Effect of Probiotic Use Containing Lactobacillus rhamnosus GG and Bifidobacterium animalis subsp. lactis on Clinical Outcomes in Children Aged 2–12 Years Receiving Antibiotic Therapy: A Multicenter Cohort Study

Abstract

ABSTRACT Objective: This study aimed to evaluate the association between probiotic supplementation containing Lactobacillus rhamnosus GG and Bifidobacterium animalis subsp. lactis and antibiotic-associated diarrhea, gastrointestinal tolerability, healthcare utilization, and social outcomes in children aged 2–12 years receiving antibiotic therapy, using real-world clinical data. 

Materials and Methods: This multicenter cohort study included children aged 2–12 years who were prescribed antibiotic therapy for an infectious diagnosis in pediatric outpatient clinics and/or departments of pediatrics across 15 centers between January 1, 2026, and June 1, 2026. Patients were categorized according to probiotic use during antibiotic therapy into the probiotic group, receiving supplementation containing L. rhamnosus GG and B. animalis subsp. lactis in addition to antibiotics (Group 1, n=120), and the control group, receiving antibiotics alone (Group 2, n=120). The primary outcome was antibiotic-associated diarrhea, defined as three or more loose or watery stools within 24 hours without an alternative clinical explanation. Secondary outcomes included gastrointestinal symptoms, repeat healthcare visits, antibiotic modification or discontinuation, school/daycare absenteeism, and parental workday loss. Continuous variables were compared using the Mann–Whitney U test, whereas categorical variables were analyzed using the chi-square test or Fisher’s exact test, as appropriate. Multivariable logistic regression analysis was performed to identify independent factors associated with antibiotic-associated diarrhea. 

Results: A total of 240 children were included, with 120 patients in each group. Baseline characteristics, including age, sex, antibiotic indication, antibiotic class, and duration of antibiotic therapy, were comparable between the groups. The incidence of antibiotic-associated diarrhea was significantly lower in the probiotic group than in the control group (16.7% vs. 32.5%; p=0.007). Probiotic supplementation was associated with a 49% relative reduction in the risk of antibiotic-associated diarrhea (RR=0.51; 95% CI: 0.32–0.83). The probiotic group also had significantly shorter diarrhea duration, lower maximum daily stool frequency, and lower rates of abdominal pain, flatulence, bloating, nausea/vomiting, repeat healthcare visits, hospitalization, antibiotic modification/discontinuation, need for additional treatment, school/daycare absenteeism, and parental workday loss. 

Conclusion: In children aged 2–12 years receiving antibiotic therapy, supplementation with Lactobacillus rhamnosus GG and Bifidobacterium animalis subsp. lactis was associated with a lower incidence of antibiotic-associated diarrhea and a reduced clinical and social burden, supporting its potential role as a practical adjunctive strategy to improve gastrointestinal tolerability during antibiotic treatment.

Keywords

• Antibiotic-associated diarrhea
• probiotics
• Lactobacillus rhamnosus GG
• Bifidobacterium animalis subsp. lactis
• gastrointestinal tolerability

Supporting Institution

None

Project Number

None

Ethical Statement

The study was approved by the İstanbul Prof. Dr. Cemil Taşcıoğlu City Hospital Scientific Research Ethics Committee at its meeting dated June 29, 2026, with decision number 296. The study was conducted in accordance with the principles of the Declaration of Helsinki. Since this was a retrospective observational study based on anonymized medical records, no study-related intervention was performed, no biological samples were collected, and no changes were made to patients’ diagnostic or therapeutic management. All personal identifiers were removed before analysis. The requirement for informed consent was waived due to the retrospective design of the study.

Thanks

The authors would like to thank all 15 participating centers and healthcare professionals who contributed to the data collection process.

Antibiyotik Başlanan 2-12 yaş Çocuklarda Lactobacillus rhamnosus GG ve Bifidobacterium animalis subsp. Lactis İçeren Probiyotik Kullanımının Klinik Sonuçlar Üzerine Etkisi: Çok Merkezli Kohort Çalışması

Abstract

Amaç: Bu çalışmanın amacı, antibiyotik tedavisi başlanan 2–12 yaş arası çocuklarda Lactobacillus rhamnosus GG ve Bifidobacterium animalis subsp. lactis içeren probiyotik desteği kullanımının antibiyotik ilişkili ishal, gastrointestinal tolerabilite, sağlık hizmeti kullanımı ve sosyal sonuçlar üzerindeki etkisini gerçek yaşam verileriyle değerlendirmektir. 

Gereç ve Yöntem: 01.01.2026–01.06.2026 tarihleri arasında 15 merkezde çocuk polikliniği/çocuk sağlığı ve hastalıkları birimlerinde herhangi bir enfeksiyon tanısıyla antibiyotik tedavisi başlanan 2–12 yaş arası çocuklar çalışmaya dahil edilmiştir. Hastalar, antibiyotik tedavisi sırasında L. rhamnosus GG ve B. animalis subsp. lactis içeren probiyotik desteği kullanıp kullanmamalarına göre Grup 1 (Probiyotik, n=120) ve Grup 2 (Kontrol, n=120) olmak üzere iki gruba ayrılmıştır. Birincil sonlanım noktası, başka bir klinik nedenle açıklanamayan, 24 saat içinde üç veya daha fazla yumuşak/sulu dışkılama olarak tanımlanan antibiyotik ilişkili ishal gelişimi olup; ikincil sonlanımlar arasında gastrointestinal yakınmalar, tekrar sağlık kuruluşuna başvuru, antibiyotik değişimi/kesilmesi, okul/kreş devamsızlığı ve aile iş gücü kaybı değerlendirilmiştir. Sürekli değişkenler için Mann–Whitney U testi, kategorik değişkenler için ki-kare/Fisher'in kesin testi kullanılmış; bağımsız risk faktörlerini belirlemek amacıyla çok değişkenli lojistik regresyon analizi uygulanmıştır. 

Bulgular: Çalışmaya probiyotik grubunda 120 ve kontrol grubunda 120 olmak üzere toplam 240 çocuk dahil edildi. Gruplar arasında yaş, cinsiyet, antibiyotik endikasyonu, kullanılan antibiyotik türü ve antibiyotik kullanım süresi açısından anlamlı fark saptanmadı. Antibiyotik ilişkili ishal sıklığı probiyotik grubunda kontrol grubuna göre anlamlı olarak daha düşüktü (%16,7’ye karşı %32,5; p=0,007). Probiyotik kullanımı, antibiyotik ilişkili ishal riskinde %49 relatif azalma ile ilişkili bulundu (RR=0,51; %95 GA: 0,32–0,83). Ayrıca probiyotik grubunda ishal süresi, maksimum günlük dışkılama sayısı, karın ağrısı, gaz, şişkinlik, bulantı/kusma, tekrar sağlık kuruluşuna başvuru, hastaneye yatış, antibiyotik değişimi/kesilmesi, ek tedavi gereksinimi, okul/kreş devamsızlığı ve aile iş gücü kaybı anlamlı olarak daha düşük bulundu. 

Sonuç: Lactobacillus rhamnosus GG ve Bifidobacterium animalis subsp. lactis içeren probiyotik desteği, antibiyotik tedavisi alan 2–12 yaş arası çocuklarda antibiyotik ilişkili ishal ve ilişkili klinik-sosyal yükte anlamlı azalma ile ilişkili bulunmuştur.

Keywords

• Antibiyotik ilişkili ishal
• probiyotik
• Lactobacillus rhamnosus GG
• Bifidobacterium animalis subsp. lactis
• gastrointestinal tolerabilite

Supporting Institution

Yoktur

Project Number

None

Ethical Statement

Çalışma, İstanbul Prof. Dr. Cemil Taşcıoğlu Şehir Hastanesi Bilimsel Araştırmalar Etik Kurulu’nun 29.06.2026 tarihli toplantısında 296 sayılı karar ile etik açıdan uygun bulunmuştur. Çalışma Helsinki Bildirgesi ilkelerine uygun olarak yürütülmüştür. Retrospektif gözlemsel tasarımda ve anonimleştirilmiş hasta kayıtlarına dayalı olarak gerçekleştirilen bu çalışmada herhangi bir çalışma ilişkili müdahale yapılmamış, biyolojik örnek alınmamış ve hastaların tanı veya tedavi süreçlerinde herhangi bir değişiklik yapılmamıştır. Analiz öncesinde tüm kişisel tanımlayıcı bilgiler veri setinden çıkarılmıştır. Çalışmanın retrospektif tasarımı nedeniyle bilgilendirilmiş onam gerekliliğinden muaf tutulmuştur.

Thanks

Yazarlar, veri toplama sürecine katkı sağlayan 15 katılımcı merkeze ve tüm sağlık çalışanlarına teşekkür eder.

References

1. 1. Guo Q, Goldenberg JZ, Humphrey C, et al. Probiotics for the prevention of pediatric antibiotic-associated diarrhea. Cochrane Database Syst Rev 2019;4(4):CD004827.
2. 2. Hayes SR, Vargas AJ. Probiotics for the prevention of pediatric antibiotic-associated diarrhea. Explore (NY) 2016;12(6):463-6.
3. 3. Szajewska H, Canani RB, Guarino A, et al. Probiotics for the prevention of antibiotic-associated diarrhea in children. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2016;62(3):495-506.
4. 4. Vanderhoof JA, Whitney DB, Antonson DL, et al. Lactobacillus GG in the prevention of antibiotic-associated diarrhea in children. J Pediatr 1999;135(5):564-8.
5. 5. Szajewska H, Kołodziej M. Lactobacillus rhamnosus GG in the prevention of antibiotic-associated diarrhoea in children and adults: a systematic review and meta-analysis. Aliment Pharmacol Ther 2015;42(10):1149-57.
6. 6. Waitzberg D, Guarner F, Hojsak I, et al. Can the evidence-based use of probiotics, notably Saccharomyces boulardii CNCM I-745 and Lactobacillus rhamnosus GG, mitigate the clinical effects of antibiotic-associated dysbiosis? Adv Ther 2024;41(3):901-14.
7. 7. Łukasik J, Dierikx T, Johnston BC, et al. Systematic review: effect of probiotics on antibiotic-induced microbiome disruption. Benef Microbes 2024;15(5):431-47. 8. Dinleyici E, Özen M, Dalgıç N, et al. Effect of Lactobacillus rhamnosus LGG and Bifidobacterium animalis subspecies lactis BB-12 combination on the duration of diarrhea and length of hospital stay in children with acute diarrhea in Turkey. Mucosa 2020;2(3):34-41.
8. 9. Goodman C, Keating G, Georgousopoulou E, et al. Probiotics for the prevention of antibiotic-associated diarrhoea: a systematic review and meta-analysis. BMJ Open 2021;11(8):e043054.

9. 10. Łukasik J, Dierikx T, Besseling-van der Vaart I, et al. Multispecies probiotic for the prevention of antibiotic-associated diarrhea in children: a randomized clinical trial. JAMA Pediatr 2022;176(9):860-6.
10. 11. Dias GS, Guimarães JT, Balthazar CF, et al. Fructooligosaccharides: a comprehensive review on production, functionality and applications. Processes 2025;13(4):1252.
11. 12. Arica V, Yildiz EGÖ, Kök S, et al. Current therapeutic approaches in infantile colic: a comprehensive review. Turk Arch Pediatr 2026;61(6):463-70.
12. 13. Arıca V, Kök S, Adıgüzel T, et al. Parental perception and experience in infants with colic symptoms receiving probiotic supplementation. Pediatr Pract Res 2026;14(1):1865919.
13. 14. Dinleyici EC, Kara A, Dalgıç N, et al. Saccharomyces boulardii CNCM I-745 reduces the duration of diarrhoea, length of emergency care and hospital stay in children with acute diarrhoea. Benef Microbes 2015;6(4):415-21.
14. 15. Dinleyici EC, Dalgıç N, Güven Ş, et al. Lactobacillus reuteri DSM 17938 shortens acute infectious diarrhea in a pediatric outpatient setting. J Pediatr (Rio J) 2015;91(4):392-6.
15. 16. Dinleyici EC, Dalgic N, Guven S, et al. The effect of a multispecies synbiotic mixture on the duration of diarrhea and length of hospital stay in children with acute diarrhea in Turkey: single blinded randomized study. Eur J Pediatr 2013;172(4):459-64.
16. 17. Arıca V, Güzeloğlu E, Adıgüzel T, et al. Effect of silica-based enterosorbent use on diarrhea duration in children with rotavirus gastroenteritis: a multicenter, two-group comparative study. Pediatr Pract Res 2026;14(1):1863063.
17. 18. Yılmaz B, Köle T, Karaaslan F, Pişmişoğlu K, Arıca V. Examination of socio-demographic, clinical and laboratory findings of patients hospitalized in our clinic with the diagnosis of rotavirus gastroenteritis. Bagcilar Med Bull 2024;9(2):80-6.
18. 19. Oztepeli R, Dag H, Dogan M, Arica V, Irdem A. The Evaluation of Mood Status in Mothers of Infants with Infantile Colic. J Gen Pract 2018;6:2
19. 20. Arıca SG, Arıca V, Özer C. Çocukluk çağında üst solunum yolu enfeksiyonu tedavi ve korunmasında probiyotik kullanımı. Turk J Fam Med Prim Care 2012;6(2):22-9.
20. 21. Kara A, Özkaya Parlakay A, Gür D, et al. Grup A beta hemolitik streptokok Türkiye makrolid direnç değerlendirmesi pilot çalışma sonuçları. Çocuk Enfeksiyon Derg 2011;5(3):96-9.
21. 22. Köksaldı Motor V, Tutanç M, Arıca V, Arıca S, Ay B. Üropatojen Escherichia coli suşlarının üriner sistem infeksiyonlarının tedavisinde sık kullanılan antibakteriyel ajanlara duyarlılıkları. ANKEM Derg 2010;24(4):198-201.