محققان رابطه علت و معلولی بین متابولیت‌های خون، میکروبیوتای روده و خطر کوتاهی قد کودکان(SS) را بررسی کردند. بیماری «SS» یک بیماری شایع غدد درون‌ریز و متابولیک در کودکان است. این بیماری باعث کوتاهی قد زیر صدک سوم یا باعث دو انحراف معیار قدی کمتر از میانگین قد کودکان هم‌سن، هم‌جنس و هم‌نژاد در شرایط رشد می‌شود.

حدود ۱۴۴ میلیون کودک با بیماری «SS» در سال ۲۰۱۹ در سراسر جهان وجود داشتند. عوامل مختلف «وراژن‌شناسی»(وراژنتیک)، محیطی و ژنتیکی باعث ابتلا به این بیماری می‌شوند. حدود ۶۰ درصد از کودکان مبتلا به «SS» دارای پارامتر بیماری‌زایی یا «پاتوژنز» (pathogenesis) ناشناخته و علت‌های غیر قابل شناسایی هستند.

به نقل از نیوز مدیکال، پژوهشگران طی مطالعات پیشین مشاهده کردند که میکروبیوتای روده و متابولیت‌ها به سلامت استخوان انسان کمک می‌کنند. علاوه بر این، مطالعه‌ای دیگر طول کوتاه‌تر استخوان ران را در موش‌های بدون میکروب گزارش کرد.

محققان مشاهده کردند که تکثیر گونه‌های باکتری طبیعی روده باعث افزایش سرعت تشکیل استخوان و طول استخوان ران می‌شود. این نشان می‌دهد که میکروبیوتای روده نقشی حیاتی در رشد طولی استخوان ایفا می‌کند.

این مطالعات ارتباط بین بیماری «SS» و میکروبیوتای روده را بررسی کرده است، ولی با این وجود این یافته‌ها صرفا شهودی هستند و نمی‌توان از آنها روابط علت و معلولی را استنباط کرد.

این اولین مطالعه‌ای است که از «تصادفی‌سازی مندلی»(Mendelian randomization) یا به اختصار «MR» برای بررسی علیت بین میکروبیوتای روده، متابولیت‌های خون و «SS» استفاده می‌کند.

تاثیر عوامل گوناگون بر «SS»

در مطالعه کنونی، محققان رابطه سببی بین «SS»، متابولیت‌های خون و میکروبیوتای روده و همچنین چگونگی تاثیر متابولیت‌های خون بر این رابطه را بررسی کردند.

آنها بررسی «تصادفی‌سازی مندلی» را در دو مرحله را بر اساس داده‌های خلاصه شده مطالعات «انجمن گسترده ژنوم» (GWAS) انجام دادند.

داده‌های خلاصه‌شده «GWAS» در مورد بیماری «SS»، میکروبیوتای روده و متابولومیک از مطالعات جداگانه به دست آمده است.

داده‌های «GWAS» برای کوتاهی قد در کودکان از مجموعه داده‌های پایگاه «FinnGen R۹» است که شامل ۶۱۱ مورد و ۳۶۱ هزار و ۹۸۸ عضو شاهد با میانگین سنی تقریباً ۸ سال به دست آمده است. قابل ذکر است، داده‌های «GWAS» عمدتاً از جمعیت‌های اروپایی انتخاب شده‌اند که ممکن است این موضوع باعث محدودیت تعمیم‌پذیری به سایر گروه‌های قومی شود.

متابولیت‌های شناسایی‌شده

تجزیه و تحلیل دانشمندان، هفت ارتباط سببی را بین میکروبیوتای روده و «SS» نشان داد. پس از اعتبارسنجی با روش‌های مکمل، ۶ تاثیر، مطابق با نتایج این مطالعه بود. سه نوع از این ارتباط‌ها با خطر ابتلا به «SS» ارتباط مثبت داشتند و سه نوع دیگر ارتباط منفی داشتند.

همچنین این تیم یک آزمایشگاه «MR» معکوس را برای بررسی اینکه آیا بیماری «SS» اثر سببی بر نوع‌های شناسایی شده دارد یا خیر، انجام داد. این آزمایش هیچ‌گونه رابطه علیت معکوسی بین «SS» و میکروب‌های روده را نشان نداد.  

سه متابولیت شامل کافئین، «۴-hydroxyhippurate» و «لورات» با خطر ابتلا به «SS» ارتباط منفی داشتند و دو متابولیت موسوم به «cyclo (leu-pro)» و «۳-هیدروکسی فنیل-۴» ارتباط مثبت داشتند.

کافئین به عنوان یک متابولیت با اثر منفی در این مطالعه مشاهده شد، با این وجود محققان هشدار می‌دهند که آزمایشات حیوانی حاکی از آن بوده است که کافئین ممکن است رشد استخوان را محدود کند. البته این یافته مستلزم تحقیقات بیشتری است.

پنج متابولیت شناسایی شده دارای چهار مسیر متابولیک اصلی هستند. این مسیرها شامل لیپید، اسید آمینه، «پپتید» (peptide ) و «بیگانه‌زیست» است. «بیگانه زیست‌ها»( xenobiotic) ترکیباتی مانند مواد شیمیایی غذایی یا محیطی هستند که به طور طبیعی توسط بدن انسان تولید نمی‌شوند.

نتیجه‌گیری

این مطالعه روابط سببی را بین متابولیت‌های خون، میکروبیوتای روده و خطر «SS» بررسی کرد. این تیم باکتری‌های «Alloprevotella»، «FamilyXIIIAD۳۰۱۱» و «Prevotella۹» را به عنوان عوامل خطرناک برای بیماری «SS» شناسایی کرد.

در مطالعه پیشین در کودکان مبتلا به «سندرم توقف رشد عفونی» (ISS) فراوانی بیشتری از باکتری «Prevotella» در مقایسه با کودکان سالم گزارش شده بود و این میزان پس از درمان با هورمون نوترکیب رشد انسانی به حالت عادی بازگشت.

در مجموع، یافته‌های این تحقیقات روابط سببی بین متابولیت‌های خون، میکروبیوتای روده و «SS» را نشان می‌دهند. روش‌های مختلف دارای تاثیرات سازگار بوده‌اند و هیچ ناهمگنی یا علیت معکوسی مشاهده نشده است. با این حال وابستگی این مطالعه به داده‌های میکروبیوتا، آنها را در نوع و وضوح محدود می‌کند و اثرات خاص گونه‌های مختلف را ناشناخته باقی می‌گذارد.

فقدان بررسی زیرگروه‌های جمعیت‌شناسی، بینش محققان را محدود می‌کند. آنها نیاز به درک این مساله دارند که چگونه این اثرات ممکن است در گروه‌های سنی، جنسیتی یا اجدادی متفاوت باشند.

به طور کلی برای تشخیص بالینی و درمان بیماری «SS» در آینده، باید کنترل میکروبیوتای روده را نیز در نظر گرفت.

این مطالعه در مجله Pediatric Research منتشر شده است.