Paparan Mikroorganisme Lingkungan dan Asma Anak
hospitalmicrobiome – Anak-anak yang tumbuh di lingkungan yang memberikan mereka berbagai paparan mikroba, seperti pertanian tradisional, dilindungi dari asma dan atopi masa kanak-kanak. Dalam penelitian sebelumnya, penanda paparan mikroba berbanding terbalik dengan kondisi ini.
Paparan Mikroorganisme Lingkungan dan Asma Anak – Dalam dua studi cross-sectional, kami membandingkan anak-anak yang tinggal di peternakan dengan anak-anak dalam kelompok referensi sehubungan dengan prevalensi asma dan atopi dan keragaman paparan mikroba. Dalam satu penelitian PARSIFAL (Pencegahan Alergi Faktor Risiko untuk Sensitisasi pada Anak Terkait dengan Pertanian dan Gaya Hidup Antroposofis) sampel debu kasur disaring untuk DNA bakteri dengan menggunakan analisis polimorfisme konformasi untai tunggal (SSCP) untuk mendeteksi bakteri lingkungan yang tidak dapat diukur dengan teknik budaya. Dalam studi lain GABRIELA (Studi Multidisiplin untuk Mengidentifikasi Penyebab Genetik dan Lingkungan Asma di Komunitas Eropa [GABRIEL] Studi Lanjutan) sampel debu menetap dari kamar anak-anak dievaluasi untuk taksa bakteri dan jamur dengan menggunakan teknik kultur.
Paparan Mikroorganisme Lingkungan dan Asma Anak
Dalam kedua penelitian, anak-anak yang tinggal di pertanian memiliki prevalensi asma dan atopi yang lebih rendah dan terpapar lebih banyak mikroorganisme lingkungan daripada anak-anak dalam kelompok referensi. Pada gilirannya, keragaman paparan mikroba berbanding terbalik dengan risiko asma (rasio odds untuk PARSIFAL, 0,62; interval kepercayaan 95% [CI], 0,44 hingga 0,89; rasio odds untuk GABRIELA, 0,86; 95% CI, 0,75 hingga 0,99) . Selain itu, adanya paparan tertentu yang lebih terbatas juga berbanding terbalik dengan risiko asma; ini termasuk paparan spesies di eurotium takson jamur (rasio odds yang disesuaikan, 0,37; 95% CI, 0,18 hingga 0,76) dan berbagai spesies bakteri, termasuk Listeria monocytogenes, spesies bacillus, spesies corynebacterium, dan lainnya (rasio odds yang disesuaikan, 0,57; 95% CI, 0,38 hingga 0,86). Anak-anak yang tinggal di pertanian terpapar mikroba yang lebih luas daripada anak-anak dalam kelompok referensi, dan paparan ini menjelaskan sebagian kecil dari hubungan terbalik antara asma dan tumbuh di pertanian. (Didanai oleh Deutsche Forschungsgemeinschaft dan Komisi Eropa.)
Paparan lingkungan terhadap mikroorganisme telah berulang kali ditemukan berbanding terbalik dengan manifestasi penyakit atopik seperti asma dan demam. Pengamatan ini dilakukan dalam berbagai konteks, termasuk studi yang dilakukan di Republik Karelia (Rusia) dan Karelia Utara (Finlandia), di mana dua populasi di wilayah yang berdekatan secara geografis hidup dalam kondisi lingkungan yang berbeda. Pada populasi dengan pajanan bakteri yang lebih tinggi, prevalensi asma dan atopi secara substansial lebih rendah. Contoh lain yang mendukung gagasan ini adalah prevalensi asma dan atopi yang lebih rendah di antara anak-anak yang dibesarkan di pertanian. Banyak penelitian menggunakan produk mikroba, seperti endotoksin atau asam muramat,sebagai penanda sederhana paparan mikroba telah menguatkan pengamatan ini.
Dalam studi epidemiologi saat ini, kami mengkarakterisasi paparan mikroba terkait pertanian di luar penanda sederhana yang disebutkan di atas. Kami menggunakan data dari dua studi observasional skala besar terhadap anak-anak sekolah yang tinggal di sebagian besar daerah pedesaan Eropa Tengah: populasi Jerman dari studi PARSIFAL (Pencegahan Alergi Faktor Risiko untuk Sensitisasi Terkait Pertanian dan Gaya Hidup Antroposofi) dan populasi Bavaria di GABRIELA (Studi Multidisiplin untuk Mengidentifikasi Penyebab Genetik dan Lingkungan Asma dalam Studi Lanjutan Komunitas Eropa [GABRIEL]). Kami menilai prevalensi asma dan atopi di antara anak-anak yang tinggal di pertanian dan di antara anak-anak lain yang tinggal di daerah yang sama (kelompok referensi), mengukur keragaman paparan mikroba pada kedua kelompok, dan terkait keragaman paparan asma dan atopi.
Karakteristik kedua populasi penelitian, sampel yang dianalisis, dan jenis analisis yang dilakukan dirangkum. Studi PARSIFAL adalah survei cross-sectional termasuk anak-anak petani, anak-anak menghadiri sekolah Rudolf Steiner (yaitu, sekolah antroposofis), dan kelompok referensi masing-masing. 6Di Bavaria, Jerman, 6963 anak usia sekolah (6 sampai 13 tahun) dari daerah pedesaan atau pinggiran kota berpartisipasi. Dalam subsampel anak-anak yang dipilih secara acak, analisis sampel darah dan debu dilakukan. Untuk sampel tersebut, semua anak yang disetujui oleh orang tua atau walinya memenuhi syarat (55% anak yang tinggal di pertanian dan 48% anak yang tidak tinggal di pertanian). Di antara 801 anak yang sampel debunya dikumpulkan, sampel untuk 489 anak mengandung jumlah debu yang cukup untuk analisis SSCP.
Baca Juga : Perubahan Ekologi Mikrobioma Saluran Pernapasan dan Pneumonia Nosokomial
GABRIELA adalah studi cross-sectional yang dilakukan di sekolah dasar di lima daerah pedesaan di selatan Jerman, Swiss, Austria, dan Polandia; karena perbedaan dalam desain penelitian, data Polandia tidak dilaporkan di sini. Dari 34.491 anak antara usia 6 dan 12 tahun yang direkrut, sampel acak berlapis dari 9668 anak dipilih. Tiga strata dalam sampel ditentukan oleh tingkat paparan pertanian yang berbeda, dari tidak terpapar hingga paparan menengah hingga tinggal di pertanian. Stratified, random subsampling kemudian dilakukan di Bavaria, Jerman, dengan sampling lingkungan dilakukan pada 444 anak dan pengukuran fungsi paru dilakukan pada 895 anak.
Informed consent tertulis diperoleh dari orang tua atau wali dari semua anak yang berpartisipasi. Untuk kedua studi tersebut, komite etik dari universitas yang berpartisipasi dan otoritas perlindungan data regional menyetujui kedua studi tersebut.Dalam kedua studi, kuesioner digunakan untuk menilai gejala dan diagnosis pernapasan dan alergi, paparan terkait pertanian pada berbagai usia, dan pembaur potensial. Anak-anak yang tinggal penuh waktu di pertanian yang dikelola keluarga diklasifikasikan sebagai anggota kelompok tani, sedangkan semua anak lainnya diklasifikasikan sebagai anggota kelompok referensi. Asma didefinisikan sebagai diagnosis asma yang ditegakkan oleh dokter setidaknya satu kali atau diagnosis bronkitis mengi yang ditegakkan lebih dari satu kali. Atopi didefinisikan oleh adanya antibodi IgE spesifik terhadap Dermatophagoides pteronyssinus(tungau debu), antigen kucing, campuran pohon (dalam studi PARSIFAL), atau birch (dalam GABRIELA) minimal 0,7 kU per liter atau reaksi positif terhadap campuran rumput minimal 0,35 kU per liter. Antibodi IgE dideteksi melalui sistem Pharmacia CAP dan UNICAP 1000, Phadia AB, Uppsala, Swedia.
Dalam studi PARSIFAL, debu dari kasur anak-anak dikumpulkan seperti yang dijelaskan sebelumnya.Sampel debu dilarutkan dalam saline buffer fosfat, dan ekstraksi DNA dan analisis SSCP dilakukan seperti yang dilaporkan sebelumnya. Sebuah fragmen dari daerah variabel 4 dan 5 dari DNA ribosom 16S diamplifikasi dan dianalisis pada gel SSCP. Analisis profil SSCP dilakukan dengan perangkat lunak GelCompar II, versi 4.6 (Matematika Terapan). Gel SSCP dinormalisasi dengan menggunakan standar tambahan yang ada dalam dua atau tiga lintasan pada setiap gel. Pita yang menarik dikeluarkan dari setidaknya tiga trek individu, diperkuat, dan diurutkan. Urutan DNA dianalisis untuk kesamaan setidaknya 98% dengan penggunaan Proyek Basis Data Ribosom II untuk analisis filogenetik.
Di GABRIELA, sampel debu di udara dikumpulkan dengan menggunakan pengumpul debu elektrostatik. Kolektor ini adalah tempat sampel plastik yang dilengkapi dengan kain elektrostatik yang berpotensi untuk menangkap debu dari udara. Para kolektor ditempatkan di kamar tidur anak-anak oleh pekerja lapangan dan dibiarkan di sana selama 14 hari. Kain dicuci dengan polisorbat 80, dan pengenceran larutan pencuci secara sistematis dilapisi pada lima media pertumbuhan yang berbeda. Setelah inkubasi selama 7 hari, koloni dihitung dan diidentifikasi berdasarkan penilaian kasar dan mikroskopis. Koloni bakteri juga diperlakukan dengan pewarnaan Gram. Hasil bakteri dan jamur dinyatakan sebagai unit pembentuk koloni per pengumpul debu.
Dalam studi PARSIFAL, paparan bakteri dimodelkan dengan menggunakan variabel dikotomis, dengan titik potong 5 unit kepadatan yang sesuai dengan ambang batas deteksi visual pada gel. Untuk analisis faktor, variabel kontinu yang mewakili nilai densitas gel untuk 76 pita digunakan. Karena distribusi miring dan beberapa nilai nol, nilai kerapatan pita, mulai dari 0 hingga 160, ditambah 1 dan ditransformasi log.
Dalam GABRIELA, paparan mikroba diwakili oleh variabel dikotomis untuk enam taksa bakteri dan sembilan taksa jamur (terdeteksi vs tidak terdeteksi). Taksa tambahan ditemukan pada kurang dari 10% dari semua anak dan dikeluarkan dari analisis lebih lanjut. Karena desain pengambilan sampel bertingkat di GABRIELA, metode statistik tertimbang diterapkan dengan menggunakan metode deret Taylor untuk estimasi varians.
Untuk penilaian keragaman mikroba, skor dihasilkan dengan menjumlahkan semua pita yang dapat dideteksi (PARSIFAL) dan semua taksa jamur (GABRIELA). Pendekatan ini tidak layak untuk taksa bakteri di GABRIELA, bagaimanapun, karena mereka diklasifikasikan terutama berdasarkan kriteria kasar seperti pewarnaan Gram. Probabilitas asma atau tinggal di pertanian dihitung sebagai nilai prediksi dari regresi logistik untuk asma atau tinggal di pertanian, dengan nilai keragaman masing-masing sebagai variabel independen.
Dalam studi PARSIFAL, reduksi data untuk 76 variabel densitas pita kontinu dicapai dengan melakukan analisis faktor dengan rotasi varimax. Faktor dengan nilai Eigen 1,5 atau lebih diekstraksi. Regresi logistik untuk asma dan atopi dilakukan untuk semua faktor atau taksa yang diekstraksi, dengan penyesuaian untuk kelompok studi (yaitu, tinggal atau tidak tinggal di pertanian). Nilai P, pada tingkat alfa efektif 0,05, dikoreksi untuk beberapa perbandingan dengan menerapkan metode Bonferroni (yaitu, tingkat alfa 0,05-10 untuk 10 faktor dalam studi PARSIFAL dan tingkat alfa 0,05-15 untuk 15 faktor). taksa di GABRIELA). Akhirnya, model regresi untuk asma dan atopi saling disesuaikan untuk eksposur atau faktor spesifik dan skor keragaman.
