Probiotics in the prevention of clinical manifestations of common infectious diseases in children and in the elderly

Infectious diseases put an enormous burden on both children and the elderly in the forms of respiratory, gastrointestinal and oral infections. There is evidence suggesting that specific probiotics may be antagonistic to pathogens and may enhance the immune system, but the clinical evidence is still too sparce to make general conclusions on the disease-preventive effects of probiotics. This thesis, consisting of four independent, double-blind, placebo-controlled clinical trials, investigated whether Lactobacillus GG (LGG) or a specific probiotic combination containing LGG would reduce the risk of common infections or the prevalence of pathogens in healthy and infection-prone children and in independent and institutionalised elderly people. In healthy day-care children, the 7-month consumption of probiotic milk containing Lactobacillus GG appeared to postpone the first acute respiratory infection (ARI) by one week (p=0.03, adjusted p=0.16), and to reduce complicated infections (39% vs. 47%, p<0.05, adjusted p=0.13), as well as the need for antibiotic treatment (44% vs. 54%, p=0.03, adjusted p=0.08) and day-care absences (4.9 vs. 5.8 days, p=0.03, adjusted p=0.09) compared to the placebo milk. In infection-prone children, the 6-month consumption of a combination of four probiotic bacteria (LGG, L. rhamnosus LC705, Propionibacterium freudenreichii JS, Bifidobacterium breve 99) taken in capsules appeared to reduce recurrent ARIs (72% vs. 82%, p<0.05; adjusted p=0.06), and the effect was particularly noticeable in a subgroup of children with allergic diseases (12% vs. 33%, p=0.03), although no effect on the presence of nasopharyngeal rhinovirus or enterovirus was seen. The 5-month consumption of the same probiotic combination did not show any beneficial effects on the respiratory infections in frail, institutionalised elderly subjects. In healthy children receiving Lactobacillus GG, the reduction in complications resulted in a marginal reduction in the occurrence of acute otitis media (AOM) (31% vs. 39%, p=0.08; adjusted p=0.19), and the postponement of the first AOM episode by 12 days (p=0.04; adjusted p=0.09). However, in otitis-prone children, a probiotic combination did not reduce the occurrence of AOM or the total prevalence of common AOM pathogens (Streptococcus pneumoniae, Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis), except in the case of children with allergic diseases, in whom probiotics reduced recurrent AOM episodes (0% vs. 14%, p=0.03). In addition, interaction between probiotics and bacterial carriage was seen: probiot-ics reduced AOM in children who did not carry any bacterial pathogens (63% vs. 83%), but the effect was the reverse in children carrying bacteria in the nasopharynx (74% vs 62%) (p<0.05). Long-term probiotic treatment, either LGG given in milk to healthy children for 7 months or a combination of probiotics given in capsules to institutionalised elderly subjects for 5 months, did not reduce the occurrence of acute diarrhoea. However, when the probiotic combination (LGG, L. rhamnosus LC705, Propionibacterium JS) was given in cheese to independent elderly subjects for 4 months, the oral carriage of high Candida counts was reduced in the probiotic group vs. the placebo group (21% vs. 34%, p=0.01, adjusted p=0.004). The risk of hyposalivation was also reduced in the probiotic group (p=0.05). In conclusion, probiotics appear to slightly alleviate the severity of infections by postponing their appearance, by reducing complications and the need for antimicrobial treatments. In addition, they appear to prevent recurrent infections in certain subgroups of children, such as in infection-prone children with allergic diseases. Alleviating ARI by probiotics may lead to a marginal reduction in the occurrence of AOM in healthy children but not in infection-prone children with disturbed nasopharyngeal microbiota. On the basis of these results it could be supposed that Lactobacillus GG or a specific combination containing LGG are effective against viral but not against bacterial otitis, and the mechanism is probably mediated through the stimulation of the immune system. A specific probiotic combination does not reduce respiratory infections in frail elderly subjects. Acute diarrhoea, either in children or in the elderly, is not prevented by the continuous, long-term consumption of probiotics, but the consumption of a specific probiotic combination in a food matrix is beneficial to the oral health of the elderly, through the reduction of the carriage of Candida.

Hengitystieinfektiot ja ruoansulatuskanavan infektiot ovat lasten yleisimpiä infektiotauteja, suun limakalvon hiivainfektioita esiintyy puolestaan yleisesti vanhuksilla. Infektiotautien aiheuttama tautitaakka rasittaa sekä yksilöitä itseään että heidän perheitään, mutta välillisesti myös yhteiskuntaa. Probioottiset, terveydelle hyödylliset bakteerit tasapainottavat elimistön normaalimikrobistoa ja stimuloivat immuunivastetta, ja voivat siten vähentää infektiotautiriskiä. Probioottisen Lactobacillus rhamnosus GG-bakteerin sekä Lactobacillus GG:tä sisältävän probioottiyhdistelmän vaikutuksia infektiotautiriskiin tutkittiin terveillä päiväkotihoidossa olevilla lapsilla, korva-tulehduskierteisillä lapsilla, pitkäaikaishoidossa olevilla vanhuksilla sekä kotona tai palvelutaloissa asuvilla vanhuksilla. Lactobacillus GG:tä sisältävän maidon päivittäinen nauttiminen 7 kuukauden ajan vähensi päiväkotihoidossa olevilla lapsilla komplisoituneiden hengitystieinfektioiden, pääasiallisesti korvatulehdusten, esiintyvyyttä 17 %, antibioottihoidon tarvetta 19 % sekä poissaolopäiviä 11-16 % verrokkimaitoryhmään verrattuna. Korvatulehduskierteisillä lapsilla neljän probiootin yhdistelmä, joka sisälsi Lactobacillus GG:n lisäksi toisen laktobasillin, bifidobakteerin ja propionihappobakteerin, vä-hensi toistuvien flunssien (vähintään 4 tautiepisodia) esiintyvyyttä 12 % 6 kuukautta kestävän tutki-muksen aikana, etenkin lapsilla, joilla oli taipumusta allergiaan. Kapselimuodossa nautittu probioottiyhdistelmä ei vähentänyt korvatulehduspatogeenien (Streptococcus pneumoniae, Hae-mophilus influenzae, Moraxella catarrhalis) nenänielukantajuutta eikä korvatulehdusten esiintyvyyttä infektiokierteestä kärsivillä lapsilla. Toistuvia korvatulehduksia esiintyi kuitenkin probioottiryhmässä merkitsevästi vähemmän allergisen taustan omaavilla lapsilla. Probioottiyhdistelmä ei vähentänyt hengitystieinfektioiden esiintyvyyttä huonokuntoisilla, pitkäaikaishoidossa olevilla vanhuksilla 5 kuukauden tutkimuksen aikana. Probioottihoito ei vaikuttanut akuuttien ripulitautien esiintyvyyteen päiväkotihoidossa olevilla lapsilla eikä pitkäaikaishoidossa olevilla vanhuksilla. Sen sijaan Lactobacillus GG:tä sisältävän probioottiyhdistelmän nauttiminen juustona 4 kuukauden ajan pienensi kotona tai palvelutaloissa asuvilla vanhuksilla korkean suun hiivakantajuuden esiintyvyyden riskiä 75 % sekä alhaisen syljenerityksen riskiä 56 % kontrollijuustoon verrattuna. Spesifiset probioottibakteerit, kuten Lactobacillus GG, näyttävät lieventävän hengitystieinfektiota perusterveillä lapsilla sekä infektiokierteisillä lapsilla, etenkin niillä, joilla on taipumus allergiaan. Probioottien vaikutusmekanismia ei tutkittu näissä kliinisissä interventioissa, mutta vaikutuksen voidaan olettaa välittyvän immuunivasteen tehostumisen kautta. Probioottien vaikutukset infektioiden ehkäisyssä ovat lieviä, ja teho näyttää riippuvan henkilön immunologisesta tilasta, sillä probiootit eivät vähennä infektiotautiriskiä hyvin huonokuntoisilla vanhuksilla. Vaikutukset ovat probioottikantakohtaisia ja probioottien nauttimismuoto voi vaikuttaa niiden tehoon. Elintarvikkeen muodossa nautittu Lactobacillus GG:tä sisältävä probioottiyhdistelmä tasapainottaa vanhusten suun mikrobistoa vähentämällä hiivakantajuutta.