การใช้ยาปฏิชีวนะในระยะเริ่มต้นจะขัดขวางการพัฒนาภูมิคุ้มกันในทารก

การศึกษาวิจัยใหม่โดยนักวิจัยจากศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ (URMC) พบว่าการได้รับยาปฏิชีวนะตั้งแต่เนิ่นๆ อาจส่งผลต่อการพัฒนาระบบภูมิคุ้มกันของทารก และสารเมตาบอไลต์จากธรรมชาติอาจเป็นกุญแจสำคัญในการย้อนกลับความเสียหายดังกล่าว

การศึกษาที่ตีพิมพ์ในวารสารCellพบว่าการได้รับยาปฏิชีวนะระหว่างตั้งครรภ์และวัยทารกอาจทำให้ระบบภูมิคุ้มกันอ่อนแอลงอย่างถาวรในการต่อสู้กับการติดเชื้อทางเดินหายใจ เช่น ไข้หวัดใหญ่ จากการวิเคราะห์ทั้งหนูทดลองและเนื้อเยื่อปอดจากทารกมนุษย์ นักวิจัยพบว่าการใช้ยาปฏิชีวนะตั้งแต่เนิ่นๆ จะขัดขวางความสามารถของจุลินทรีย์ในลำไส้ในการผลิตไอโนซีน ซึ่งเป็นโมเลกุลที่ทำหน้าที่เป็นสัญญาณสำคัญสำหรับการพัฒนาเซลล์ภูมิคุ้มกัน

อย่างไรก็ตาม โดยการเติมอิโนซีนให้กับหนู นักวิทยาศาสตร์สามารถแก้ไขปัญหาของระบบภูมิคุ้มกันที่เกิดจากยาปฏิชีวนะได้ ซึ่งเปิดโอกาสให้มีกลยุทธ์การรักษาที่มีศักยภาพในการเสริมสร้างความจำภูมิคุ้มกันในทารกที่เปราะบาง

“ลองนึกถึงอิโนซีนในฐานะสารสื่อระดับโมเลกุล มันเดินทางจากลำไส้ไปยังเซลล์ภูมิคุ้มกันที่กำลังพัฒนา 'สอน' เซลล์เหล่านั้นให้เติบโตอย่างเหมาะสมและเตรียมพร้อมสำหรับการติดเชื้อในอนาคต” ดร. ฮิเตช เดชมุข ผู้เขียนอาวุโสของการศึกษาและหัวหน้าแผนกทารกแรกเกิดที่โรงพยาบาลเด็กโกลิซาโน (GCH) ของ UR Medicine อธิบาย

โครงการนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการระยะยาวที่ได้รับทุนจาก NIH R35 เพื่อศึกษาว่าการสัมผัสสารเหล่านี้ในช่วงต้นชีวิตส่งผลต่อความเสี่ยงต่อโรคต่างๆ ตลอดชีวิต เช่น โรคหอบหืดและโรคปอดเรื้อรังอย่างไร

“เรารู้ว่ายาปฏิชีวนะสามารถช่วยชีวิตทารกได้ แต่ยาปฏิชีวนะยังไปรบกวนไมโครไบโอมในช่วงสำคัญของการพัฒนาระบบภูมิคุ้มกันอีกด้วย” เดชมุขกล่าว “การศึกษาของเราแสดงให้เห็นวิธีหนึ่งที่การรบกวนนี้ส่งผลต่อภูมิคุ้มกันของปอด และที่สำคัญกว่านั้นคือ มีวิธีที่เป็นไปได้ในการแก้ไข”

โรคนี้ส่งผลต่อการสร้างเซลล์ทีเมมโมรีประจำเนื้อเยื่อ ซึ่งเป็นกลุ่มเซลล์ภูมิคุ้มกันเฉพาะที่อาศัยอยู่ในปอดและทำหน้าที่ปกป้องระยะยาวจากการติดเชื้อไวรัส หากไม่มีเซลล์เหล่านี้ ทารกอาจยังคงเสี่ยงต่อการเกิดโรคทางเดินหายใจรุนแรงจนถึงวัยผู้ใหญ่

“เราพบว่าไมโครไบโอมในลำไส้ทำหน้าที่เป็นครูสำหรับระบบภูมิคุ้มกันที่กำลังพัฒนา” เดชมุขอธิบาย “เมื่อยาปฏิชีวนะรบกวนกระบวนการเรียนรู้ตามธรรมชาตินี้ ก็เหมือนกับการตัดบทสำคัญๆ ออกจากตำราเรียน ระบบภูมิคุ้มกันไม่เคยเรียนรู้บทเรียนสำคัญเกี่ยวกับการต่อสู้กับการติดเชื้อทางเดินหายใจเลย”

ผลการศึกษาที่สำคัญ:

การศึกษานี้เปรียบเทียบหนูทารกที่สัมผัสกับยาปฏิชีวนะทั่วไป (แอมพิซิลลิน เจนตามัยซิน และแวนโคไมซิน ซึ่งเป็นยาชนิดเดียวกันที่มักใช้กับสตรีมีครรภ์และทารกแรกเกิด) กับหนูที่มีไมโครไบโอมตามธรรมชาติยังคงอยู่

ในหนูที่ได้รับยาปฏิชีวนะ:

• จำนวนเซลล์ T CD8+ ที่ป้องกันในปอดลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

• เกิดการบกพร่องในความสามารถในการสร้างเซลล์ความจำที่อาศัยอยู่ในเนื้อเยื่อ ซึ่งเป็นเซลล์ภูมิคุ้มกันเฉพาะที่อาศัยอยู่ในปอดและทำหน้าที่ป้องกันการติดเชื้อซ้ำอย่างรวดเร็ว

• ภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องจะคงอยู่จนถึงวัยผู้ใหญ่ แสดงให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในการพัฒนาของระบบภูมิคุ้มกัน

คณะทำงานใช้ตัวอย่างเนื้อเยื่อปอดจาก BRINDL Biobank ซึ่งได้รับทุนสนับสนุนจาก NIH เพื่อยืนยันว่าทารกที่ได้รับยาปฏิชีวนะมีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องแบบเดียวกันนี้ ไม่เพียงแต่ทารกเหล่านี้จะมีเซลล์ความจำน้อยกว่าเท่านั้น แต่ยังมีรูปแบบการแสดงออกของยีนที่คล้ายคลึงกับผู้สูงอายุ ซึ่งสัมพันธ์กับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของการติดเชื้อทางเดินหายใจ

ที่สำคัญที่สุด การเติมอิโนซีนให้กับหนูที่ได้รับยาปฏิชีวนะช่วยฟื้นฟูความสามารถในการสร้างเซลล์ความจำที่ทำงานได้อย่างมีนัยสำคัญ และสร้างการตอบสนองภูมิคุ้มกันที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งเปิดโอกาสที่สดใสสำหรับการบำบัดในอนาคต

“สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่าเราสามารถปกป้องทารกที่มีความเสี่ยงได้ด้วยการเสริมสารอาหารแบบเฉพาะเจาะจง” เดชมุขกล่าว “แม้ว่าจะยังต้องมีการวิจัยเพิ่มเติมอีกมากก่อนที่จะนำวิธีการนี้ไปประยุกต์ใช้ในทางคลินิกได้ แต่ตอนนี้เรามีแนวทางที่จะก้าวไปข้างหน้าแล้ว”

ผลการศึกษาสามารถมีอิทธิพลต่อการวิจัยในอนาคตเกี่ยวกับการพัฒนาวิธีการรักษาต่างๆ เช่น อาหารเสริม การบำบัดด้วยเมตาบอไลต์ หรือกลยุทธ์สนับสนุนไมโครไบโอม เพื่อช่วยให้ทารกแรกเกิดมีภูมิคุ้มกันความจำที่แข็งแรงขึ้น โดยไม่ต้องพึ่งยาปฏิชีวนะหรือโปรไบโอติกที่มีความเสี่ยงเพียงอย่างเดียว

เดชมุขกล่าวว่า นพ. กลอเรีย พรีฮูเบอร์ แพทย์ผู้เชี่ยวชาญด้านทารกแรกเกิดของ GCH มีบทบาทสำคัญในการศึกษานี้ ไบโอแบงก์ BRINDL ของเธอซึ่งรวบรวมตัวอย่างปอดของทารกที่ได้รับการสนับสนุนจาก NIH ตลอดระยะเวลา 15 ปี ช่วยให้ทีมวิจัยสามารถทดสอบผลการวิจัยในเซลล์มนุษย์ได้

“งานวิจัยชิ้นนี้คงเป็นไปไม่ได้เลยหากปราศจากความเอื้อเฟื้อและความเชี่ยวชาญของดร. เพรย์ฮูเบอร์” เดชมุขกล่าว “การที่สามารถเปรียบเทียบผลการทดลองในหนูกับเซลล์มนุษย์ได้นั้นสำคัญอย่างยิ่ง นั่นเป็นหนึ่งในเหตุผลหลักที่ทำให้ผมมาที่เมืองโรเชสเตอร์ (จากโรงพยาบาลเด็กซินซินแนติ) เพื่อร่วมงานกับเธอ”