Longitudinal and multi-omic study to identify fecal or salivary biomarkers associated with food protein induced enterocolitis syndrome (FPIES) in children | Étude longitudinale et multiomique à la recherche de biomarqueurs fécaux ou salivaires associés au Syndrome d'Entérocolite Induite par les Protéines Alimentaires (SEIPA) chez l'enfant

Английский. Background: FPIES is a non-IgE-mediated food allergy, meeting precise diagnostic criteria. Treatment involves avoiding the offending food. There is no serum biomarker confirming the diagnosis or predicting the development of tolerance. Only the oral food challenge (OFC) regularly assesses allergenic tolerance. In most cases, children acquire spontaneous tolerance at school age. However, the severity of symptoms and the absence of specific IgE justify research into FPIES to gain a better understanding of the pathophysiology.Hypothesis: FPIES is associated with digestive dysbiosis, local digestive dysimmunity, chronic intestinal inflammation and increased intestinal permeability. Inflammation and permeability are exacerbated during an acute allergic reaction. Once tolerance is acquired, all these parameters return to normal. Objectives: To provide a longitudinal description of the faecal and salivary microbiota of paediatric patients with SEIPA, at the times of allergy and tolerance, as well as biomarkers of interest assessing inflammation, permeability and digestive dysimmunity, compared with a reference cohort. Materials and methods: Faecal and salivary samples were collected from children with FPIES followed in several AP-HP hospitals, after diagnosis on an elimination diet, and after acquiring tolerance, as well as from matched controls at the same ages (1:1 ratio). Additional stool samples were also collected before and after OFC. The composition of the microbiota was analysed by r16s RNA gene sequencing (V3-V4). The function of the faecal microbiota was estimated by measuring short-chain fatty acids (SCFA) (gas chromatography). Faecal calprotectin, eosinophil-derived neurotoxin (EDN), faecal secretory IgA, and faecal zonulin assessed inflammation, immunity and intestinal permeability (ELISA).Main results: From December 2019 to May 2023, 38 patients were included (mean age: 1.3 years). At inclusion, allergic patients had faecal and salivary dysbiosis, expressed as decreased alpha-diversity, different beta-diversity, several different bacterial genera, and increased relative abundance of acetate compared with matched controls. Allergic patients did not have intestinal inflammation on elimination diet (calprotectin, EDN), but only acutely and transiently after an allergic reaction. Levels of faecal secretory IgA were higher in allergic patients than in controls or tolerant patients. Zonulin was similar between patients and controls. After acquiring tolerance, in the 22 patients becoming tolerant, faecal and salivary microbiota partially approximated those of controls. Secretory AGCC and IgA levels normalised (increase in relative butyrate, decrease in IgA). Conclusions: According to the results of this cohort, and to previous data in the scientific literature, children with FPIES have a gut dysbiosis before the onset of allergy, gut and salivary dysbiosis during allergy until the acquisition of tolerance, and then a return of a microbiota close to that of healthy children. The local adaptive immune response is exaggerated during the disease, with an increase in faecal secretory IgA in allergic individuals compared with controls, and normalisation after tolerance. The exact role of this IgA is not clearly identified.

Французский. Contexte : Le SEIPA est une allergie alimentaire non IgE-médiée particulière, répondant à des critères diagnostiques précis. Le traitement est l'éviction des aliments en cause. Il n'existe pas de biomarqueur sérique confirmant le diagnostic, ou prédisant l'acquisition de la tolérance. Seul le test de provocation par voie orale (TPO) permet d'évaluer régulièrement la tolérance à l'allergène en cause. L'évolution est le plus souvent favorable chez l'enfant vers l'âge scolaire. Cependant, la sévérité des symptômes et l'absence d'IgE spécifiques justifient une recherche sur le SEIPA pour mieux comprendre la physiopathologie. Hypothèses : Le SEIPA serait associé à une dysbiose digestive, une dysimmunité locale au niveau digestif, une inflammation intestinale chronique, et une augmentation de la perméabilité intestinale. L'inflammation et la perméabilité seraient majorées lors d'une réaction allergique aiguë. Après acquisition de la tolérance, tous ces paramètres reviendraient à la normale. Objectifs : Décrire de manière longitudinale les microbiotes fécaux et salivaires des patients pédiatriques avec un SEIPA, pendant l'allergie et après la tolérance, ainsi que des biomarqueurs d'intérêt évaluant l'inflammation, la perméabilité et la dysimmunité digestive, comparativement à une cohorte de référence. Matériels et méthodes : Des prélèvements fécaux et salivaires ont été collectés chez les enfants avec un SEIPA suivi dans plusieurs hôpitaux de l'AP-HP, après le diagnostic sous régime d'éviction, et après acquisition de la tolérance, ainsi que chez des témoins appariés aux mêmes âges (ratio 1:1). Des prélèvements de selles supplémentaires ont également été récoltés avant et après les TPO. La composition du microbiote a été analysée par séquençage du gène de l'ARN r16s (V3-V4). La fonction du microbiote fécal a été estimée par dosage des acides gras à chaine courte (AGCC) (chromatographie en phase gazeuse). La calprotectine fécale, la neurotoxine dérivée des éosinophiles (EDN), les IgA sécrétoires fécales, et la zonuline fécale ont évalué l'inflammation, l'immunité et la perméabilité intestinale (ELISA).Résultats principaux : De décembre 2019 à mai 2023, 38 patients ont été inclus (âge moyen : 1,3 ans). A l'inclusion, les patients allergiques avaient une dysbiose fécale et salivaire, s'exprimant par une diminution de l'alpha-diversité, une béta-diversité différente, plusieurs genres bactériens différents, et une augmentation de l'abondance relative de l'acétate par rapport aux témoins appariés. Les patients allergiques n'avaient pas d'inflammation intestinale sous régime d'éviction (calprotectine, EDN), mais seulement de manière aiguë et transitoire après une réaction allergique. Les taux d'IgA sécrétoires fécales étaient plus élevés chez les patients allergiques que chez les témoins ou chez les patients tolérants. La zonuline était similaire entre les patients et les témoins. Après acquisition de la tolérance, chez les 22 patients devenus tolérants, les microbiotes fécal et salivaire se sont rapprochés partiellement de ceux des témoins. Les AGCC et les IgA sécrétoires se sont normalisés (augmentation de l'abondance relative du butyrate, baisse du taux d'IgA). Conclusions : D'après les résultats de cette cohorte, et selon les données antérieures de la littérature scientifique, les enfants avec un SEIPA ont une dysbiose intestinale avant le début de l'allergie, une dysbiose intestinale et salivaire pendant l'allergie jusqu'à l'acquisition de la tolérance, puis un retour du microbiote proche de celui d'enfants sains. La réponse immunitaire adaptative locale est exagérée au cours de la pathologie, avec une augmentation des IgA sécrétoires fécales chez les individus allergiques par rapport aux témoins, et une normalisation après la tolérance. Le rôle exact de ces IgA n'est pas clairement identifié.