odoribacteraceae что это в медицине
Профиль пристеночного и полостного микробиома кишечника пациентов с язвенным колитом
Дисбаланс бактерий, приводящий к нарушению кишечного гомеостаза наблюдаются при различных патологических состояниях, в том числе при воспалительных заболеваниях кишечника. Однако остается неясным, является ли дисбиоз одним из этиологических факторов воспаления кишечной стенки или его следствием.
Определить состав пристеночной и полостной микробиоты толстой кишки у пациентов с язвенным колитом в российской популяции методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) с детекцией результатов в режиме реального времени.
Материалы и методы
В составе пристеночной и просветной микробиоты при язвенном колите преобладали три типа бактерий: Firmicutes, Bacteroidetes и Proteobacteria. Состав фекального и пристеночного микробиома отличался незначительно. В составе микробиоты при язвенном колите по сравнению с груп- пой сравнения достоверно чаще определялись микроорганизмы рода Bacteroides. При левостороннем язвенном колите не выявлено достоверной разницы в составе микробиоты пораженного и непораженного отделов тол- стой кишки (p>0,05). При хроническом рецидивирующем и непрерывном течении заболевания состав микробиоты толстой кишки достоверно не отличался (p>0,05). Количество бактерий рода Bacteroides spp. увеличивалось при нарастании эндоскопической активности язвенного колита (p Заключение
Полученные данные свидетельствуют о том, что представители рода Bacteroides spp. как в биоптатах слизистой оболочки кишки, так и в образцах фекалий могут рассматриваться в качестве биомаркера язвенного колита.
Язвенный колит развивается в результате сочетания нескольких этиологических факторов. Достигнут значительный прогресс в понимании роли иммунитета, генетических факторов и окружающей среды в формировании хронического воспалительного процесса [1,2]. В настоящее время активно обсуждается взаимосвязь микробиоты кишки и иммунного ответа хозяина в патогенезе воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК), а также потенциальные терапевтические стратегии, связанные с влиянием на кишечную экосистему [3]. Эволюция методов диагностики микробного состава от посева кала на обогащенные питательные среды до современных молекулярно-генетических методов, позволяющих выделить генетический материал бактерий, безусловно, играет ключевую роль в нашем понимании роли микроорганизмов в развитии заболеваний различных органов и систем человека.
Имеющиеся данные об изменениях микробиоты кишки у пациентов с язвенным колитом немногочисленны. Большинство научных исследований, посвященных этой тематике, проведены с использованием образцов фекалий, что позволяет определить лишь состав просветной микробиоты. Более ценной считают информацию о микробной колонизации кишечной стенки, полученную путем забора биоптатов слизистой оболочки толстой кишки. Таких работ значительно меньше, и они проведены на небольших выборках.
Целью нашего исследования была оценка просветного и пристеночного микробиома толстой кишки у пациентов с язвенным колитом в российской популяции методом ПЦР с детекцией результатов в режиме реального времени.
Материал и методы
Научная работа проводилась в гастроэнтерологическом отделении на базе отдела по изучению воспалительных и функциональных заболеваний кишечника ФГБУ “НМИЦ колопроктологии имени А.Н. Рыжих» Минздрава России с 2017 по 2018 г. Протокол исследования был одобрен на заседании Комитета по этике научных исследований ФГБОУ ДПО РМАНПО Минздрава России от 14.11.2017 года.
В исследование включали пациентов старше 18 лет с язвенным колитом, установленным на основании действующих клинических рекомендаций (2017 г.) [4]. В исследовании принимали участие пациенты с различными клиническими формами и течением заболевания, получавшие терапию препаратами 5-аминосалициловой кислоты, глюкокортикостероидами, иммуносупрессивными средствами и/или генно-инженерными биологическими пре паратами.
Критерии невключения: 1) тяжелая или сверхтяжелая атака язвенного колита; 2) прием антибактериальных или пробиотических препаратов на догоспитальном этапе; 3) наличие кишечной инфекции; 4) наличие тяжелой сопутствующей патологии. Группу сравнения составили 50 пациентов с диагнозами синдрома раздраженного кишечника или бессимптомных дивертикулов ободочной кишки.
Для количественной оценки состава пристеночной микробиоты у больных язвенным колитом при колоноскопии брали биоптаты слизистой оболочки левых отделов толстой кишки, а также дополнительно биоптаты из правых отделов толстой кишки при левостороннем поражении. Для изучения просветной микробиоты использовали образцы фекалий. У пациентов группы сравнения для определения состава мукозного микробиома были взяты биоптаты слизистой оболочки неизмененных левых отделов толстой кишки.
ПЦР диагностика исследуемых образцов проводилась на базе ФГБУ “ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России с использованием детектирующего амплификатора ДТпрайм (производитель ООО “ДНК-Технология», Россия), обеспечивающего проведение ПЦР с автоматической регистрацией результатов в режиме реального времени. Изучали состав и проводили количественную оценку пристеночной и просветной микробиоты.
Статистическая обработка результатов выполнена с использованием пакета прикладной программы Statistica 12.0. Качественные признаки представлены в виде абсо лютных и относительных показателей. Нормальность распределения проверяли с помощью критерия Колмого рова-Смирнова. Для распределения, отличающегося от нормального, вычисляли среднее значение, стандартное отклонение, медиану (Me) и интерквартильный размах (25-й и 75-й процентиль). Данные представлены в виде Me (25%;75%). Для оценки достоверности различий непараметрических показателей использовали U-критерий МаннаУитни. Для исследования взаимосвязи двух переменных применяли коэффициент корреляции Пирсона (r). Ста ти стически достоверными считали значения при p
Результаты
В исследование были включены 70 пациентов с язвенным колитом (43 женщины и 27 мужчин; средний возраст – 40,0±14,4 лет) (табл. 1). Средняя длительность анамнеза язвенного колита – 7,2±7,0 лет. Тотальное поражение диагностировано у 55 (78,6%) больных, левостороннее – у 15 (21,4%). Хроническое рецидивирующее течение язвенного колита наблюдалось у 29 (41,4%) пациентов, хроническое непрерывное – у 38 (54,3%), острое – у 3 (4,3%). Эндоскопическую активность заболевания оценивали на основании классификации Schroeder. Ремиссия язвенного колита выявлена у 18 (25,7%) больных, минимальная активность – у 31 (44,3%), умеренная – у 18 (25,7%), выраженная – у 3 (4,3%).
| Показатели | Значение |
|---|---|
| Примечание: 5-АСК – 5-аминосалициловая кислота, ГКС – глюкокортикостероиды, АЗА – азатиоприн, ГИБП – генно-инженерные биологические препараты | |
| Женщины, n (%) | 43 (61,4) |
| Средний возраст, годы | 40,0±14,4 |
| Длительность анамнеза, годы | 7,2±7,0 |
| Протяженность поражения, n (%) | |
| тотальное | 55 (78,6) |
| левостороннее | 15 (21,4) |
| Течение заболевания, n (%) | |
| острое | 3 (4,3) |
| хроническое рецидивирующее | 29 (41,4) |
| хроническое непрерывное | 38 (54,3) |
| Эндоскопическая активность, n (%) | |
| ремиссия | 18 (25,7) |
| минимальная | 31 (44,3) |
| умеренная | 18 (25,7) |
| выраженная | 3 (4,3) |
| Лечение, n (%) | |
| 5-АСК | 33 (47,1) |
| 5-АСК + ГКС | 10 (14,3) |
| 5-АСК + АЗА | 15 (21,4) |
| ГИБП + АЗА | 12 (17,1) |
Группу сравнения составили 50 пациентов (30 женщин и 20 мужчин, средний возраст 54,5±13,6 лет). У 26 (52,0%) из них при эндоскопии диагностировали бессимптомные дивертикулы ободочной кишки, а у 24 (48,0%) – синдром раздраженного кишечника.
Методом ПЦР в режиме реального времени в полученных материалах выделены микроорганизмы, относящиеся к домену Bacteria, четырем основным (Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria и Proteobacteria) и двум редко встречающимся (Fusobacteria и Verrucomicrobia) типам, а также к домену Archaea (филотип Euryarchaeota). Систематика и распределение микроорганизмов в иерархическом порядке согласно таксономическим группам выполнены с использованием базы данных Национального центра биотехнологической информации США (табл. 2) [5].
| Домен | Тип | Класс | Порядок | Семейство | Род | Вид |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Bacteria | Actinobacteria | Actinobacteria | Bifidobacteriales | Bifidobacteriaceae | Bifidobacterium | |
| Coriobacteriia | Coriobacteriales | Coriobacteriaceae | ||||
| Bacteroidetes | Bacteroidia | Bacteroidales | Bacteroidaceae | Bacteroides | ||
| Odoribacteraceae | Butyricimonas | |||||
| Prevotellaceae | Prevotella | |||||
| Rikenellaceae | Alistipes | |||||
| Tannerellaceae | Parabacteroides | |||||
| Firmicutes | Bacilli | Bacillales | Staphylococcaceae | Staphylococcus spp. | ||
| Lactobacillales | Enterococcacaea | Enterococcus spp. | ||||
| Clostridia | Clostridiales | Hungateiclostridiaceae | Mageeibacillus | M. indolicus | ||
| Lachnospiraceae | Blautia | C. (Blautia) coccoides gr | ||||
| Peptostreptococcaceae | Clostridioides unclassified | C. difficile gr | ||||
| Ruminococcaceae | Ruminococcaceae | C. leptum gr+ | ||||
| Erysipelotrichia | Erysipelotrichales | Erysipelotrichaceae | C. leptum gr- | |||
| Negativicutes | Veillonellales | Veillonellaceae | Dialister | |||
| Megasphaera | ||||||
| Allisonella | ||||||
| Veillonella | ||||||
| Tissierellia | Tissierellales | Peptoniphilaceae | Anaerococcus spp. | |||
| Fusobacteria | Fusobacteriia | Fusobacteriales | Fusobacteriaceae | |||
| Proteobacteria | Betaproteobacteria | Burkholderiales | Sutterellaceae | Sutterella wadsworthensis | ||
| Gammaproteobacteria | Pseudomonadales | Pseudomonadaceae | Pseudomonas spp. | |||
| Enterobacterales | Enterobacteriaceae | Escherichia | E. coli | |||
| Deltaproteobacteria | Desulfovibrionales | Desulfovibrionaceae | Desulfovibrio | |||
| Epsilonproteobacteria | Campylobacterales | Helicobacteraceae | Helicobacter spp. | |||
| Campylobacteriaceae | Campylobacter spp. | |||||
| Oligoflexia | Bdellovibrionales | Bdellovibrionaceae | Bdellovibrio | |||
| Verrucomicrobia | Verrucomicrobiae | Verrucomicrobiales | Akkermansiaceae | Akkermansia | A. muciniphila | |
| Archaea | Euryarcheota | Methanobacteria | Methanobacteriales | Methanobacteriaceae | Methanobrevibacter |
Общая бактериальная масса в образцах фекалий пациентов с язвенным колитом составила 6,55 log (ГЭ/обр.). Основу просветной микробиоты в основной группе составили представители типа Firmicutes (46,7%), доля которых в 2 раза превышала таковую Bacteroidetes (21,7%) (рис. 1). Главными бактериями фекального микробного сообщества были Bacteroides spp., Clostridium leptum group+ и Clostridium coccoides group, а также Streptococcus spp, Clostridium leptum group-, Erysi pe lotrichaceae, Veillonellaceae (Dialister + Alisonella + Mega spherae + Veillonella), Parabacteroides spp. и Alistipes spp. (рис. 2). Далее по численности расположились представители типа Proteobacteria (19,5%) с основной бактерией E. coli и типа Actinobacteria (10,1%), включающие Bifido bacterium spp. и Coriobacteriia. Филотипы Verrucomicrobia (1,4%), Fusobacteria (0,5%) и Eury arc haeota (0,1%) имели наименьшее представительство (рис. 1).
Рис. 1. Распределение (%) типов микроорганизмов в полученных образцах. *Другие: Actinobacteria, Fusobacteria, Verrucomic robia, Euryarchaeota
Согласно филотипической принадлежности бактерии в образцах слизистой оболочки толстой кишки при язвенном колите расположились следующим образом в порядке убывания: Firmicutes (46,3%), Bacteroidetes (23,8%), Proteobacteria (17,1%), Actinobacteria (9,9%), Fusobacteria (1,8%) и Verrucomicrobia (1,1%) (рис. 1). Общая бактериальная масса составила 4,47 log (ГЭ/обр.).
Относительное количество микроорганизмов, нормированное на ОБМ, в составе фекальной и пристеночной микробиоты пациентов с язвенным колитом приведено на рис. 2 и 3. В составе пристеночного микробиома пациентов основной группы преобладали Bacteroides spp., Clostridium coccoides group, Clostridium leptum group+, Streptococcus spp, Clostridium leptum group(рис. 3).
Рис. 2. Относительное количество микроорганизмов, нормированное на ОБМ, в составе фекальной микробиоты пациентов с язвенным колитом 
Рис. 3. Относительное количество микроорганизмов, нормированное на ОБМ, в составе пристеночной микробиоты пациентов с язвенным колитом
При сравнении бактериального состава пристеночной (биоптаты толстой кишки) и просветной (образцы фекалий) микробиоты пациентов с язвенным колитом существенных различий по основным представителям не выявили (p>0,05).
На предыдущем этапе исследования у пациентов с язвенным колитом не выявлено статистически достоверной разницы состава пристеночной микробиоты в зависимости от течения заболевания, протяженности поражения толстой кишки, а также между пораженным и непораженным участком толстой кишки при левосторонней локализации воспалительного процесса (p>0,05) [6].
Эндоскопическая активность воспалительных заболеваний кишечника играет важную роль в оценке тяжести атаки заболевания, определении дальнейшей тактики ведения и лечения пациента. Микробный состав у пациентов с ремиссией воспалительного процесса был более разнообразным по сравнению с таковым у больных с минимальной и умеренной активностью (p ТАБЛИЦА 1. Классификация идиопатических интерстициальных пневмоний (ИИП) ATS/ERS (2013 г.) [1]
ремиссия (1)
активность (2)
активность (3)
У пациентов как основной группы, так и группы сравнения в пристеночной микробиоте преобладали представители типа Firmicute. При язвенном колите в наибольшем количестве в образцах слизистой оболочки толстой кишки были выявлены бактерии типа Bacteroidetes рода Bacteroides и в меньшем количестве – Clostridium leptum group+, Streptococcus spp. и Clostridium coccoides group. Количество Clostridium coccoides group было снижено при наличии воспаления (р=0,0000). Представители семейства Veillonellaceae (Dialister + Alisonella + Megaspherae + Veillonella) преобладали в образцах слизистой оболочки толстой кишки при язвенном колите (р=0,0000). Количество Clostridium difficile group, Escherichia coli и Akkermansia muciniphila достоверно не отличалось в двух группах (табл. 4). Вероятно, данные микроорганизмы не принимают активного участия в воспалительном ответе при язвенном колите.
Обсуждение
Данные об изменении соотношения филотипов бактерий при ВЗК в целом и при язвенном колите в частности несколько противоречивы. В достаточно крупном исследовании D. Frank и соавт. [7], опубликованном в 2007 г., было проведено 16S секвенирование рРНК в образцах биоптатов толстой кишки у 68 пациентов с болезнью Крона, 61 пациента с язвенным колитом и 61 пациента контрольной группы. У пациентов с ВЗК выявлено увеличение количества представителей типа Proteobacteria и снижение количества Firmicutes и Bacteroidetes. В нашем исследовании в составе пристеночной и просветной микробиоты при язвенном колите преобладали три типа бактерий: Firmicutes, Bacteroidetes и Proteobacteria. При этом состав фекальной и пристеночной биоты отличался незначительно.
Неоднозначны данные об участии бактерий рода Bacteroides в развитии воспаления. Представители этого рода, вероятно, связаны с деградацией муцина и усиленным воспалительным ответом слизистой оболочки. В предыдущих исследованиях было выявлено увеличение количества представителей рода Bacteroides в биоптатах толстой кишки при язвенном колите по сравнению с контрольной группой [8,9]. Согласно последним данным, роду Bacteroides отводится значительная роль в формировании воспалительного ответа. А. Altomare и соавт. [10] предложили использовать увеличение количества Bacteroides в биоптатах толстой кишки в качестве биомаркера ВЗК. В нашем исследовании количество представителей рода Bacteroides в биоптатах толстой кишки пациентов основной группы превышало таковое в группе сравнения (p
Заключение
В данной работе проведена комплексная оценка микробного состава как полостной, так и пристеночной биоты с помощью ПЦР в режиме реального времени при различных протяженности поражения толстой кишки, течении, эндоскопической активности и схемах лечения язвенного колита в российской популяции. Новая информация об изменениях микробиоты толстой кишки необходима для лучшего понимания патогенеза язвенного колита и в будущем может стать основой для разработки оптимальных схем обследования и консервативного лечения пациентов.
Ученые нашли в кишечнике бактерии, которые способствуют долголетию
Люди, достигшие 100-летнего возраста, имеют в кишечнике повышенное содержание уникальных бактерий Odoribacteraceae. Они останавливают рост других более опасных бактерий, вызывающих заболевания, путем выработки уникальных антимикробных желчных кислот.
К такому открытию пришли ученые из Медицинской школы Университета Кейо в Токио, Япония, пишет Daily Mail. В частности, в ходе экспериментов было обнаружено, что в кишечнике долгожителей присутствует больше таких бактерий, чем у людей старше восьмидесяти лет, а также у гораздо более молодых людей.
Однако причину такого явления ученым установить не удалось.
«Возможно, генетические факторы и диета повлияли на состав микробиоты кишечника. Эти бактерии также могут быть унаследованы, но у нас нет данных, указывающих на это», – отметил автор исследования профессор Кения Хонда.
Также не удалось установить, являются ли Odoribacteraceae врожденными или приобретенными ближе к 100 годам.
В ходе исследования, ученые изучили три группы японцев – 160 человек в возрасте от 90 до 100 лет, 112 пожилых людей (в возрасте от 85 до 89 лет) и 47 молодых людей (в возрасте от 21 до 55 лет). В результате было уставлено что, долгожители обогащены кишечными микробами, способными вырабатывать уникальную желчную кислоту, по сравнению с пожилыми и молодыми людьми. Эта кислота, известная как изоалло-литохолевая кислота (isoalloLCA), уже продемонстрировала антимикробное действие против ряда кишечных патогенов.
При этом сохранению здоровья и увеличению продолжительности жизни способствует и развитие творческих способностей. Исследования показывают, что пение, игра в театре и изобразительное искусство могут быть ключом к здоровому старению. Под творчеством ученые подразумевают не только классические виды искусства, но и внимание к деталям, умение заметить необычное в привычных вещах – так называемое повседневное творчество.
Кроме того, международная команда ученых из Сингапура, США и России обнаружила, что если человек будет проживать жизнь с наименьшим количеством факторов стресса, включая болезни и различные опасности, предел его долголетия сможет достигать от 120 до 150 лет. В таком случает к смерти приводило бы естественное угасание и постепенная потеря способности к восстановлению жизненных функций.
В Турции 27 июня женщина отметила свой 119-й день рождения. Долгожительница может стать самой старой в мире.
Биолог Эндрю Стил назвал семь привычек, которые могут замедлить процесс старения. Кроме того, специалист считает, что достаточно даже десяти минут ежедневных регулярных прогулок, чтобы получить положительный эффект.
Долгожители отличаются кишечными микробами
Желудочная микрофлора столетних людей защищает их от потенциально опасных бактерий.
Сотрудники Университета Кэйо пишут в Nature, что у тех, кому повезло преодолеть столетний рубеж, кишечная микрофлора заметно отличается от микрофлоры тех, кто помоложе. В исследовании участвовали 160 человек, средний возраст которых составлял 107 лет. (долгожители не всегда настоящие, лишние годы у них появляются порой из-за неразберихи в бумагах или же ввиду откровенного обмана; но, надо надеяться, что в данном случае авторы работы все эти подводные камни учли.) Кишечных бактерий столетних людей сравнивали с бактериями тех, кому было от 85 до 89 лет, а также с бактериями тех, кому было от 21 до 55 лет.
Некоторые группы микробов у долгожителей были в большем изобилии, чем у людей из двух других возрастных групп; а некоторых микробов, наоборот, было заметно меньше. Все бактерии выделяют какие-то вещества, образующиеся в ходе бактериального обмена веществ; соответственно, у микрофлоры долгожителей метаболическая картина должна была как-то отличаться. Исследователи обратили внимание, что среди бактериальных веществ, которые выделяла микрофлора столетних людей, было особенно много так называемых вторичных желчных кислот. Мы знаем, что желчные кислоты синтезируются в печени, накапливаются в желчном пузыре и из него поступают в кишечник, где помогают всасываться различным жирам и жирорастворимым витаминам.
Но когда желчные кислоты поступают в кишечник, их здесь химически модифицируют местные бактерии – так получаются вторичные желчные кислоты. У тех, кто перешёл столетний рубеж, особенно много было вторичной желчной кислоты под названием изоаллолитохолевая кислота, которая образуется благодаря бактериям из рода Odoribacteraceae. Вторичные желчные кислоты выполняют отчасти те же задачи, что и первичные. Но не только: у изоаллолитохолевой кислоты, например, обнаружились антимикробные свойства. Она подавляла рост потенциально патогенных бактерий, таких, как Clostridium difficile, которая вызывает диарею и воспаление кишечника. Также эта кислота действовала против некоторых бактерий, ставших устойчивых к антибиотику ванкомицину.
Можно предположить, что долгожители потому стали долгожителями, что их микрофлора поддерживает кишечник здоровым, защищая его от нежелательных микробов. От состояния желудочно-кишечного тракта у нас зависит очень много – именно от него во многом зависит долгая здоровая жизнь. Но вряд ли стоит весь секрет долгожительства относит только на счёт правильной микрофлоры. Кроме того, сами авторы работы указывают, что они не знают, почему у долгожителей оказался такой состав кишечных бактерий – то ли благодаря какой-то диете, то ли благодаря особенностям иммунитета.
Наконец, пока что мы увидели только то, что микрофлора у долгожителей отличается от микрофлоры людей помоложе, и о причинно-следственных связях тут стоит говорить с большой осторожностью. Но в любом случае новые данные помогут понять, как бороться с опасными бактериями в кишечнике, даже если человеку не исполнилось ещё ста лет.