DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1742512
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41614125
تاريخ النشر: 2026-01-14
المؤلف: Yoshinori Aoki وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبيوم المعوي والصحة
نظرة عامة
في هذه الدراسة الاستباقية متعددة المراكز، تم التحقيق في تأثير العلاج بالمضادات الحيوية التجريبية المبكرة على الميكروبيوم المعوي لحديثي الولادة المبتسرين وذوي الوزن المنخفض جداً عند الولادة (VLBW). قامت الدراسة بتصنيف الرضع إلى ثلاث مجموعات بناءً على التعرض للمضادات الحيوية: لا مضادات حيوية، دورة قصيرة (≤2 أيام)، والتعرض المطول (≥3 أيام). أظهر تحليل عينات البراز المتسلسلة عبر تسلسل جين 16S rRNA أن تركيبة الميكروبيوم وتنوعه في مجموعة الدورة القصيرة كانت مشابهة لتلك الخاصة بالرضع غير المعرضين، مما يشير إلى أن التعرض القصير للمضادات الحيوية لا يعطل تطور الميكروبات. على العكس، كان التعرض المطول للمضادات الحيوية مرتبطًا بخلل ميكروبي مؤقت، يتميز بانخفاض وفرة بيفيدوباكتيريوم وانخفاض التنوع الألفا، على الرغم من أنه تم ملاحظة بعض التعافي عند الخروج.
تؤكد النتائج على أهمية الحد من العلاج بالمضادات الحيوية التجريبية إلى ≤2 أيام عندما تكون العدوى غير مؤكدة، حيث يبدو أن هذه المدة تحافظ على تطور الميكروبيوم المعوي حتى في حديثي الولادة المبتسرين ذوي الوزن المنخفض جداً. تدعو الدراسة إلى إدارة المضادات الحيوية المستندة إلى الأدلة في وحدات العناية المركزة لحديثي الولادة. هناك حاجة إلى أبحاث مستقبلية مع مجموعات أكبر ومتابعة أطول لتوضيح الآثار الوظيفية وطويلة الأجل للخلل الميكروبي في مرحلة الطفولة المبكرة وتطوير استراتيجيات تعزز صحة الميكروبيوم في هذه الفئة السكانية الضعيفة.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على التقدمات الكبيرة في رعاية حديثي الولادة التي حسنت معدلات البقاء على قيد الحياة للرضع المبتسرين بشكل كبير. على الرغم من هذه التحسينات، تظل العدوى، وخاصة الإنتان المبكر (EOS)، مصدر قلق حاسم، مما يؤدي إلى معدلات عالية من المراضة والوفيات في هذه المجموعة الضعيفة. غالبًا ما يتم بدء العلاج بالمضادات الحيوية التجريبية للرضع المبتسرين ذوي المخاطر العالية، حتى عندما تكون زراعة الدم سلبية، بسبب شدة الإنتان المحتملة. تركز الدراسة على حديثي الولادة ذوي الوزن المنخفض جداً عند الولادة (VLBW)، معظمهم أيضًا مبتسرون للغاية، وتؤكد على الآثار السلبية المحتملة للتعرض المبكر للمضادات الحيوية على الميكروبيوم المعوي لحديثي الولادة، وهي حالة تُعرف بالخلل الميكروبي.
تناقش الورقة آثار الاستخدام المطول للمضادات الحيوية، والذي يمكن أن يعطل تطور الميكروبيوم المعوي ويرتبط بزيادة مخاطر حالات مثل التهاب الأمعاء الناخر (NEC) ومشاكل صحية طويلة الأمد. في ضوء هذه المخاطر، هناك تركيز متزايد على إدارة المضادات الحيوية لتحسين استخدام المضادات الحيوية وتقليل الآثار السلبية. بينما توصي بعض الإرشادات بوقف المضادات الحيوية التجريبية خلال 36-48 ساعة إذا كانت زراعة الدم سلبية، فإن مدى تغيير الميكروبيوم بسبب التعرض للمضادات الحيوية يتأثر بعوامل مثل مدة العلاج وطيف المضادات الحيوية. تهدف الدراسة إلى التحقيق فيما إذا كان التعرض للمضادات الحيوية لفترة قصيرة، يُعرف بأنه الانتهاء بحلول اليوم الثاني من الحياة، يؤثر على تطور الميكروبيوم المعوي في حديثي الولادة المبتسرين وذوي الوزن المنخفض جداً، وهي مجموعة معرضة بشكل خاص للتغيرات الناتجة عن المضادات الحيوية.
الطرق
توضح قسم “الطرق” المواد والأساليب المستخدمة في البحث. تفصل المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية أو معدات أو برامج ضرورية للتجارب. كما يصف القسم تصميم التجربة، بما في ذلك تقنيات أخذ العينات، وإجراءات جمع البيانات، والأساليب التحليلية.
بالإضافة إلى ذلك، يتم تقديم الأساليب بطريقة منهجية، مما يضمن إمكانية تكرار التجارب. يتم تحديد التحليلات الإحصائية المطبقة على البيانات، جنبًا إلى جنب مع أي معلمات أو نماذج ذات صلة مستخدمة لتفسير النتائج. بشكل عام، يوفر هذا القسم نظرة شاملة على الإطار التجريبي الذي يدعم نتائج الدراسة.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من الورقة البحثية النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب أو التحليلات التي تم إجراؤها. يبرز الاتجاهات البيانية المهمة، والنتائج الإحصائية، وأي علاقات ملحوظة بين المتغيرات. عادةً ما يتم توضيح النتائج من خلال الجداول أو الرسوم البيانية أو الأشكال، التي توفر تمثيلًا بصريًا للبيانات وتسهيل المقارنة عبر ظروف أو مجموعات مختلفة.
قد يتضمن القسم أيضًا نتائج عددية محددة، مثل المتوسطات، والانحرافات المعيارية، وقيم p، التي تشير إلى الأهمية الإحصائية للنتائج. بالإضافة إلى ذلك، يتم مناقشة أي نتائج غير متوقعة أو شذوذ، مما يوفر رؤى حول آثارها على فرضية البحث أو المجال الأوسع للدراسة. بشكل عام، يخدم هذا القسم لتأكيد أهداف البحث والفرضيات بالأدلة التجريبية.
المناقشة
في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثير التعرض المبكر للمضادات الحيوية على الميكروبيوم المعوي لحديثي الولادة المبتسرين وذوي الوزن المنخفض جداً عند الولادة (VLBW). تم إجراء البحث كجزء من دراسة متعددة المراكز في اليابان، وركزت على 30 رضيعًا مبتسرًا تم تصنيفهم إلى ثلاث مجموعات بناءً على مدة إعطاء المضادات الحيوية: لا شيء (لا مضادات حيوية)، قصير (≤2 أيام)، وطويل (≥3 أيام). أشارت النتائج الرئيسية إلى أن التعرض القصير للمضادات الحيوية لم يغير بشكل كبير تركيبة الميكروبيوم المعوي أو تنوعه عند عمر 2 و4 أسابيع. على العكس، كان التعرض المطول مرتبطًا بانخفاض وفرة بيفيدوباكتيريوم وانخفاض تنوع الميكروبات، على الرغم من أن هذه الاختلافات تضاءلت عند الخروج، مما يشير إلى درجة من التعافي.
تؤكد النتائج على أهمية مدة المضادات الحيوية في التأثير على تطور الميكروبيوم المعوي. بينما يبدو أن التعرض لمدة ≤2 أيام آمن ولا يعطل استعمار الميكروبات، فإن تمديد العلاج إلى ما بعد هذا الحد يمكن أن يؤدي إلى خلل ميكروبي مؤقت. تتماشى هذه الدراسة مع الأبحاث السابقة التي تسلط الضوء على المخاطر المرتبطة بالاستخدام المطول للمضادات الحيوية في حديثي الولادة المبتسرين، مما يبرز الحاجة إلى التوقف في الوقت المناسب عن المضادات الحيوية عندما يكون ذلك مناسبًا سريريًا. تدعو النتائج إلى الالتزام بالإرشادات الحالية التي توصي بالتوقف خلال 36-48 ساعة، وبالتالي تحقيق التوازن بين ضرورة السيطرة على العدوى والحفاظ على سلامة الميكروبيوم المعوي. هناك حاجة إلى أبحاث مستقبلية لاستكشاف الآثار طويلة الأمد للخلل الميكروبي في مرحلة الطفولة المبكرة واستراتيجيات تحسين تطوير الميكروبيوم في هذه الفئة السكانية الضعيفة.
القيود
تقدم الدراسة نقاط قوة كبيرة، خاصة تركيزها على حديثي الولادة المبتسرين للغاية والتقييم الطولي لتغيرات الميكروبيوم المعوي حتى الخروج، مما سمح بملاحظة الاضطرابات المبكرة وأنماط التعافي. ومع ذلك، يجب الاعتراف بعدة قيود. حجم العينة المتواضع يحد من القوة الإحصائية والقدرة على التحكم في جميع المتغيرات المربكة. من الجدير بالذكر أنه بينما كانت العوامل المحيطة بالولادة مثل عمر الحمل، واستخدام المضادات الحيوية من قبل الأم، والتهاب الأغشية السليمة تختلف بين المجموعات، لم تُلاحظ اختلافات كبيرة بين مجموعتي القصير والطويل. وهذا يشير إلى أن الاختلافات في الملفات الميكروبية كانت مرتبطة بشكل أكبر بمدة المضادات الحيوية بدلاً من التباينات الأساسية.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الاعتماد على تسلسل جين 16S rRNA بدلاً من الميتاجينوميات الشاملة يحد من الدقة التصنيف والآراء الوظيفية لتحليل الميكروبيوم. كما أن حجم العينة الصغير منع تقييمًا شاملاً لتأثير التعرض للمضادات الحيوية على حدوث التهاب الأمعاء الناخر (NEC)، أو الإنتان، أو غيرها من الأمراض. علاوة على ذلك، كانت تحديد مدة المضادات الحيوية يعتمد على الحكم السريري بدلاً من بروتوكول موحد، مما أدخل تحيزًا محتملاً في المؤشرات. أخيرًا، تركيز الدراسة على فترة الاستشفاء يعني أن الآثار طويلة الأمد للتعرض المبكر للمضادات الحيوية لا تزال غير مُفحصة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1742512
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41614125
Publication Date: 2026-01-14
Author(s): Yoshinori Aoki et al.
Primary Topic: Gut microbiota and health
Overview
In this prospective multicenter cohort study, the impact of early empirical antibiotic therapy on the gut microbiome of preterm and very low birth weight (VLBW) infants was investigated. The study categorized infants into three groups based on antibiotic exposure: no antibiotics, a short course (≤2 days), and prolonged exposure (≥3 days). Analysis of serial stool samples via 16S rRNA gene sequencing revealed that the microbiome composition and diversity in the short-course group were comparable to those of unexposed infants, indicating that brief antibiotic exposure does not disrupt microbial development. Conversely, prolonged antibiotic exposure was linked to transient dysbiosis, characterized by decreased abundance of Bifidobacterium and reduced alpha diversity, although some recovery was observed by discharge.
The findings underscore the importance of limiting empirical antibiotic therapy to ≤2 days when infection is unconfirmed, as this duration appears to preserve gut microbiome development even in highly immature preterm VLBW infants. The study advocates for evidence-based antibiotic stewardship in neonatal intensive care settings. Future research with larger cohorts and longer follow-up is necessary to further elucidate the functional and long-term implications of early-life dysbiosis and to develop strategies that enhance microbiome health in this vulnerable population.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significant advancements in neonatal care that have improved survival rates for extremely preterm infants. Despite these improvements, infections, particularly early-onset sepsis (EOS), remain a critical concern, leading to high morbidity and mortality rates in this vulnerable group. Empirical antibiotic treatment is often initiated for high-risk preterm infants, even when blood cultures are negative, due to the potential severity of EOS. The study focuses on preterm very low birth weight (VLBW) infants, most of whom are also extremely preterm, and emphasizes the potential negative impacts of early antibiotic exposure on the neonatal gut microbiome, a condition referred to as dysbiosis.
The paper discusses the implications of prolonged antibiotic use, which can disrupt gut microbiome development and is associated with increased risks of conditions such as necrotizing enterocolitis (NEC) and long-term health issues. In light of these risks, there is a growing emphasis on antibiotic stewardship to optimize antibiotic use and minimize adverse effects. While some guidelines recommend discontinuing empirical antibiotics within 36-48 hours if blood cultures are negative, the extent of microbiome alteration due to antibiotic exposure is influenced by factors such as treatment duration and antibiotic spectrum. The study aims to investigate whether short-course antibiotic exposure, defined as completion by day of life 2, affects gut microbiome development in extremely preterm and VLBW infants, a population particularly susceptible to antibiotic-induced changes.
Methods
The “Methods” section outlines the materials and methodologies employed in the research. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, or software necessary for the experiments. The section also describes the experimental design, including sampling techniques, data collection procedures, and analytical methods.
Additionally, the methodologies are presented in a systematic manner, ensuring reproducibility of the experiments. Statistical analyses applied to the data are specified, along with any relevant parameters or models used to interpret the results. Overall, this section provides a comprehensive overview of the experimental framework that underpins the study’s findings.
Results
The “Results” section of the research paper presents key findings derived from the conducted experiments or analyses. It highlights significant data trends, statistical outcomes, and any observed relationships between variables. The results are typically illustrated through tables, graphs, or figures, which provide a visual representation of the data and facilitate comparison across different conditions or groups.
The section may also include specific numerical results, such as means, standard deviations, and p-values, which indicate the statistical significance of the findings. Additionally, any unexpected outcomes or anomalies are discussed, offering insights into their implications for the research hypothesis or broader field of study. Overall, this section serves to substantiate the research objectives and hypotheses with empirical evidence.
Discussion
In this study, the impact of early antibiotic exposure on the gut microbiome of preterm and very low birth weight (VLBW) infants was investigated. Conducted as part of a multicenter cohort study in Japan, the research focused on 30 preterm infants categorized into three groups based on the duration of antibiotic administration: None (no antibiotics), Short (≤2 days), and Long (≥3 days). Key findings indicated that brief antibiotic exposure did not significantly alter gut microbiome composition or diversity at 2 and 4 weeks of age. In contrast, prolonged exposure was associated with reduced abundance of Bifidobacterium and lower microbial diversity, although these differences diminished by discharge, suggesting a degree of recovery.
The results underscore the importance of antibiotic duration in influencing gut microbiome development. While exposure of ≤2 days appears safe and does not disrupt microbial colonization, extending treatment beyond this threshold can lead to transient dysbiosis. This study aligns with previous research highlighting the risks associated with prolonged antibiotic use in preterm infants, emphasizing the need for timely discontinuation of antibiotics when clinically appropriate. The findings advocate for adherence to current guidelines recommending discontinuation within 36-48 hours, thereby balancing the necessity of infection control with the preservation of gut microbiome integrity. Future research is warranted to explore the long-term implications of early-life dysbiosis and strategies to optimize microbiome development in this vulnerable population.
Limitations
The study presents significant strengths, particularly its focus on extremely preterm infants and the longitudinal assessment of gut microbiome changes until discharge, which allowed for the observation of early disruptions and recovery patterns. However, several limitations must be acknowledged. The modest sample size restricts statistical power and the ability to control for all confounding variables. Notably, while perinatal factors such as gestational age, maternal antibiotic use, and chorioamnionitis varied among groups, significant differences were not observed between the Short and Long groups. This suggests that the differences in microbial profiles were more closely associated with antibiotic duration rather than baseline disparities.
Additionally, the reliance on 16S rRNA gene sequencing instead of shotgun metagenomics limits the taxonomic resolution and functional insights of the microbiome analysis. The small sample size also precluded a thorough evaluation of the impact of antibiotic exposure on the incidence of necrotizing enterocolitis (NEC), sepsis, or other morbidities. Furthermore, the determination of antibiotic duration was based on clinical judgment rather than a standardized protocol, introducing potential indication bias. Lastly, the study’s focus on the hospitalization period means that the long-term effects of early antibiotic exposure remain unexamined.