Oralt järntillskott påverkar tarmens mikrobiom hos kambodjanska kvinnor

Bakgrund och behov av studien

Världshälsoorganisationen rekommenderar oinriktad järntillskottning för kvinnor i reproduktiv ålder i länder där anemi förekommer i mer än 40 % av befolkningen, såsom Kambodja.

Järntillskott har dock ofta låg biotillgänglighet, så majoriteten förblir oabsorberad i tjocktarmen.

Tarmen rymmer många järnberoende bakteriepatogener, vilket gör att tillskott av järn kan vara mer skadligt än hjälpsamt.

Många tarmbakterier är i ständig kamp om järn, ett essentiellt tillväxtbegränsande näringsämne.

Personer med överskott av järn, exempelvis vid hemokromatos, har dokumenterade allvarligare bakteriella infektioner.

De nuvarande WHO‑rekommendationerna förespråkar en blanket‑strategi för järntillskott i Kambodja trots avsaknad av studier som undersöker effekterna på tarmens mikrobiom.

Detta är, såvitt vi vet, den första publicerade studien som karakteriserar effekterna av oral järntillskottning på tarmens mikrobiom hos kambodjanska kvinnor i reproduktiv ålder.

Järnsalter, såsom ferrosulfat eller ferrofumarat, används ofta i de WHO‑rekommenderade tillskotten.

Ferrot bisglycinat har två‑till‑fyra‑gångs högre biotillgänglighet än ferrosulfat och är förknippat med färre gastrointestinala biverkningar.

Studiedesign och deltagare

Denna studie är en sekundäranalys av ett dubbelblint, randomiserat kontrollerat försök med oral järntillskottning i Kambodja.

Under tolv veckor fick deltagarna antingen ferrosulfat, ferrot bisglycinat eller placebo.

Deltagarna lämnade avföringsprover vid start och efter tolv veckor.

Ett slumpmässigt urval av 172 avföringsprover, fördelade på de tre grupperna, analyserades med 16S‑rRNA‑sekvensering och riktad real‑time‑PCR.

Totalt inkluderades 172 kambodjanska kvinnor i studien.

Kvinnorna hade en medelålder på 34 ± 7 år och ett medel‑BMI på 23,5 ± 3,8 kg/m².

Sytton % av kvinnorna var anemiska (Hb < 120 g/L).

Efter justering för inflammation var fyra % järnbristiga (ferritin < 15 µg/L) och en % hade järnbrist‑anemi.

Deltagarna ansågs följa behandlingen om de intog minst 80 % av kapslarna, vilket motsvarade 62 % av kvinnorna.

Den enda variabel som skilde sig mellan behandlingsgrupperna var andelen kvinnor med djur i hemmet (P = 0,037).

Baslinje för tarmens sammansättning

De mest abundanta tarm‑fylumen var Bacteroidota (45,7 %) och Firmicutes (42,1 %).

Den övergripande fylum‑sammansättningen liknade tidigare mikrobiomstudier med Bacteroidota (medel 45,7 %; SD 23,94 %) och Firmicutes (medel 42,1 %; SD 20,8 %).

Andra framträdande fylumen var Proteobacteria (medel 7,5 %; SD 11,9 %) och Actinobacteriota (medel 4,0 %; SD 1,4 %).

Vid start hade en % av kvinnorna järnbrist‑anemi.

DNA extraherades med ett Mobio PowerFecal‑extraktionskit (Qiagen) enligt tillverkarens protokoll.

Den genomsnittliga sekvenseringsdjupet beräknades med QIIME2 och amplicon‑sekvensvarianter (ASV) identifierades.

Prover placerades på is, transporterades i fyra till sex timmar till National Institute of Public Health Laboratory i Phnom Penh och frysades omedelbart vid –20 °C.

Kapslarna var identiska i sammansättning, smak, lukt och utseende.

Ett datorgenererat urval användes för att slumpmässigt välja de 172 avföringsproverna för mikrobiomanalys.

Effekter på tarmens diversitet

Järntillskott påverkade inte tarmens mikrobiella diversitet.

Efter justering av p‑värden fann vi inga signifikanta skillnader i alfa‑diversitet mellan placebo och någon av behandlingsgrupperna.

Liknande resultat erhölls för beta‑diversitet; ingen behandlingsgrupp uppvisade signifikanta förändringar i parvisa avstånd mellan vecka 0 och vecka 12 jämfört med placebo.

PERMANOVA‑testning av weighted UniFrac, unweighted UniFrac och Bray‑Curtis visade ingen interaktion mellan vecka och behandlingsarm.

En signifikant effekt av provtagningsvecka påträffades i både Bray‑Curtis (P = 0,005) och weighted UniFrac (P = 0,001).

I motsats till vår hypotes fann vi att daglig järntillskottning inte signifikant påverkade tarmens bakteriella diversitet.

Weighted UniFrac, Bray‑Curtis och unweighted UniFrac användes för beta‑diversitetsanalys av mikrobiomet.

Inga signifikanta förändringar i parvisa avstånd observerades för ferrosulfat (n = 46), ferrot bisglycinat (n = 40) eller placebo (n = 47).

De signifikanta associationerna drevs av endast en minoritet av proverna.

Differential abundans och patogener

Ferrot bisglycinat ökade den relativa abundansen av Enterobacteriaceae och visade en trend mot ökad Escherichia‑Shigella.

ALDEx2 identifierade inga gener som var associerade med interaktionen mellan tid och behandlingsarm efter falsk‑upptäcks‑korrektion.

Samma resultat erhölls med ANCOM‑II och MaAsLin2.

Corncob identifierade tre gener – Enterococcus, Weissella och Escherichia‑Shigella – som svarade på behandlingsarmarna.

Ferrosulfat var associerat med ökade nivåer av Enterococcus och Weissella, medan ferrot bisglycinat var associerat med Weissella och Escherichia‑Shigella.

Vi testade därför specifikt för Enterobacteriaceae med Corncob.

Det resulterade i en liten men signifikant ökning av familjens relativa abundans i ferrot bisglycinat‑gruppen jämfört med placebo (P = 0,026).

bfpA‑genen påträffades i 9‑11 % av proverna oavsett provtagningsvecka.

En signifikant association identifierades mellan bfpA‑positivitet och ferrosulfat‑armens slutprovsinteraktion jämfört med placebo (odds‑ratio 5,46 ± 2,13; P = 0,0104).

eae‑genen var närvarande i majoriteten av proverna (77‑85 %) oberoende av behandlingsarm och provtagningsvecka.

Tolkning, begränsningar och finansiering

Järntillskott påverkade inte den övergripande tarmbakteriediversiteten i huvudsak järn‑replänta kambodjanska kvinnor, men indikerar en ökning av Enterobacteriaceae vid användning av ferrot bisglycinat.

En ökning av Escherichia‑Shigella observerades, men denna association upptäcktes endast av en av fyra differential‑abundansmetoder.

Studien genomfördes främst under torrsäsongen (januari/februari) på landsbygden i provinsen Kampong Thom.

Avföring speglar inte nödvändigtvis den faktiska sammansättningen och metagenomiska funktionen hos mucosa‑associerade mikrober.

Eftersom deltagarna samlade sina egna avföringsprover kan resultaten ha över‑ eller undersamplat specifika bakterietaxa.

Endast två tidpunkter för provtagning (baslinje och vecka 12) begränsar möjligheten att upptäcka kort‑siktiga fluktuationer.

Vi tackar The Factors Group of Nutritional Companies (Burnaby, BC, Canada) för tillverkning av studiens tillskott.

Författarna deklarerar inga konkurrerande intressen.

E.F.-T. stöds av Association of Medical Microbiology and Infectious Disease via Canada Medical Student Research Award.

J.N. får stöd från Nova Scotia Graduate Scholarship.