Микробиота кишечника и витамин D: роль в развитии атопического дерматита и пищевой аллергии у детей
- Авторы: Калашникова И.Г.1, Некрасова А.И.1, Коробейникова А.В.1, Загайнова А.В.1, Лаврушкина Н.В.1, Юдин В.С.1, Макаров В.В.1, Кескинов А.А.1, Юдин С.М.1
-
Учреждения:
- Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью Федерального медико-биологического агентства
- Выпуск: Том 31, № 4 (2025)
- Страницы: 360-371
- Раздел: Оригинальные исследования
- URL: https://bakhtiniada.ru/0869-2106/article/view/313410
- DOI: https://doi.org/10.17816/medjrf678752
- EDN: https://elibrary.ru/RWNNYK
- ID: 313410
Цитировать
Аннотация
Обоснование. Кишечная микробиота и витамин D могут играть важную роль в развитии атопических реакций (атопического дерматита, аллергического ринита, аллергической астмы и пищевой аллергии) у детей. Одним из проявлений дисбаланса в составе микроорганизмов кишечника являются различные заболевания или иммунные патологии, в частности атопический дерматит и пищевая аллергия. Витамин D также играет важную роль как в модуляции состава микробиома кишечника, так и в различных иммунных процессах со стороны врождённого и адаптивного иммунитета, что даёт основания для изучения взаимосвязи данных аспектов в контексте развития атопических состояний. На текущий момент недостаточно изучена взаимосвязь между кишечной микробиотой, витамином D и развитием данных состояний у детей.
Цель. Изучить взаимосвязь дисбаланса микробиоты кишечника с нарушениями иммунитета, в частности с развитием пищевой аллергии и атопического дерматита у детей; выявить взаимосвязь бактериальных сигнатур и концентрации витамина D у детей с атопическим дерматитом и пищевой аллергией.
Методы. Проведено секвенирование гена 16S рибосомной рибонуклеиновой кислоты 150 образцов кала детей в возрасте от 3 до 12 лет. Методом иммуноферментного анализа определена концентрация витамина D в сыворотке крови участников. Затем с помощью статистических моделей (дерево регрессии, корреляционный анализ и линейная регрессия) охарактеризована взаимосвязь определённых бактериальных сигнатур с концентрацией сывороточного 25(OH)D.
Результаты. Во всех использованных математических моделях с концентрацией витамина D оказались связаны такие важные для атопии бактериальные семейства, как Lachnospiraceae, Ruminococcaceae и Sutterellaceae. Результаты показали, что дисбактериоз в совокупности с дефицитом витамина D характерен для атопического профиля. Это может свидетельствовать о влиянии данных состояний на дисбаланс иммунной системы в сторону Th2-ответа и, следовательно, на развитие аллергических состояний.
Заключение. Определённые бактериальные паттерны, характерные для атопии, взаимосвязаны с концентрацией витамина D в сыворотке крови. В результате исследования мы пришли к выводу, что кишечная микробиота и витамин D системным образом могут участвовать в модуляции иммунных реакций. Необходимы дальнейшие исследования, чтобы полностью понять механизмы, лежащие в основе этих ассоциаций, и определить наиболее эффективные вмешательства для профилактики и лечения аутоиммунных состояний.
Ключевые слова
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Ирина Григорьевна Калашникова
Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью Федерального медико-биологического агентства
Автор, ответственный за переписку.
Email: igkalashnikova@cspfmba.ru
ORCID iD: 0009-0003-8764-3286
SPIN-код: 4203-1495
MD
Россия, 119121, Москва, ул. Погодинская, д. 10, стр. 1Александра Игоревна Некрасова
Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью Федерального медико-биологического агентства
Email: akinshina@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0002-7951-2003
SPIN-код: 8168-0163
MD
Россия, 119121, Москва, ул. Погодинская, д. 10, стр. 1Анна Васильевна Коробейникова
Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью Федерального медико-биологического агентства
Email: akorobeinikova@cspfmba.ru
ORCID iD: 0009-0003-0556-9343
SPIN-код: 7221-8903
Россия, 119121, Москва, ул. Погодинская, д. 10, стр. 1
Анжелика Владимировна Загайнова
Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью Федерального медико-биологического агентства
Email: azagaynova@cspmz.ru
ORCID iD: 0000-0003-4772-9686
SPIN-код: 6642-7819
канд. биол. наук
Россия, 119121, Москва, ул. Погодинская, д. 10, стр. 1Наталья Валерьевна Лаврушкина
Email: nlavrushkina@cspfmba.ru
ORCID iD: 0009-0007-2831-0712
Владимир Сергеевич Юдин
Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью Федерального медико-биологического агентства
Email: vyudin@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0002-9199-6258
SPIN-код: 7592-9020
канд. биол. наук
Россия, 119121, Москва, ул. Погодинская, д. 10, стр. 1Валентин Владимирович Макаров
Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью Федерального медико-биологического агентства
Email: makarov@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0001-9495-0266
SPIN-код: 7842-8808
канд. биол. наук
Россия, 119121, Москва, ул. Погодинская, д. 10, стр. 1Антон Артурович Кескинов
Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью Федерального медико-биологического агентства
Email: keskinov@cspfmba.ru
ORCID iD: 0000-0001-7378-983X
SPIN-код: 7178-5020
канд. мед. наук
Россия, 119121, Москва, ул. Погодинская, д. 10, стр. 1Сергей Михайлович Юдин
Центр стратегического планирования и управления медико-биологическими рисками здоровью Федерального медико-биологического агентства
Email: yudin@cspmz.ru
ORCID iD: 0000-0002-7942-8004
SPIN-код: 9706-5936
д-р мед. наук, профессор
Россия, 119121, Москва, ул. Погодинская, д. 10, стр. 1Список литературы
- Dierick BJH, van der Molen T, Flokstra-de Blok BMJ, et al. Burden and socioeconomics of asthma, allergic rhinitis, atopic dermatitis and food allergy. Expert Rev Pharmacoecon Outcomes Res. 2020;20(5):437–453. doi: 10.1080/14737167.2020.1819793 EDN: KIXEKK
- Platts-Mills TA. The allergy epidemics: 1870–2010. J Allergy Clin Immunol. 2015;136(1):3–13. doi: 10.1016/j.jaci.2015.03.048
- Sokolova T, Davidenko M. Statistics of prevalence and sickness rate at atopic dermatitis of children and teenagers: pro and contra. Immunopathology, Allergology, Infectology. 2019;(1):80–88. doi: 10.14427/jipai.2019.1.80 EDN: OTLJUN
- Cait A, Cardenas E, Dimitriu PA, et al. Reduced genetic potential for butyrate fermentation in the gut microbiome of infants who develop allergic sensitization. J Allergy Clin Immunol. 2019;144(6):1638–1647.e3. doi: 10.1016/j.jaci.2019.06.029
- Chun J, Lee SM, Ahn YM, et al. Modulation of the gut microbiota by sihocheonggan-tang shapes the immune responses of atopic dermatitis. Front Pharmacol. 2021;12:722730. doi: 10.3389/fphar.2021.722730 EDN: HZQNKQ
- Huang YJ, Marsland BJ, Bunyavanich S, et al. The microbiome in allergic disease: Current understanding and future opportunities-2017 PRACTALL document of the American Academy of Allergy, Asthma & Immunology and the European Academy of Allergy and Clinical Immunology. J Allergy Clin Immunol. 2017;139(4):1099–1110. doi: 10.1016/j.jaci.2017.02.007
- Kalashnikova IG, Nekrasova AI, Korobeynikova AV, et al. The association between gut microbiota and serum biomarkers in children with atopic dermatitis. Biomedicines. 2024;12(10):2351. doi: 10.3390/biomedicines12102351 EDN: PPIJYN
- Murdaca G, Gerosa A, Paladin F, et al. Vitamin D and microbiota: is there a link with allergies? Int J Mol Sci. 2021;22(8):4288. doi: 10.3390/ijms22084288 EDN: ZRMEEX
- Hooper LV, Littman DR, Macpherson AJ. Interactions between the microbiota and the immune system. Science. 2012;336(6086):1268–1273. doi: 10.1126/science.1223490
- Maiello N, Comberiati P, Giannetti A, et al. New directions in understanding atopic march starting from atopic dermatitis. Children (Basel). 2022;9(4):450. doi: 10.3390/children9040450 EDN: UWNZAU
- Peroni DG, Nuzzi G, Trambusti I, et al. Microbiome composition and its impact on the development of allergic diseases. Front Immunol. 2020;11:700. doi: 10.3389/fimmu.2020.00700 EDN: XYUYDM
- Nekrasova AI, Kalashnikova IG, Bobrova MM, et al. Characteristics of the gut microbiota in regard to atopic dermatitis and food allergies of children. Biomedicines. 2024;12(3):553. doi: 10.3390/biomedicines12030553 EDN: JJYQKW
- Camargo CA Jr, Ganmaa D, Sidbury R, et al. Randomized trial of vitamin D supplementation for winter-related atopic dermatitis in children. J Allergy Clin Immunol. 2014;134(4):831–835.e1. doi: 10.1016/j.jaci.2014.08.002
- Sidbury R, Sullivan AF, Thadhani RI, Camargo CA Jr. Randomized controlled trial of vitamin D supplementation for winter-related atopic dermatitis in Boston: a pilot study. Br J Dermatol. 2008;159(1):245–247. doi: 10.1111/j.1365-2133.2008.08601.x
- Yamamoto EA, Jørgensen TN. Relationships between vitamin D, gut microbiome, and systemic autoimmunity. Front Immunol. 2020;10:3141. doi: 10.3389/fimmu.2019.03141 EDN: FCFOSI
- Zheng H, Liang H, Wang Y, et al. Altered gut microbiota composition associated with eczema in infants. PLoS One. 2016;11(11):e0166026. doi: 10.1371/journal.pone.0166026
- West CE, Rydén P, Lundin D, et al. Gut microbiome and innate immune response patterns in IgE-associated eczema. Clin Exp Allergy. 2015;45(9):1419–1429. doi: 10.1111/cea.12566
- Ali A, Wu L, Ali SS. Vitamin D and the microbiota connection: understanding its potential to improve COPD outcomes. Egyptian Journal of Bronchology. 2024;18(1):20. doi: 10.1186/s43168-024-00271-4 EDN: INJIHH
- Berni Canani R, Paparo L, Nocerino R, et al. Gut microbiome as target for innovative strategies against food allergy. Front Immunol. 2019;10:191. doi: 10.3389/fimmu.2019.00191
- Rooks MG, Garrett WS. Gut microbiota, metabolites and host immunity. Nat Rev Immunol. 2016;16(6):341–352. doi: 10.1038/nri.2016.42
- Bozzetto S, Carraro S, Giordano G, et al. Asthma, allergy and respiratory infections: the vitamin D hypothesis. Allergy. 2012;67(1):10–17. doi: 10.1111/j.1398-9995.2011.02711.x
- Clark A, Mach N. Role of vitamin D in the hygiene hypothesis: the interplay between vitamin D, vitamin D receptors, gut microbiota, and immune response. Front Immunol. 2016;7:627. doi: 10.3389/fimmu.2016.00627 EDN: YXMDDJ
- Ginde AA, Liu MC, Camargo CA Jr. Demographic differences and trends of vitamin D insufficiency in the US population, 1988–2004. Arch Intern Med. 2009;169(6):626–632. doi: 10.1001/archinternmed.2008.604
- Mullins RJ, Camargo CA. Latitude, sunlight, vitamin D, and childhood food allergy/anaphylaxis. Curr Allergy Asthma Rep. 2012;12(1):64–71. doi: 10.1007/s11882-011-0230-7 EDN: YCJMVC
- Rudders SA, Camargo CA Jr. Sunlight, vitamin D and food allergy. Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2015;15(4):350–357. doi: 10.1097/ACI.0000000000000177
- Osborne NJ, Ukoumunne OC, Wake M, Allen KJ. Prevalence of eczema and food allergy is associated with latitude in Australia. J Allergy Clin Immunol. 2012;129(3):865–867. doi: 10.1016/j.jaci.2012.01.037
- Matsui T, Tanaka K, Yamashita H, et al. Food allergy is linked to season of birth, sun exposure, and vitamin D deficiency. Allergol Int. 2019;68(2):172–177. doi: 10.1016/j.alit.2018.12.003
- Hollams EM, Hart PH, Holt BJ, et al. Vitamin D and atopy and asthma phenotypes in children: a longitudinal cohort study. Eur Respir J. 2011;38(6):1320–1327. doi: 10.1183/09031936.00029011
- Akimbekov NS, Digel I, Sherelkhan DK, et al. Vitamin D and the host-gut microbiome: a brief overview. Acta Histochem Cytochem. 2020;53(3):33–42. doi: 10.1267/ahc.20011 EDN: OEZVRK
- Kim MJ, Kim SN, Lee YW, et al. Vitamin D status and efficacy of vitamin D supplementation in atopic dermatitis: a systematic review and meta-analysis. Nutrients. 2016;8(12):789. doi: 10.3390/nu8120789
- Allen KJ, Koplin JJ, Ponsonby AL, et al. Vitamin D insufficiency is associated with challenge-proven food allergy in infants. J Allergy Clin Immunol. 2013;131(4):1109–1116.e11166. doi: 10.1016/j.jaci.2013.01.017
- Wjst M. The vitamin D slant on allergy. Pediatr Allergy Immunol. 2006;17(7):477–483. doi: 10.1111/j.1399-3038.2006.00456.x
- Weisse K, Winkler S, Hirche F, et al. Maternal and newborn vitamin D status and its impact on food allergy development in the German LINA cohort study. Allergy. 2013;68(2):220–228. doi: 10.1111/all.12081
- Khoo AL, Chai LY, Koenen HJ, et al. Regulation of cytokine responses by seasonality of vitamin D status in healthy individuals. Clin Exp Immunol. 2011;164(1):72–79. doi: 10.1111/j.1365-2249.2010.04315.x
- Vasiliou JE, Lui S, Walker SA, et al. Vitamin D deficiency induces Th2 skewing and eosinophilia in neonatal allergic airways disease. Allergy. 2014;69(10):1380–1389. doi: 10.1111/all.12465
- Li Q, Zhou Q, Zhang G, et al. Vitamin D supplementation and allergic diseases during childhood: a systematic review and meta-analysis. Nutrients. 2022;14(19):3947. doi: 10.3390/nu14193947 EDN: VSFODV
- Wjst M. Is vitamin D supplementation responsible for the allergy pandemic?. Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2012;12(3):257–262. doi: 10.1097/ACI.0b013e3283535833
- Aranow C. Vitamin D and the immune system. J Investig Med. 2011;59(6):881–886. doi: 10.2310/JIM.0b013e31821b8755
- Weiss ST, Litonjua AA. Vitamin D, the gut microbiome, and the hygiene hypothesis. How does asthma begin?. Am J Respir Crit Care Med. 2015;191(5):492–493. doi: 10.1164/rccm.201501-0117ED
- Litonjua AA, Weiss ST. Is vitamin D deficiency to blame for the asthma epidemic? J Allergy Clin Immunol. 2007;120(5):1031–1035. doi: 10.1016/j.jaci.2007.08.028
- Forno E, Onderdonk AB, McCracken J, et al. Diversity of the gut microbiota and eczema in early life. Clin Mol Allergy. 2008;6:11. doi: 10.1186/1476-7961-6-11 EDN: MUDNZR
- Zosky GR, Berry LJ, Elliot JG, et al. Vitamin D deficiency causes deficits in lung function and alters lung structure. Am J Respir Crit Care Med. 2011;183(10):1336–1343. doi: 10.1164/rccm.201010-1596OC
- Gromova OA, Torshin IYu, Zakharova IN, et al. Vitamin D defi ciency and comorbid conditions in children 7-16 years of age: intelligent data analysis. Good Clinical Practice. 2017;(4):58–67. doi: 10.24411/2588-0519-2017-00031 EDN: YOSRPZ
- Holick MF, Binkley NC, Bischoff-Ferrari HA, et al. Evaluation, treatment, and prevention of vitamin D deficiency: an endocrine society clinical practice guideline. J Clin Endocrinol Metab. 2024;109(10):e1991. doi: 10.1210/clinem/dgae373 Erratum for: J Clin Endocrinol Metab. 2011;96(7):1911–1930. doi: 10.1210/jc.2011-0385
- Odinaeva ND, Kondratyeva EI, Loshkova EV, et al. Seasonal variations in serum vitamin D levels in children and adults with various diseases. Pediatric Nutrition. 2022;20(2):29–37. doi: 10.20953/1727-5784-2022-2-29-37 EDN: TFNYIG
- Maltsev SV, Zakirova AM, Mansurova GSh. Vitamin D provision in children of different age groups during the winter season. Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics. 2017;62:(2):99–103. doi: 10.21508/1027-4065-2017-62-2-99-103 EDN: YOCWRF
- Zakharova IN, Tvorogova TM, Solovjeva EA, et al. Insufficiency of vitamin D in children in the city of Moscow depending on the year season. Prakticheskaja medicina. 2017;(5):28–31.
- Prescott J. The Emerging role of the type 2 inflammatory cascade in atopic diseases. Am J Manag Care. 2019;4–8.
- Ngoc PL, Gold DR, Tzianabos AO, et al. Cytokines, allergy, and asthma. Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2005;5(2):161–166. doi: 10.1097/01.all.0000162309.97480.45
- Beane KE, Redding MC, Wang X, et al. Effects of dietary fibers, micronutrients, and phytonutrients on gut microbiome: a review. Appl Biol Chem. 2021;64:36. doi: 10.1186/s13765-021-00605-6
- Battistini C, Ballan R, Herkenhoff ME, et al. Vitamin D modulates intestinal microbiota in inflammatory Bowel diseases. Int J Mol Sci. 2020;22(1):362. doi: 10.3390/ijms22010362 EDN: JHLWGK
- Ooi JH, Li Y, Rogers CJ, Cantorna MT. Vitamin D regulates the gut microbiome and protects mice from dextran sodium sulfate-induced colitis. J Nutr. 2013;143(10):1679–1686. doi: 10.3945/jn.113.180794
- Jin D, Wu S, Zhang YG, et al. Lack of vitamin D receptor causes dysbiosis and changes the functions of the murine intestinal microbiome. Clin Ther. 2015;37(5):996–1009.e7. doi: 10.1016/j.clinthera.2015.04.004
- Nekrasova AI, Kalashnikova IG, Petryaykina ES, et al. The effect of vitamins and micronutrients on the intestinal microbiota in norm and pathology. Russian Medicine. 2025;31(1):51–60. doi: 10.17816/medjrf634521 EDN: AHPHPU
- Tangestani H, Boroujeni HK, Djafarian K, et al. Vitamin D and the gut microbiota: a narrative literature review. Clin Nutr Res. 2021;10(3):181–191. doi: 10.7762/cnr.2021.10.3.181 EDN: BUUZQN
- Tabassum A, Ali A, Zahedi FD, Ismail NAS. Immunomodulatory role of vitamin D on gut microbiome in children. Biomedicines. 2023;11(5):1441. doi: 10.3390/biomedicines11051441 EDN: PVQHKX
- Bellerba F, Muzio V, Gnagnarella P, et al. The association between vitamin D and gut microbiota: a systematic review of human studies. Nutrients. 2021;13(10):3378. doi: 10.3390/nu13103378 EDN: QIYHEK
- Luthold RV, Fernandes GR, Franco-de-Moraes AC, et al. Gut microbiota interactions with the immunomodulatory role of vitamin D in normal individuals. Metabolism. 2017;69:76–86. doi: 10.1016/j.metabol.2017.01.007
- Kwek E, Yan C, Ding H, et al. Effects of hawthorn seed oil on plasma cholesterol and gut microbiota. Nutr Metab (Lond). 2022;19(1):55. doi: 10.1186/s12986-022-00690-4 EDN: BRTPEZ
- Wu S, Zhang YG, Lu R, et al. Intestinal epithelial vitamin D receptor deletion leads to defective autophagy in colitis. Gut. 2015;64(7):1082–1094. doi: 10.1136/gutjnl-2014-307436
- Wang J, Thingholm LB, Skiecevičienė J, et al. Genome-wide association analysis identifies variation in vitamin D receptor and other host factors influencing the gut microbiota. Nat Genet. 2016;48(11):1396–1406. doi: 10.1038/ng.3695
- Shang M, Sun J. Vitamin D/VDR, probiotics, and gastrointestinal diseases. Curr Med Chem. 2017;24(9):876–887. doi: 10.2174/0929867323666161202150008
- Szaleniec M, Wojtkiewicz AM, Bernhardt R, et al. Bacterial steroid hydroxylases: enzyme classes, their functions and comparison of their catalytic mechanisms. Appl Microbiol Biotechnol. 2018;102(19):8153–8171. doi: 10.1007/s00253-018-9239-3 EDN: YCFCAX
- Jones ML, Martoni CJ, Prakash S. Oral supplementation with probiotic L. reuteri NCIMB 30242 increases mean circulating 25-hydroxyvitamin D: a post hoc analysis of a randomized controlled trial. J Clin Endocrinol Metab. 2013;98(7):2944–2951. doi: 10.1210/jc.2012-4262 EDN: YDRXVL
- Naderpoor N, Mousa A, Fernanda Gomez Arango L, et al. Effect of vitamin D supplementation on faecal microbiota: a randomised clinical trial. Nutrients. 2019;11(12):2888. doi: 10.3390/nu11122888 EDN: NUMHXH
Дополнительные файлы
