầu tiên là sự xuất hiện của các vi khuẩn kỵ khí tùy nghi, chúng tạo ra môi trường mới tạo điều kiện cho sự có mặt của các vi khuẩn kỵ khí bắt buộc như Bacteroides, Clostridium, và Bifidobacterium.spp. Vi khuẩn trong ruột của trẻ sơ sinh ban đầu được đặc trưng bởi phyla Proteobacteria và Actinobacteria sau đó trở nên đa dạng hơn với sự xuất hiện và chiếm ưu thế của Firmicutes và Bacteroidetes. Năm đầu tiên sau khi sinh, trẻ sẽ có một hệ vi sinh vật đặc trưng riêng nhưng hội tụ đầy đủ hệ vi sinh vật đặc trưng ở người lớn và sẽ hoàn toàn tương tự như người lớn về cấu tạo, đa dạng khi trưởng thành. Vì vậy, trong 3 năm đầu tiên của trẻ là giai đoạn quan trọng nhất đối với sự can thiệp về dinh dưỡng để cải thiện sự tăng trưởng và phát triển của trẻ.

Nhưng vì sao chế độ dinh dưỡng lại quan trọng trong việc hình thành hệ vi sinh ở trẻ như vậy? Bởi vì các thành phần như kháng sinh, probiotics, prebiotics…sẽ là các nhân tố tác động trực tiếp đến việc tổ chức các thành phần của hệ vi sinh cơ thể. Đầu tiên là việc sử dụng kháng sinh liên tục và kéo dài có thể làm phá vỡ hệ sinh thái vi sinh mỏng manh ban đầu của trẻ, làm gia tăng các bệnh như bệnh hen suyễn, tiểu đường loại 2, bệnh viêm ruột (IBD) hay dị ứng sữa. Tiếp đến là các chất dinh dưỡng chủ yếu từ sữa mẹ hoặc sữa bột vì sữa mẹ là kênh trung gian mà thông qua đó một số yếu tố được tiết vào bao gồm immunoglobin (Ig) A, lactoferrin và defensins. Bên cạnh đó, sữa mẹ có thể có hơn 10⁷ tế bào vi khuẩn / 800ml bao gồm các vi khuẩn như Staphylococcus, Streptococcus, Lactobacillus và Bifidobacterium, điều này giống  như một cách tiêm chủng cho trẻ sẽ nhằm tăng sức đề kháng chống nhiễm khuẩn và giảm nguy cơ béo phì hay giảm nguy cơ dị ứng.

Các thành viên trong gia đình và người thân (anh chị em) cũng là yếu tố môi trường tác động đến sự định cư (colonization) hệ vi sinh đường ruột ở trẻ sơ sinh. Vị trí địa lý cũng có tác động đến hệ vi sinh vật, như các vi sinh vật khác nhau có sự liên quan đến chế độ ăn uống và lối sống trong một khu vực cụ thể (thành phố, thị trấn, quốc gia, hay tôn giáo). Điều này đã được các báo cáo trước đó chỉ ra rằng có sự tồn tại của “độ chênh lệch địa lý” (geographical gradient) ở hệ vi sinh của trẻ em châu Âu. Trẻ em ở khu vực phía bắc có tỷ lệ Bifidobacterium spp cao và số ít Clostridium spp, Atopobium spp. Trong khi trẻ ở khu vực phía nam có tỷ lệ Eubacteria, Lactobacillus và Bacteroides phong phú hơn.

Hiện nay, Đã có những bằng chứng rõ ràng rằng các kiểu gen của cơ thể chủ (host genotype) ảnh hưởng đến cấu trúc của hệ vi sinh đường ruột và thậm chí đột biến đơn gen (single gene mutation) có thể dẫn đến sự thay đổi thành phần vi sinh vật. Goodrich và cộng sự đã chứng minh rằng di truyền học có thể một phần nào đó ảnh hưởng đến thành phần vi sinh vật với các thành viên của gia đình Christensenellaceae dường như là do di truyền, trong khi sự xâm chiếm bởi các thành viên của Ruminococcaceae, Lachnospiraceae và Bacteroidetes được xác định hầu hết là do môi trường.

Do đó, việc hiểu được cách hệ vi sinh vật ban đầu hình thành và sự tác động của các yếu tố như dinh dưỡng, probiotic… ở trẻ sơ sinh như thế nào sẽ giúp cho chúng ta có một bước tiến xa hơn trong việc đẩy lùi cũng như ngăn chặn các nguy cơ về bệnh trong giai đoạn phát triển sớm ở trẻ.

Anh Thư, Mỹ Ngân (Chuyển ngữ, tổng hợp)

Y Sa (Biên tập)

Nguồn tham khảo:

1. Sabrina Tamburini et al, The microbiome in early life: implications for health outcomes, NatureMedicine,doi:10.1038/nm.4142, 2016.
2. Juan Miguel Rodrı´guez et al, The composition of the gut microbiota throughout life, with an emphasis on early life, Microbial Ecology in Health & Disease 2015,26: 26050 – http://dx.doi.org/10.3402/mehd.v26.26050

Xin mời Quý Độc Giả bỏ ra 2-5 phút để làm một khảo sát mức độ hài lòng về bài viết của IBSG tại đây. IBSG chân thành cảm ơn Quý Độc Giả.