Диагностическое значение микробиоты кишечника как одного из ведущих факторов в развитии язвенного колита на фоне сахарного диабета 2-го типа

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Частота встречаемости язвенного колита (ЯК) в структуре гастроэнтерологической патологии неуклонно растет. Наличие коморбидных состояний, в том числе сахарного диабета 2-го типа (СД 2), способствует развитию осложненных форм ЯК. Прогрессирующее течение, резистентность к основным группам лекарственных средств ведут к инвалидизации трудоспособного населения. Поиск новых диагностических маркеров может способствовать своевременному началу терапии, что сократит сроки наступления клинической и эндоскопической ремиссии.

Цель – оценить биоразнообразие микробиоты кишечника у пациентов с ЯК и СД 2.

Материал и методы. Проводилось 16S рРНК секвенирование микробиоты кишечника у 100 пациентов (80 – пациенты с ЯК и СД 2, 20 – пациенты с ЯК, 20 – соматически здоровые пациенты). Диагноз ЯК верифицировался с помощью лабораторных и инструментальных методов исследования. Средний возраст обследуемых групп пациентов составил 50,1 ± 8,3 года.

Результаты. В исследуемой группе преобладали пациенты с ЯК легкой степени тяжести. При оценке кишечной микробиоты у пациентов с ЯК и СД 2 выявлено достоверно значимое увеличение количественного содержания родов бактерий, участвующих в углеводном обмене (Akkermansia, Dorea, Collinsella, Lachnospira). Отмечена взаимосвязь между представителями метан-продуцентов и наличием воспалительного процесса при ЯК, увеличение условно-патогенного и патогенного кластера.

Заключение. У пациентов с ЯК установлено увеличение количества представителей Firmicutes по сравнению с группой контроля. При этом возрастание значений численности метан-продуцирующих бактерий может являться одним из неинвазивных критериев оценки тяжести ЯК на фоне СД 2. Полученные сведения, указывающие на новые потенциальные механизмы развития ЯК, могут послужить основой для усовершенствования диагностики и лечения этой патологии при наличии коморбидных состояний.

Об авторах

Светлана Николаевна Лагутина

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: svlagutina97@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3730-5265

ассистент кафедры поликлинической терапии

Россия, Воронеж

Анна Александровна Пашкова

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко» Минздрава России

Email: zuikova-therapia@vrngmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-5378-4959

д. м. н., профессор, заведующая кафедрой поликлинической терапии

Россия, Воронеж

Василиса Валерьевна Дудурич

ООО «Сербалаб»

Email: vasilisadudurich@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-6271-5218

научный сотрудник мегафакультета «Наука о жизни» Университета ИТМО, руководитель отдела метагеномных исследований генетической лаборатории

Россия, г. Санкт-Петербург

Лаврентий Глебович Данилов

ООО «Сербалаб»; ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный университет»

Email: lavrentydanilov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-4479-3095

руководитель отдела «Биоинформатика» лаборатории

Россия, г. Санкт-Петербург; г. Санкт-Петербург

Екатерина Дмитриевна Ермаченко

ООО «Сербалаб»

Email: ermachenkoed@mail.ru

руководитель группы разработки лаборатории ПЦР, старший биотехнолог лаборатории

Россия, г. Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Тикунов А.Ю., Морозов В.В., Швалов А.Н. с соавт. Изменение кишечного микробиома пациентов с язвенным колитом после трансплантации кишечной микробиоты. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020; 24(2): 168–175. [Tikunov A.Y., Morozov V.V., Shvalov A.N. et al. Fecal microbiome change in patients with ulcerative colitis after fecal microbiota transplantation. Vavilovskiy zhurnal genetiki i selektsii = Vavilov Journal of Selection Genetics. 2020; 24(2): 168–175 (In Russ.)]. https://doi.org/10.18699/VJ20.610. EDN: LDIGAJ.
  2. Ситкин С.И., Вахитов Т.Я., Ткаченко Е.И. с соавт. Микробиота кишечника при язвенном колите и целиакии. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2017; (1): 8–30. [Sitkin S.I., Vakhitov T.Ya., Tkachenko E.I. et al. Gut microbiota in ulcerative colitis and celiac disease. Eksperimentalnaya i klinicheskaya gastroenterologiya = Experimental and Clinical Gastroenterology. 2017; (1): 8–30 (In Russ.)]. EDN: ZFVTVN.
  3. Лагутина С.Н., Зуйкова А.А. Особенности биоразнообразия кишечной микробиоты у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника и метаболическими нарушениями (обзор литературы). Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины. 2023; 38(2): 57–63. [Lagutina S.N., Zuikova A.A. Features of intestinal microbiota biodiversity in patients with inflammatory intestinal diseases and metabolic disorders (literature review). Sibirskiy zhurnal klinicheskoy i eksperimentalnoy meditsiny = The Siberian Journal of Clinical and Experimental Medicine. 2023; 38(2): 57–63 (In Russ.)]. https://doi.org/10.29001/2073-8552-2023-38-2-57-63. EDN: NERIZC.
  4. Купаева В.А., Лоранская И.Д., Болдырева М.Н. Профиль пристеночного и полостного микробиома кишечника пациентов с язвенным колитом. Клиническая фармакология и терапия. 2020; 29(3): 49–54. [Kupaeva V.A., Loranskaya I.D., Boldyreva M.N. Intestinal and fecal microbiome in patients with ulcerative colitis. Klinicheskaya farmakologiya i terapiya = Clinical Pharmacology and Therapy. 2020; 29(3): 49–54 (In Russ.)]. https://doi.org/10.32756/0869-5490-2020-3-49-54. EDN: FYENHN.
  5. Ghavami S.B., Rostami E., Sephay A.A. et al. Alterations of the human gut Methanobrevibacter smithii as a biomarker for inflammatory bowel diseases. Microb Pathog. 2018; 117: 285–89. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2018.01.029. PMID: 29477743.
  6. Zheng M., Han R., Yuan Y. et al. The role of Akkermansia muciniphila in inflammatory bowel disease: Current knowledge and perspectives. Front Immunol. 2023; 13: 1089600. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.1089600. PMID: 36685588. PMCID: PMC9853388.
  7. Данилова Н.А., Абдулхаков С.Р., Григорьева Т.В. с соавт. Маркеры дисбиоза у пациентов с язвенным колитом и болезнью Крона. Терапевтический архив. 2019; 91(4): 13–20. [Danilova N.A., Abdulkhakov S.R., Grigoryeva T.V. et al. Markers of dysbiosis in patients with ulcerative colitis and Crohn’s disease. Terapevticheskiy arkhiv = Therapeutic Archive. 2019; 91(4): 13–20 (In Russ.)]. https://doi.org/10.26442/00403660.2019.04.000211. EDN: ZERHUD.
  8. Лазебник Л.Б., Конев Ю.В. Новое понимание роли микробиоты в патогенезе метаболического синдрома. Consilium Medicum. 2014; 16(8): 77–82. [Lazebnik L.B., Konev Yu.V. New understanding of the role of microbiota in the pathogenesis of metabolic syndrome. Consilium Medicum. 2014; 16(8): 77–82 (In Russ.)]. EDN: SNHVPP.
  9. Бикбавова Г.Р., Ливзан М.А. Системное воспаление и кардиоваскулярные риски у больных воспалительными заболеваниями кишечника: что необходимо учитывать? Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2021; (6): 112–120. [BIkbavova G.R., Livzan M.A. Cardiovascular risks in patients with inflammatory bowel disease: What should be taken into account? Eksperimentalnaya i klinicheskaya gastroenterologiya = Experimental and Clinical Gastroenterology. 2021; (6): 112–120 (In Russ.)]. https://doi.org/10.31146/1682-8658-ecg-190-6-112-120. EDN: LILMEV.
  10. Баранцевич Н.Е., Конради А.О., Баранцевич Е.П. Артериальная гипертензия: роль микробиоты кишечника. Артериальная гипертензия. 2019; 25(5): 460–66. [Barantsevich N.E., Konradi A.O., Barantsevich E.P. Arterial hypertension: The role of gut microbiota. Arterial’naya gipertenziya = Arterial Hypertension. 2019; 25(5): 460–66 (In Russ.)]. https://doi.org/10.18705/1607-419X-2019-25-5-460-466. EDN: DTOCTL.
  11. Callahan B.J., McMurdie P.J., Rosen M.J. et al. DADA2: High-resolution sample inference from Illumina amplicon data. Nat Methods. 2016; 13(7): 581–83. https://doi.org/10.1038/nmeth.3869. PMID: 27214047. PMCID: PMC4927377.
  12. Richterich P. Estimation of errors in “raw” DNA sequences: A validation study. Genome Res. 1998; 8(3): 251–59. https://doi.org/10.1101/gr.8.3.251. PMID: 9521928. PMCID: PMC310698.
  13. Qiong W., Garrity M.G., Tiedje M.J., Cole R.J. Naive Bayesian classifier for rapid assignment of rRNA sequences into the new bacterial taxonomy. Appl Environ Microbiol. 2007; 73(16): 5261–67. https://doi.org/10.1128/AEM.00062-07. PMID: 17586664. PMCID: PMC1950982.
  14. Quast C., Pruesse E., Yilmaz P. et al. The SILVA ribosomal RNA gene database project: Improved data processing and web-based tools. Nucleic Acids Res. 2013; 41(Database issue): D590–6. https://doi.org/10.1093/nar/gks1219. PMID: 23193283. PMCID: PMC3531112.
  15. Love C.J., Gubert C., Kodikara S. et al. Microbiota DNA isolation, 16S rRNA amplicon sequencing, and bioinformatic analysis for bacterial microbiome profiling of rodent fecal samples. STAR Protoc. 2022; 3(4): 101772. https://doi.org/10.1016/j.xpro.2022.101772. PMID: 36313541. PMCID: PMC9597187.
  16. Wickham H. ggplot2: Elegant graphics for data analysis. J Stat Softw. 2010; 35(1): 65–88. ISSN: 2197-5744 (electronic). https://doi.org/10.1007/978-3-319-24277-4.
  17. Heinken A., Hertel J., Thiele I. Metabolic modelling reveals broad changes in gut microbial metabolism in inflammatory bowel disease patients with dysbiosis. NPJ Syst Biol Appl. 2021; 7(1): 19. https://doi.org/10.1038/s41540-021-00178-6. PMID: 33958598. PMCID: PMC8102608.
  18. Lupp C., Robertson M.L., Wickham M.E. et al. Host-mediated inflammation disrupts the intestinal microbiota and promotes the overgrowth of Enterobacteriaceae. Cell Host Microbe. 2007; 2(3): 204. https://doi.org/10.1016/j.chom.2007.08.002. PMID: 18030708.
  19. Ohkusa T., Nishikawa Y., Sato N. Gastrointestinal disorders and intestinal bacteria: Advances in research and applications in therapy. Front Med (Lausanne). 2023; 9: 935676. https://doi.org/10.3389/fmed.2022.935676. PMID: 36825261. PMCID: PMC9941163.
  20. Frost F., Storck L.J., Kacprowski T. et al. A structured weight loss program increases gut microbiota phylogenetic diversity and reduces levels of Collinsella in obese type 2 diabetics: A pilot study. PLoS One. 2019; 14(7): e0219489.
  21. Ситкин С.И., Вахитов Т.Я., Демьянова Е.В. Микробиом, дисбиоз толстой кишки и воспалительные заболевания кишечника: когда функция важнее таксономии. Альманах клинической медицины. 2018; 46(5): 396–425. [Sitkin S.I., Vakhitov T.Ya., Demyanova E.V. Microbiome, gut dysbiosis and inflammatory bowel disease: That moment when the function is more important than taxonomy. Al’manakh klinicheskoy meditsiny = Almanac of Clinical Medicine. 2018; 46(5): 396–425 (In Russ.)]. EDN: YNLTYL. https://doi.org/10.18786/2072-0505-2018-46-5-396-425.
  22. Карпунина Т.И., Галимзянова А.А., Карпунина Н.С., Годовалов А.П. Взаимодействие микробиоты кишечника с организмом хозяина в состоянии эубиоза и дисбиоза. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2023; 214(6): 105–112. [Karpunina T.I., Galimzyanova A.A., Karpunina N.S., Godovalov A.P. “Host-gut microbiota” interactions in a case of eubiosis and dysbiosis. Eksperimentalnaya i klinicheskaya gastroenterologiya = Experimental and Clinical Gastroenterology. 2023; 214(6): 105–112 (In Russ.)]. https://doi.org/10.31146/1682-8658-ecg-214-6-105-112. EDN: JQXMYU.
  23. Seo M., Heo J., Yoon J. et al. Methanobrevibacter attenuation via probiotic intervention reduces flatulence in adult human: A non-randomised paired-design clinical trial of efficacy. PLoS One. 2017; 12(9): e0184547. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0184547. PMID: 28937980. PMCID: PMC5609747.
  24. Ghavami S.B., Rostami E., Sephay A.A. et al. Alterations of the human gut Methanobrevibacter smithii as a biomarker for inflammatory bowel diseases. Microb Pathog. 2018; 117: 285–89. https://doi.org/10.1016/j.micpath.2018.01.029. PMID: 29477743.
  25. Белоусова Е.А., Абдулганиева Д.И., Алексеева О.П. с соавт. Социально-демографическая характеристика, особенности течения и варианты лечения воспалительных заболеваний кишечника в России. Результаты двух многоцентровых исследований. Альманах клинической медицины. 2018; 46(5): 445–463. [Belousova E.A., Abdulganieva D.I., Alexeeva O.P. et al. Social and demographic characteristics, features of disease course and treatment options of inflammatory bowel disease in Russia: Results of two multicenter studies. Al’manakh klinicheskoy meditsiny = Almanac of Clinical Medicine. 2018; 46(5): 445–463 (In Russ.)]. https://doi.org/10.18786/20720505-2018-46-5-445-463. EDN: YNLTZB.
  26. Zhang L., Chu J., Hao W. et al. Gut microbiota and type 2 diabetes mellitus: Association, mechanism, and translational applications. Mediators Inflamm. 2021; 2021: 5110276. https://doi.org/10.1155/2021/5110276. PMID: 34447287. PMCID: PMC8384524.
  27. Maskarinec G., Raquinio P., Kristal B.S. et al. The gut microbiome and type 2 diabetes status in the Multiethnic Cohort. PLoS One. 2021; 16(6): e0250855. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0250855. PMID: 34161346. PMCID: PMC8221508.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Оценка эндоскопической активности у исследованных больных язвенным колитом с использованием индекса Schroeder

Скачать (75KB)
Метаданные
3. Рис.2. Оценка язвенного колита по протяженности поражения в исследованных группах пациентов

Скачать (328KB)
Метаданные
4. Рис.3. Оценка биоразнообразия микробиоты кишечника на уровне типов у включенных в исследование соматически здоровых пациентов и пациентов с язвенным колитом

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис.4. Оценка биоразнообразия микробиоты кишечника на уровне типов у включенных в исследование пациентов с язвенным колитом и сочетанием язвенного колита и сахарного диабета 2-го типа

Скачать (1MB)
Метаданные

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах