Virale infecties vlak na de geboorte worden in verband gebracht met een verhoogd risico op luchtweginfecties tijdens het eerste levensjaar. Dit werd geconcludeerd in de eerste longitudinale studie naar genexpressie en de microbiële samenstelling of ‘microbiota’ in de bovenste luchtwegen bij zuigelingen door een internationale onderzoeksgroep onder leiding van prof. Debby Bogaert en die is gepubliceerd in Nature Microbiology.

De luchtwegen worden bevolkt door een microbieel ecosysteem (microbiota), dat tijdens en direct na de geboorte wordt gevormd. Een verstoorde ontwikkeling van de microbiota van de luchtwegen op jonge leeftijd wordt in verband gebracht met een hogere gevoeligheid voor luchtweginfecties op latere leeftijd. Eerder werd reeds een verschil gevonden in de leeftijd waarop voor het eerst tekenen voor afwijkende microbiële rijping werden gezien (binnen de eerste levensmaand) en de leeftijd waarop de eerste luchtweginfecties worden doormaakt (vaak pas na 1-3 maanden). Gezien dit verschil in leeftijd, werd verondersteld dat interacties tussen microbiota en het zich ontwikkelende immuunsysteem een rol zouden kunnen spelen bij dit proces. Onderzoekers van het Wilhelmina Kinderziekenhuis (onderdeel van het UMC Utrecht), het Spaarne Gasthuis in Hoofddorp, de Universiteit van Edinburgh (Edinburgh, U.K.) en het RIVM onderzochten daarom de expressie van genen in de luchtwegen bij zuigelingen gedurende het eerste levensjaar in relatie tot gevoeligheid voor luchtweginfecties. Genexpressiegegevens werden geplaatst in de context van virale en microbiota gegevens om interacties te kunnen ontrafelen tussen luchtwegvirussen, gastheer en de bacteriesamenstelling in de neusholte.

Gastheer-microbe interacties

Het onderzoek maakt deel uit van een reeks studies gebaseerd op de Microbiome Utrecht Infant Study (MUIS), uitgevoerd door de klinische onderzoeksfaciliteit van het Spaarne Ziekenhuis onder leiding van kinderarts dr. Marlies van Houten. De onderzoekers ontdekten dat de sterkste veranderingen in genexpressie zich al in de eerste levensdagen voordeden, meestal met betrekking tot Toll-like receptor (TLR) en inflammasoom signalering. Deze veranderde genexpressie ging samen met een snelle ontwikkeling van de luchtwegmicrobiota. Vroege virale infectie, hoewel meestal niet gepaard gaand met symptomen, viel samen met een sterkere interferonactiviteit, die gerelateerd was aan specifieke veranderingen van de microbiota, gekenmerkt door een relatieve toename van Gram-negatieve bacteriën, zoals Moraxella en Haemophilus. Baby’s bij wie deze verandering van de bacteriesamenstelling in de neusholte optrad, hadden vervolgens een hoger aantal luchtweginfecties gedurende het eerste levensjaar.

Kwetsbaarder

Door meerdere datasets te combineren, vonden de onderzoekers ondersteuning voor de hypothese dat de eerste virale contacten van een pasgeborene een interferon-geassocieerde ontstekingsbevorderende omgeving creëren, samengaand met selectie van specifieke bacteriën die de luchtwegontsteking en -symptomatologie verder aanjagen. De gedachte is dat hiermee een vicieuze cirkel ontstaat, waarbij ontsteking en afwijkende microbiota hand in hand gaan, leidend tot verhoogde kwetsbaarheid voor terugkerende (virale) luchtweginfecties bij zuigelingen.

Dr. Wouter de Steenhuijsen Piters, postdoctoraal arts-onderzoeker bij de afdeling Kinderimmunologie en Infectieziekten (UMC Utrecht) en eerste auteur van het artikel concludeerde: "Hoewel nader onderzoek nodig is om een oorzakelijk verband van onze bevindingen te bevestigen, wijzen deze resultaten erop dat een vroeg contact met luchtwegvirussen - vooral tijdens de eerste levensdagen - de toon kunnen zetten voor daaropvolgende onvoordelige gastheer-microbe interacties, die verband houden met het infectierisico en mogelijk de gezondheid van de luchtwegen op de lange termijn."

Luchtweginfecties

Luchtweginfecties blijven een belangrijk wereldwijd gezondheidsprobleem en zijn verantwoordelijk voor 15 procent van de kindersterfte onder de leeftijd van 5 jaar wereldwijd. Daarnaast gaan luchtweginfecties gepaard met een aanzienlijke ziektelast. Hoewel van vele gastheer- en omgevingsfactoren bekend is dat ze bijdragen aan de gevoeligheid voor luchtweginfecties, zoals leeftijd, geslacht, genetica, wijze van geboorte, borstvoeding, leefomgeving en blootstelling aan tabakslucht, is het precieze mechanisme waardoor de ene zuigeling terugkerende of ernstige luchtweginfecties ontwikkelt, terwijl andere zuigelingen gezond blijven, nog grotendeels onbekend. De huidige publicatie draagt sterk bij aan een beter begrip van het risico op luchtweginfecties bij zuigelingen.

Publicatie

Steenhuijsen Piters WAA de, Watson RL, Koff EM de, Hasrat R, Arp K, Chu MLJN, Groot PCM de, Houten MA van, Sanders EAM, Bogaert D. Early-life viral infections are associated with disadvantageous immune and microbiota profiles and recurrent respiratory infections. Nature Microbiology, January 20, 2022 published online