РАЗВИТИЕ МИКРОБИОТЫ ПРИ РОЖДЕНИИ

Обмен между матерью и ребенком определяет развитие микробиоты после рождения. Любое нарушение такого обмена повышает риск развития определенных нарушений [1]. Основной причиной дисбиоза, индуцированного во время неонатального периода, являются кесарево сечение, применение антибиотиков и отсутствие или преждевременное прекращение грудного вскармливания (до достижения возраста 4–6 месяцев). С учетом того, что некоторые показания для кесарева сечения и ра- циональное применение антибиотиков нельзя ставить под сомнение, стимулирование материнского грудного вскармливания остается приоритетом для педиатров.

Несколько представленных исследований убедительно подтверждают такое мнение. Например, в работе Саквински (Sakwinski) c соавт. проходили наблюдение 267 детей в возрасте до двух лет. Это продольное исследование показало, что риск респираторной инфекции у младенцев без грудного вскармливания был выше в 3,84 раза. Защитное действие грудного вскармливания связано с тем, что оно модулирует микробиоту, поскольку грудное молоко способствует доминированию бифидобактерий в составе микробиоты, как установлено Бергером (Berger) с соавт. В своем исследовании Бергер (Berger) проанализировал образцы кала, взятые у детей, которых кормили исключительно материнским молоком, в Соединенных Штатах, Бельгии, Италии, Филиппинах и Бангладеш. Исследование показало, что доминирование бифидобактерий встречалось в Соединенных Штатах только у 17 % младенцев по сравнению со средним показателем более чем 70 % в других странах. Эта разница может быть связана с составом грудного молока, материнской микробиотой или другими факторами внешней среды.

Состав микробиоты у недоношенных детей нарушается после разлучения матери и ребенка. Введение в кормление грудного молока может сократить такие нарушения [2]. Так, орофарингеальное введение молозива стимулирует присутствие бифидобактерий, что продемонстрировано Фефербаумом (Feferbaum) с соавт. Кроме того, пастеризация молозива приводит к росту численности Proteobacteria по сравнению с сырым молозивом. В исследовании, проведенном Ямаширо (Yamashiro) и др. в Японии, одновременное введение молозива и Bifidobacterium breve при- вело к ускорению колонизации бифидобактериями пищеварительного тракта и ускорению роста недоношенных детей.

ОЛИГОСАХАРИДЫ ГРУДНОГО МОЛОКА (HMO)

HMO – третий компонент грудного молока [3]. HMO представляют собой преимущественно галактоолигосахариды, влияющие на микробиоту [4]. В последнее время в детские смеси добавляют определенные HMO [5]. На конгрессе было представлено много исследований по этому вопросу. Например, Биния (Binia) с соавт. сообщили, что отсутствие вследствие генетической вариации 2’-фукозилированного HMO в грудном молоке приводит к повышенной частоте респираторных инфекций. Спренгер (Sprenger) с со- авт. сообщил о данных контролируемого рандомизированного исследования, показавших, что такой защитный эффект был связан с тем, что в микробиоте было больше бифидобактерий. Томаси (Tomasi) с соавт. изучил когнитивные способности мышей на основании наличия или отсутствия 6’-сиалиллактозы. Память и пространственная ориентация мышей была лучше, если этот HMO использовался при кормлении молодых мышей.

ТРАНСПЛАНТАЦИЯ ФЕКАЛЬНОЙ МИКРОБИОТЫ

Трансплантация фекальной микробиоты – терапия, которую используют для модулирования и восстановления/перебалансировки микробиоты реципиента в случае дисбиоза. Основным показанием в настоящее время считают рефрактерные или рецидивирующие колиты с Clostridium. В китайском исследовании, проведенном Цангом (Zhang) с соавт. с участием 11 детей, отмечалась эффективность на уровне 64 % после однократного применения, а в других случаях улучшение происходило после 2–3 применений. В другой презентации те же авторы предупреждали о рисках такой трансплантации, особенно у пациентов с иммуносупрессией. О побочных реакциях сообщалось у 25 % пациентов. Реакции были крайне тяжелыми в двух случаях, включая один смертельный исход.

СИМБИОЗ

Возможно, создание симбиоза представляет в будущем более воспроизводимое решение (без подбора доноров) и потенциально менее опасно, чем трансплантация фекальной микробиоты. Во время конгресса пользу симбиоза проиллюстрировало исследование, проведенное в России Ларковой (Larkova) с соавт. (пищевые аллергии) и Лином (Lin) с соавт. (неалкогольные циррозы печени). В последнем исследовании на мышах авторы продемонстрировали защитное влияние симбиоза в профилактике фиброза и стеатоза при высокожировых режимах питания. Кроме того, пробиотики в отдельности оказывают значимое клиническое действие. В рамках конгресса контролируемое рандомизированное исследование по сравнению с группой плацебо, проведенное Бастрюк (Bastruk) и др., подчеркнуло эффективность Lactobacillus rhamnosus GG в облегчении симптомов, связанных с аллергией на коровье молоко. Нарди (Nardi) и др. подтвердили эффективность определенных пробиотиков в снижении продолжительности острого гастроэнтерита; Моретти (Moretti) и др. показал, что они влияют на снижение частоты побочных реакций на антибиотики со стороны ЖКТ, а Ноцерино (Nocerino) и др. сообщил об их воздействии на функциональные нарушения пищеварения у младенцев.

МИКРОБИОТА И ЗАБОЛЕВАНИЯ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОГО ТРАКТА

Симптомы диспепсии очень распространены, и при их появлении часто назначают ингибиторы протонной помпы. Ачарива (Acharyva) с соавт. показал, что у 60 % детей с симптомами нарушения пищеварения, указывающими на заболевания пищевода или желудка, отмечаются бродильные процессы в кишечнике (SIBO). Авторы выдвигают предположение, что у таких пациентов следует в случае отрицательной гастроскопии проводить анализ на глюкозу.

Несколько авторов подчеркнули роль микробиоты при болезни Крона, муковисцидозе и непереносимости лактозы. Однако в систематическом обзоре, который провели Безавада (Bezawada) и др., роль микробиоты при аутизме продемонстрировать не удалось. Равным образом, Люкасик (Lukasik) не смог продемонстрировать связь между неонатальным введением антибиотиков и аутизмом.

СИНДРОМ РАЗДРАЖЕННОГО КИШЕЧНИКА И МИКРОБИОТА

Синдром раздраженного кишечника (СРК) – хроническое заболевание, для которого характерны боль и изменения в консистенции и частоте стула. Целью исследования было изучение влияния состава микробиоты кишечника [1]. Описано сниженное альфа-разнообразие с повышенным соотношением Firmicutes/Bacteroidetes и повышение Streptococcus и Ruminococcus. Хотя к настоящему времени ле- чение СРК пробиотиками окончательно не разра- ботано, во многих исследованиях представлены перспективные результаты. Незначительный избыточный рост бактерий (SIBO) связан с СРК в подгруппе пациентов, и при диагностике SIBO используется дыхательный тест с лактозой/глюкозой.

Во время семинара «Биокодекса» под названием «Основанные на микробиоме стратегии при СРК» профессор Магнус Симрен (Magnus Simren) подчеркнул, что микробиота кишечника в подгруппе пациентов с СРК изменена. Была предложена интегрированная система патофизиологии СРК, подразумевающая, что микробиота кишечника может взаимодействовать с иммунной системой кишечника, эпителиальным барьером и осью «кишечник-мозг». Специфичные отличительные особенности микробиоты кишечника могут быть связаны с тяжестью симптомов СРК. Пробиотики также могут вызывать изменения в висцеральной гиперчувствительности, нервно-мышечной дисфункции, дисбиозе, нарушении кишечного барьера и неспецифическом воспалении. Фактически большинство метаанализов говорит о благотворном влиянии использования пробиотиков при СРК [2]. Остается проблема определения, какой пробиотик полезен для конкретного пациента

Плацебоконтролируемое исследование показало, что Bifidobacterium longum (бывший B. infantis) превосходит плацебо по глобальной оценке облегчения симптомов при СРК всех подтипов [3]. Предлагаемый механизм – нормализация баланса антии провоспалительных цитокинов ИЛ-10 и ИЛ-12.

В недавнем времени предложили диету с низким содержанием FODMAP. Долгосрочное влияние состава микробиоты и влияние питания требуют дальнейших исследований. Ответную реакцию на диету с низким содержанием FODMAP можно прогнозировать по фекальным бактериальным профилям.

На конференции было представлено много интересных исследований, посвященных СРК и микробиоте.

Трансплантация фекальной микробиоты (ТФМ) стала перспективным потенциальным методом лечения СРК. Однако недавний метаанализ [4] не показал различий между плацебо и ТФМ. Основой улучшения результатов может стать доступность супердоноров (здоровых молодых спортивных людей, использовавших антибиотики не чаще 3 раз в жизни), что продемонстрировано в исследовании, представленном М. Эл Салхи (M. El Salhy).

В стендовом докладе, представленном В. Пассананти (V. Passananti), Bifidobacterium infantis продемонстрировано облегчение симптомов у тех, кто не давал ответа на диету с низким содержанием FODMAP. Результаты были одинаковыми и для тяжести, и для частоты возникновения боли и аномального вздутия живота. Кроме того, количество тяжелых случаев СРК снизилось наполовину. Наблюдалось также значимое снижение баллов тревожности (p < 0,005) и депрессии (p < 0,006).

Влияние только пробиотика Saccharomyces boulardii (Sb) или нескольких видов (Lactobacillus casei, L. rhamnosus, L. acidophilus, L. bulgaricus, Bifidobacterium longum и B. brevis) было исследовано у 53 пациентов со вздутием живота и абдоминальной болью и было представлено в исследовании Д. Вера (D. Vera). Оба пробиотика показали уменьшение вздутия живота и интенсивности боли с более высоким влиянием Sb при облегчении абдоминальной боли (p < 0,001).

Воздействие Saccharomyces boulardii (Sb) на СРК D с SIBO положительными пациентами оценивалось Л. Бустос Фернандез (L. Bustos Fernandez). Тенденцию большего снижения по дыхательному тесту ПФК выделения водорода от исходного уровня в группе Sb обнаружили у пациентов с улучшением показателей по IBS-SSS и нормализацией по Бристольской шкале формы кала при сравнении с контрольной группой. Faecalibacterium prausnitzii был представлен в большем количестве при отмеченном клиническом улучшении с Sb; одновременная нормализация стула (+120 %), отрицательный SIBO с улучшением симптомов, связанных с СРК (+400 %), и снижением абдоминальной боли (-76,5 %). Анализ микробиоты показал значимые модификации в Sb и филогенетически связанной линии (Saccharomyces [+27 %], Debaryomyces [-88 %]) и Filobasidium [> 1000 %]). Кроме того, род Penicilium и связанная с ним более высокая клеточная линия встречались после лечения Sb в отрицательных по SIBO образцах в 100 раз чаще.

МИКРОБИОТА И ОЖИРЕНИЕ

Роль микробиоты и ожирение вызывают большой интерес, предполагающий, что определенные профили микробиоты могут повышать способность к аккумулированию энергии.

П. Энк (P. Enck) подчеркивал, что низкое разнообра- зие микробиоты кишечника можно также использовать как биомаркер ожирения и специфичные профили микробиоты подталкивают индивидуумов предпочитать высококалорийную пищу. Предполагают, что такое состояние связано с измененным соотношением Firmicutes/Bacteroidetes, но оно не специфично для ожирения. По последнему метаанализу это предположение не подтвердилось [5].

Для релевантности в качестве предположительного биомаркера ожирения, состав микробиоты должен реагировать на изменения веса, которые не всегда наблюдаются при бариатрической хирургии, и, напротив, изменение микробиоты должно вызывать изменение веса. Пре-/пробиотики и ТФМ не применялись для данной цели.

Несмотря на данные об участии микробиоты кишечника в ожирении, на сегодняшний день обнаружить ее особенности, подходящие в качестве биомаркера, невозможно. На клинические исследования с участием людей влияют ежедневное питание и другие факторы, такие как пробиотики, физическая активность и ТФМ.

МИКРОБИОТА И ОСЬ «МОЗГ – КИШЕЧНИК»

Микробиота кишечника играет роль в детерминировании психического здоровья, поэтому является мишенью для так называемых психобиотиков. Использование пробиотиков, пребиотиков, диеты, ТФМ и изменения микробных сообществ и метаболитов представляет собой интереснейшую область исследований расстройств, обусловленных стрессом.

Дж. Кларк (G. Clarke) представил исследования, показавшие, что микробиота кишечника может модулировать объем миндалевидного тела и у безмикробных животных наблюдается дендритная гипертрофия нейронов базолатерального комплекса. Серотонин и триптофан, предшественник серотонина, играют роль в оси «мозг-кишечник». Микробиота может регулировать серотонинергическую систему гиппокампа, а истощение триптофана нормализует депрессивно-подобное поведение. Изменение микробиоты также связано с вызванным стрессом депрессивным поведением у крыс, а восстановление уровней Lactobacillus в кишечнике нормализовало вызванное стрессом поведение и улучшало выработку серотонина. Сниженное бактериальное разнообразие при депрессии представлено также понижением Prevotella. Поведение, подобное ангедонии, тревожность и профиль метаболизм триптофана могут передаться через микробиоту кишечника. В работе, представленной Дж. Кларком (G. Clarke), показано, что B. longum мог играть роль антидепрессанта у крыс и снижать стрессовый ответ у здоровых волонтеров.

ЧТО УЖЕ ИЗВЕСТНО ПО ДАННОЙ ТЕМЕ?

Для классификации тяжести ЯК у детей используются клинические, биологические и/или эндоскопические шкалы, такие как PUCAI (педиатрический индекс активности язвенного колита). Тяжесть течения болезни можно классифицировать по шкале как легкую (PUCAI 10–30), от средней до тяжелой (35–60) или как тяжелую/острую (≥ 65). 5-аминосалицилаты могут быть эффективны при слабых формах, а при заболевании средней тяжести используют кортикостероиды, хотя некоторые дети становятся зависимыми от стероидов и им требуется усиление терапии иммуномодуляторами или анти-ФНОα.

Однако нет проспективного исследования, в котором бы оценивался ответ на стандартизированную терапию при впервые диагностированном ЯК.

КАКОВЫ ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ЭТОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ?

В 2012–2015 гг. 467 детей в возрасте 4–17 лет были отобраны для участия в этом проспективном многоцентровом исследовании, проведенном в 29 исследовательских центрах Соединенных Штатах 11 и Канады (рисунок 1). Первичным исходом была ремиссия на 52 неделе, определенная по баллу PUCAI < 10, на фоне терапиитолько месалазином (без кортикостероидов и колэктомии). На исходном уровне степень тяжести была определена как легкая (терапия месалазином или пероральными кортикостероидами с PUCAI < 45) или от средней до тяжелой (пероральные кортикостероиды с PUCAI ≥ 45 или внутривенные кортикостероиды). В добавление к обычным клиническим и биологическим параметрам в этом исследовании перед началом лечения также оценивали экспрессию генов из биоптатов прямой кишки, а также ректальную и фекальную микробиоту.

428 детей начали терапию: средний возраст составил 12,7 года, 50 % женского пола, 42 % с забо- леванием легкой степени тяжести (среднее PUCAI 31,9 ± 12,1 СО), 58 % с заболеванием от средней степени до тяжелого (среднее PUCAI 62,9 ± 13,2 СО). На 52-й неделе 150 (38 %) из 400 оцениваемых испытуемых достигли ремиссии без кортикостероидов, из них у 80 (49 %) было заболевание легкой степени, у 70 (30 %) было заболевание от средней степени тяжести до тяжелого (таблица 1). Клинические, биологические и эндоскопические параметры, связанные с ремиссией без кортикостероидов, были валидированы в независимой проспективной когорте из 307 детей. Следует отметить, что ремиссия без кортикостероидов при заболевании от средней степени тяжести до тяжелого была достигнута к 16-й неделе (после чего достичь ее было невозможно), тогда как при легком течении заболевания ее можно было достичь вплоть до 52-й недели. Кроме того, даже пациенты с очень тяжелым заболеванием могли достигнуть ремиссии без кортикостероидов к 52 неделе (41/133 [31 %] с PUCAI ≥ 65), и, напротив, некоторые пациенты с легкой степенью тяжести заболевания получали анти-ФНОα на 52-й неделе (13/90 [14 %] с PUCAI < 35).

Авторы определили 33 гена, которые различным образом экспрессировались у пациентов с заболеванием от средней до тяжелой степени тяжести, достигших ремиссии без кортикостероидов (n = 51) или не достигших (n = 101). Из этих генов 18 генов, связанные с клеточным транспортом и ионными каналами, были активированы, а 15 генов, участвовавшие в антибактериальном ответе, были подавлены (рисунок 2). Наиболее сильную отрицательную корреляцию с ремиссией без кортикостероидов на 52-й неделе показал сигнальный путь антибактериальной α-за- щиты. Однако все 33 гена имели отрицательную корреляцию с необходимостью терапевтического усиления анти-ФНОα.

КАКОЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИМЕЮТ ЭТИ РЕЗУЛЬТАТЫ?

Важно иметь в виду прогностические факторы ремиссии без кортикостероидов и эскалационной терапии, определяемые по многофакторному анализу.

Прогностическими факторами ремиссии без кортикостероидов на 52-й неделе были:

• PUCAI < 45, Hb ≥ 10 г/дл;
• ремиссия в течение 4 недель;
• низкая экспрессия антибактериальных генов;
• повышенное относительное содержание Ruminococcaceae и сокращение Sutterella.

Прогностическими факторами усиления до терапии анти-ФНОα были:

• общий балл Maйo ≥ 11;
• количество эозинофилов в биоптатах прямой кишки < 32 в поле зрения при высоком разрешении;
• 25OH витамин D < 20 нг/мл;
• Hb < 10 г/дл;
• отсутствие ремиссии в течение 4 недель;
• сокращение генов, участвующих в транспорте, и антибактериальных генов;
• пониженное сравнительное содержание Oscillospira.

ЧТО УЖЕ ИЗВЕСТНО ПО ДАННОЙ ТЕМЕ?

Болезнь Паркинсона – тяжело протекающее неврологическое заболевание, от которого страдает более 1 % населения мира в возрасте 60 лет и выше. Основное лекарство, которое используют для лечения болезни Паркинсона, – леводопа (L-дофа) [2]. Для эффективного воздействия, L-дофа должна попасть в головной мозг, где фермент человеческого организма декарбоксилаза ароматических аминокислот (AADC) превратит его в нейротрансмиттер дофамин. Однако желудочно-кишечный тракт также является основным местом декарбоксилирования L-дофы, и ее метаболизм представляет собой проблему, поскольку дофамин, образовавшийся на периферии, не может пересечь гематоэнцефалический барьер и вызывает нежелательные побочные эффекты. Таким образом, L-дофу вводят одновременно с лекарствами, блокирующими периферический метаболизм, включая ингибитор AADC карбидопу. Даже с этими лекарствами до 56% L-дофа не достигает головного мозга. Кроме того, эффективность и побочные эффекты лечения L-дофой крайне неоднородны у пациентов с болезнью Паркинсона, и их вариабельность нельзя полностью объяснить различиями в метаболизме хозяина. Предыдущие исследования у людей и на животных моделях продемонстрировали, что микробиота кишечника может метаболизировать L-дофу [3]. Основной предлагаемый путь включает первичное декарбоксилирование L-дофы до дофамина, после чего следует превращение дофамина в m-тирамин с помощью реакции дегидроксилирования.

Хотя продемонстрировано, что эти метаболические процессы происходят в комплексных образцах микробиоты кишечника, неизвестны отдельные микроорганизмы, гены и ферменты, отвечающие за это. Неясно также влияние, оказываемое таргетированными для хозяина ингибиторами, такими как карбидопа, на метаболизм L-дофы в кишечной микрофлоре. В качестве первого этапа по отношению к пониманию действия микробиоты кишечника на терапию болезни Паркинсона, авторы решили выявить молекулярную основу метаболизма L-дофы и дофамина кишечной микробиотой.

КАКОВЫ ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ЭТОМУ ИССЛЕДОВАНИЮ?

Авторы выдвинули гипотезу, что декарбоксилирование L-дофы потребовало бы зависимого от пиридоксальфосфата (PLP) фермента. Они получили геномы кишечных бактерий и идентифицировали консервативную тирозин декарбоксилазу (TyrDC) в Enterococcus faecalis (рисунок 1A). Генетические и биохимические эксперименты показали, что TyrDC одновременно декарбоксилирует как L-дофу, так и ее предпочтительный субстрат, тирозин. Затем они использовали обогащенное культивирование, чтобы выделить дофамин-дегидроксилирующий штамм Eggerthella lenta (рисунок 1A). Транскриптомный анализ показал, что ферментом, отвечающим за эту активность, является зависимая от молибденового кофактора дегидроксилаза дофамина (Dadh). Неожиданно, что присутствие этого фермента в геномах кишечных бактерий не коррелировало с метаболизмом дофамина. Вместо этого, об активности предупреждал однонуклеотидный полиморфизм (SNP) в гене dadh. Метаболизм L-дофы по этому пути был различным у разных субъектов (рису- нок 1B). В кишечной микробиоте пациентов с болезнью Паркинсона содержание E. faecalis, TyrDC и SNP dadh коррелировало с метаболизмом L-дофы и дофамина, что подтверждает существование такой связи. Авторы затем продемонстрировали, что ингибитор человеческого AADC карбидопа оказывал лишь минимальное влияние на декарбоксилирование L-дофы E. faecalis и был полностью неэффективен в образцах комплексной кишечной микробиоты пациентов, что подтверждает, что это средство, вероятно, не предотвращает микробный метаболизм L-дофы in vivo. Учитывая предпочтительность TyrDC в отношении тирозина, авторы проверили «имитатор» тирозина и идентифицировали (S)-α-фторметилтирозин (AFMT) в качестве селективного ингибитора декарбоксилирования L-дофы бактериями кишечника. Совместное вве- дение AFMT с L-дофой и карбидопой мышам, колонизированным E. faecalis, повышало концентрацию L-дофы в сыворотке крови.

КАКОЕ ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИМЕЮТ ЭТИ РЕЗУЛЬТАТЫ?

Эти данные показывают, что кишечная микробиота может метаболизировать L-дофу и тем самым влиять на эффективность и побочное действие этого лекарственного средства. Исследование показывает перспективы открытия прогностических биомаркеров эффективности и токсичности L-допы. Кроме того, поскольку известны базовые молекулярные механизмы, имеется возможность использовать специфичные ингибиторы кишечного микробного метаболизма L-дофы у пациентов, чья микробиота содержит бактерии, оказывающие неблагоприятное воздействие.

ОЖИРЕНИЕ, МЕТАБОЛИЧЕСКИЙ СИНДРОМ И ДИАБЕТ 

Мы наблюдаем по всему миру эпидемию ожирения, которую ни одна страна пока не способна победить. Общая распространенность ожирения в США и многих странах ЕС утроилась с 1980-х годов, став одной из крупнейших проблем здравоохранения XXI века (http://www.who.int). Действительно, ожирение демонстрирует высокие уровни коморбидности и явля- ется основным фактором риска развития различных неинфекционных заболеваний. Вызванную ожирением резистентность к инсулину считают ключевым фактором в развитии MetS, который часто прогрессирует до потери β-клеток поджелудочной железы, что в итоге является причиной начала T2DM [1].

МЕТАБОЛИЧЕСКОЕ ВОСПАЛЕНИЕ: ПУТЬ ОТ ОЖИРЕНИЯ К ХРОНИЧЕСКИМ СОПУТСТВУЮЩИМ ЗАБОЛЕВАНИЯМ

В настоящее время хорошо известно, что хронический воспалительный процесс, связанный с ожирением и вызывающий метаболические осложнения, влияет на жировую ткань и прочие части тела, включая мозг, мускулатуру, печень, поджелудочную железу и кишечник, демонстрируя при этом различные особенности [1, 2]. В частности, недавно оказалось, что в развитии связанного с ожирением метаболического воспаления дополнительно участвуют иммунная система кишечника и бактерии, рост которых ускоряется под влиянием нездорового питания, и они также могут представлять собой терапевтические мишени [2, 3].

КАКОВА РОЛЬ МИКРОБИОТЫ КИШЕЧНИКА?

Роль микробиоты кишечника в ожирении частично определяют по результатам обсервационных исследований, в которых отмечается дисбиоз у лиц, страдающих ожирением, по сравнению с лицами с нормальной массой тела при перекрестной оценке. Данные об изменениях в кишечной микробиоте при изменениях режима питания, медицинских или хирургических вмешательствах, направленных на снижение веса и на облегчение метаболических осложнений, позволили установить наличие похожих взаимосвязей, при которых ожирение было связано со снижением видового разнообразия и возрастанием таких бактериальных таксонов, как Proteobacteria (энтеробактерии) и Bilophila wadsworthia. Напротив, здоровые метаболические фенотипы часто были связаны с увеличением группы Bacteroidetes или соотношения Bacteroidetes/ Firmicutes либо родов Bacteroides, Prevotella, Akkermansia, Faecalibacterium или Christensenella [4, 5]. Однако данные разных исследований совпадали не полностью отчасти вследствие гетерогенности исследований и ограничений их планирования. Дальнейший метаанализ показывает, что единственным биомаркером, который в целом можно связать с ожирением, было разнообразие бактериальных видов [6]. Также вероятно, что всех страдающих ожирением лиц нельзя отнести к како- му-то определенному паттерну дисбиоза в первую очередь из-за высокой вариабельности микробиоты у разных людей и сложности метаболических фенотипов (ожирение с другими осложнениями и без них). В последнее время определено, что изменения кишечной микробиоты, которые предшествуют ожирению, имеют причинную связь с этиологией. Примечательно недавно проведенное продольное исследование, показавшее, что связанное с привычкой к нездоровому питанию снижение разнообразия бактериальных видов обеспечивает сценарий, который благоприятствует чрезмерному росту количества Proteobacteria (энтеробактерий), предшествующему набору лишнего веса в 4-летнем периоде последующего наблюдения у детей [7].

Более очевидное доказательство казуальной роли микробиоты в определении метаболического фенотипа у испытуемого получили в ходе ТФМ, при трансплантации дисбиотической микробиоты больных испытуемых другим животным-реципиентам. Большинство этих экспериментов показали, что ТФМ было достаточно для репликации метаболического фенотипа донора (худоба или тучность) [8].

ОПОСРЕДОВАННЫЕ МИКРОБИОТОЙ МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ

Влияние микробиоты кишечника на энергетический метаболизм за счет ее способности повышать возможности человека по метаболизации питательных веществ и получению калорий из рациона, а также регулировать абсорбцию сахаров и липидов и их отложение в периферических тканях [8]. Кишечные бактерии и продукты их метаболизма также участвуют в регуляции энтероэндокринной системы, например, посредством выработки короткоцепочечных жирных кислот, которые индуцируют синтез кишечных гормонов (напр., GLP-1, PYY). В свою очередь те по эндокринным и нервным путям регулируют аппетит, потребление пищи и метаболизм глюкозы [9]. Кроме того, микробиота кишечника – основной регулятор кишечного барьера и иммунной системы, и изменения в ней причастны к связанному с ожирением неспецифическому воспалению и резистентности к инсулину, согласно нижеприведенному описанию схематического изображения на рисунке 1 [2, 3].

НАРУШЕНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СЛИЗИСТОГО БАРЬЕРА ПРИ ОЖИРЕНИИ

Нездоровое питание вызывает нарушения барьерной функции слизистой оболочки кишечника, которые влияют на его проницаемость и благоприятствуют транслокации бактериальных компонентов, таких как бактериальный липополисахарид (ЛПС) и пептидогликан или даже целых микроорганизмов, которые могут активировать механизмы врожденного иммунитета в метаболически активных органах. Дефект слизистого барьера кишечника обусловлен местным воспалением, которое было вызвано питанием, богатым насыщенными жирами, и вызванным режимом питания дисбиозом, а также связано с сопутствующими нарушениями в слизистом слое [10] и в выработке антибактериальных пептидов клетками Панета (Reg3γ, лизосома 1) [11]. Например, продемонстрировано, что повышенные уровни ЛПС в плазме (известные как «метаболическая эндотоксемия») вызывают ожирение и метаболическую дисфункцию у животных моделей и связаны с повышенным индексом массы тела, питанием с высоким содержанием жира, постпрандиальным воспалением и риском возникновения T2DM у людей. Это может быть вызвано чрезмерным разрастанием грамотрицательных бактерий, таких как энтеробактерии, которые являются источником ЛПС при высокожировом питании. ЛПС могли активировать врожденный иммунитет в кишечнике и за его пределами и вы- звать накопление в метаболических тканях воспа- лительных иммунных клеток, таких как макрофаги. Богатое насыщенными жирами питание может также усиливать рост других грамотрицательных бактерий, таких как Bilophila wadsworthia, которые вырабатывают сульфид водорода, токсичный для энтероцитов метаболит, приводящий к повышению кишечной проницаемости, воспалению и метаболической дисфункции [12]. Наконец, высокожировая диета (ВЖД) может также повышать уровень пептидогликанов в крови, вероятно, благодаря вызванным питанием изменениям в экспрессии противомикробных пептидов лизосомы 1, которые гидролизуют компоненты бактериальных клеточных стенок. В зависимости от своего типа, пептидогликаны могут действовать как лиганды Nod1 провоспалительных макрофагов жировой ткани или печени, что вызывает резистентность к инсулину, в то время как в бета-клетках поджелудочной железы возникают противоположные эффекты, возможно по механизмам обратной связи [13].

ДИСРЕГУЛЯЦИЯ КИШЕЧНЫХ ИММУНОКОМПЕТЕНТНЫХ КЛЕТОК ПРИ ОЖИРЕНИИ

жировую ткань и печень, в кишечнике при ожирении наблюдается нарушение иммунного гомеостаза. При вызванном питанием ожирении различные субпопуляции врожденных и адаптивных иммунных клеток в кишечнике принимают провоспалительный фенотип, который вначале демонстрируется возрастанием провоспалительных макрофагов и цитокинов (IFNγ).

Одновременно происходит снижение доли регуляторных Т-клеток и ИЛК типа 3, вырабатывающих ИЛ-22, которые помогают поддерживать целостность слизистых оболочек и гомеостаз в кишечнике у испытуемых без лишнего веса [2, 3]. Некоторые из этих изменений устраняются при обеднении микробиоты (например, при терапии антибиотиками) или введении, например, особых бифидобактерий, которые также подавляют вызванный питанием кишечный дисбиоз при ожирении, что подтверждает причинную роль микробиоты кишечника в метаболическом воспалении [3].

Кроме того, кишечные иммунные клетки, продуцирующие IgA+ при вызванном ВЖД ожирении действуют в слизистой как медиаторы регуляции глюкозы по всему организму. ВЖД снижает число IgA+ иммунных клеток и секреторных IgA. Снижение IgA могло добавить еще один уровень дестабилизации в бактериальное сообщество к уже вызванному ВЖД, что связано с увеличением кишечной проницаемости и воспалением жировой ткани [14].

КАК МОДУЛЯЦИЯ МИКРОБИОТЫ МОЖЕТ ВЛИЯТЬ НА ЭВОЛЮЦИЮ ЗАБОЛЕВАНИЯ

ТФМ

Клинические исследования показали, что чувствительность к инсулину у людей с MetS может повыситься через 6 недель после трансплантации микробиоты кишечника от здорового донора с нормальным весом [5]. Наблюдалось также повышение разнообразия микробиоты и численности бактерий, вырабатывающих бутират. В другом исследовании, проведенном с участием лиц с показателями MetS, которые получили микробиоту респондеров, перенесших бариатрическую операцию, отмечались изменения в экспрессии дофаминовых рецепторов, что могло способствовать лучшему контролю приема пищи, но не подтвердило влияние на резистентность к инсулину. Во многих других исследованиях. оценивавших влияние ТФМ на ожирение, такое влияние было зафиксировано, но результаты еще не опубликованы [5]. Следовательно, научные доказательства, подтверждающие использование такой стратегии для лечения осложнений ожирения еще крайне ограничены.

Пищевые волокна

Большое количество данных, полученных при исследовании у людей, говорит о том, что режим питания с потреблением волокон выше текущих рекомендаций (25 г/день для взрослых) способствует поддержанию веса и снижает риск ишемической болезни сердца и T2DM. Некоторое влияние пищевых волокон связаны с их физико-химическими свойствами (например, неусвояемостью, вязкостью и так далее), что способствует снижению гликемических ответов и потреблению энергии, а также улучшению липидного профиля крови. Другие эффекты могут быть опосредованы их действием на микробиоту кишечника испытуемого, которая ферментирует волокна, вырабатывающие метаболиты, такие как короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA: бутират, пропионат и т. д.) с активной ролью в метаболизме у хозяина. SCFA вызывают образование энтероэндокринных пептидов (GLP-1, GLP-2, PYY), которые усиливают кишечный барьер, вызывают насыщение, улучшают метаболизм глюкозы и оказывают противовоспалительное действие при ожирении. Потребление волокон также повышает разнообразие микробиоты кишечника, которое связано со здоровым метаболическим фенотипом. Также положительное влияние волокон зависит не только от типа и количества самих волокон, но также от структуры микробиоты, ее разнообразия и наличия или отсутствия определенных видов бактерий, участвующих в их переработке [15]. Вместе с тем это указывает на необходимость дви- жения в сторону более персонализированных рекомендаций по режиму питания [15].

Полезные бактерии

Первое и второе поколение пробиотиков: основную часть клинических исследований эффективности провели с бактериальными штаммами, традиционно используе- мыми в качестве пробиотиков у людей, «первым поколением пробиотиков», в которое обязательно входят Lactobacillus и Bifidobacterium. В таблице 1 обобщены некоторые примеры, хотя намного боль- ше имеется в литературе, с положительными и от- рицательными результатами.

Сделано было также несколько попыток выделить новые виды бактерий из местной микробиоты человека, на постоянной основе связанной со здоровым метаболическим фенотипом, с целью создать «второе поколение пробиотиков». Это может помочь нам увеличить наш потенциал для пополнения микробиоты кишечника недостающими бактериями. В таблице 2 приведена сводная информация по некоторым исследованиям, проведенным на животных моделях (доклинические исследования), и только одно к настоящему моменту проведено с участием людей.

BACILLUS SUBTILIS И БОЛЕЗНЬ ПАРКИНСОНА

^{Goya ME, Xue F, Sampedro-Torres-Quevedo C, et al. Probiotic Bacillus subtilis protects against α-synuclein aggregation in C. Elegans. Cell Rep. 2020.}

Чтобы лучше понять влияние кишечной микробиоты на прогрессирование/тяжесть болезни Паркинсона (БП) и агрегацию α-синуклеина (α-син) в тельцах Леви, авторы смоделировали заболевание у нематод Caenorhabditis elegans. Они отметили, что как споры, так и вегетативные клетки штамма Bacillus subtilis индуцировали образование биопленки в кишечнике червя и высвобождение бактериальных метаболитов. Таким образом, защитные пути, такие как метаболизм сфинголипидов, регулируются различными путями. Удаление предварительно сформированных агрегатов а-син и ингибирование агрегации а-син наблюдали как у молодых, так и у старых животных. С точки зрения авторов, при лечении БП следует рассмотреть возможность применения этого штамма в качестве пищевой добавки.

ВЛИЯНИЕ АНТИБИОТИКОВ НА ИММУНОТЕРАПИЮ ЗЛОКАЧЕСТВЕННЫХ НОВООБРАЗОВАНИЙ

^{Iglesias-Santamaria A. Impact of antibiotic use and other concomitant medications on the efficacy of immune checkpoint inhibitors in patients with advanced cancer. Clin Transl Oncol 2020.}

Микробиота кишечника может влиять на эффективность и токсичность противоопухолевой терапии. Согласно полученным данным, она значительно меняет ответ на лечение ингибиторами контрольных точек иммунного ответа (ИКТ). В исследовании оценивали влияние антибиотиков, ингибиторов протонной помпы (ИПП), стероидов и опиоидов на терапевтический ответ на лечение ИКТ, определенный по критериям iRECiST. Результаты показали, что использование антибиотиков само по себе не было связано с каким-либо снижением эффективности лечения ИКТ, но многократные или продолжительные курсы антибиотикотерапии ухудшали результат иммунотерапии. Это первое исследование, показывающее, что одновременное применение опиоидов, но не ИПП или стероидов, связано с худшими результатами терапии ИКТ.

МИКРОБИОТА СЕКРЕТА МЕЙБОМИЕВЫХ ЖЕЛЕЗ

^{Suzuki T, Sutani T, Nakai H, et al. The microbiome of the meibum and ocular surface in healthy subjects. Invest Ophtalmol Vis Sci 2020.}

Секрет мейбомиевых желез предотвращает испарение слезной пленки глаза, поддерживает гомеостаз глазной поверхности и имеет собственную микробиоту. Меняется ли эта микробиота с возрастом? Результаты этого исследования показывают, что кожа век молодых людей характеризуется низким разнообразием микроорганизмов (индекс Шеннона), среди которых доминируют Probionibacterium acnes и Staphylococcus epidermidis. Микробиота секрета мейбомиевых желез и конъюнктивального мешка отличалась от микробиоты кожи и характеризовалась высоким индексом разнообразия, т.е. присутствием большого количества видов бактерий. На коже век пожилых людей преобладали Corynebacterium sp. и Neisseriaceae, а индекс Шеннона был значимо ниже на внутренней поверхности век и в конъюнктивальном мешке. Авторы пришли к выводу, что микробиом секрета мейбомиевых желез действительно изменяется с возрастом как у мужчин, так и у женщин.

ИЗМЕНЕНИЯ МИКРОБИОМА ПРИ СТАРЕНИИ

^{Huang S, Haiminen N, Carrieri AP, et al. Human skin, oral, and gut microbiomes predict chronological age. mSystems 2020.}

Мы знаем, что микробиом кишечника, кожи и полости рта меняется с возрастом. Какой из них лучше всего предсказывает старение? Авторы оценили разнообразие микробиома почти в 9000 образцов кожи, слюны и кишечника здоровых людей по данным 10 исследований. Таксоны, преобладающие у людей в возрасте от 18 до 30 лет, как правило более многочисленны и распространены, чем у людей старше 60 лет. Процесс старения может быть связан с утратой ключевых таксонов. По сравнению с микробиомом кишечника и полости рта, кожный микробиом оказался лучшим показателем возраста (в среднем 3,8 года ± 0,45 СОт). Авторы определили роды и семейства, включая анаэробные бактерии Mycoplasma, Enterobacteriaceae, Pasteurellaceae, которые отрицательно коррелировали с возрастом. Эти изменения микробиома могут быть вызваны возрастными изменениями физиологии кожи, такими как снижение выработки кожного сала, повышенная сухость, и иммунными реакциями организма.

СОСТАВ МИКРОБИОМА ВЛАГАЛИЩА ПОЗВОЛЯЕТ ПРЕДСКАЗАТЬ ТЯЖЕСТЬ ЭНДОМЕТРИОЗА

^{Perrotta AR, Borrelli GM, Martins CO, et al. The vaginal microbiome as a toll to predict rASRM stage of disease in endometriosis: a pilot study. Reprod Sci. 2020.}

Могут ли микробиомы кишечника и влагалища предсказать стадию эндометриоза? В этом исследовании не было обнаружено различий между микробиомами пациенток и здоровых добровольцев в фолликулярной и менструальной фазах менструального цикла. На индивидуальном уровне распределение типов микроорганизмов значительно различалось между двумя фазами цикла. Операционные таксономические единицы (ОТЕ) рода Anaerococcus (особенно A. lactolyticus и A. degenerii) значительно различались между стадиями заболевания 1-2 и 3-4 (rASRN – пересмотренная классификация Американского общества репродуктивной медицины). Авторы пришли к выводу, что вагинальная микробиота может предсказать стадию заболевания.

ВАГИНАЛЬНАЯ МИКРОБИОТА И РАК ШЕЙКИ МАТКИ

^{Pourmollaei S, Barzegari A, Farshbaf-Khalili A, et al. Anticancer effect of bacteria on cervical cancer: molecular aspects and therapeutic implications. Life Sci 2020.}

Дисбиоз влагалища может играть роль в развитии, прогрессировании и стабилизации рака шейки матки (РШМ), но неясно, является ли эта связь причинной или корреляционной. Чтобы выяснить, обладают ли цервиковагинальные бактерии противоопухолевыми свойствами, в этой статье обсуждалось использование микроорганизмов в лечении злокачественных опухолей (особенно РШМ) в аспекте применения пробиотиков, иммунотерапии на основе бактерий, бактериальных токсинов и спор, векторов в генной терапии и ингибиторов ангиогенеза в опухоли. Некоторые бактерии подавляют рост РШМ, активируя NK-клетки и созревание дендритных клеток. К другим механизмам можно отнести производство цитотоксических соединений, регуляцию дифференцировки иммунных клеток и ингибирование миграции опухолевых клеток. Кроме того, генетически модифицированные бактерии могут стать эффективным средством лечения РШМ в будущем. Для изучения этого вопроса необходимы исследования с большими объемами выборок.

9-й съезд Конгресса был посвящен различным вопросам, связанным с микробиотой, включая диетические и прочие факторы, формирующие микробиоту кишечника, а также влияние микробиоты на функции головного мозга и иммунной системы.

Во вводной программной лекции Колин Хилл (Colin Hill) (Корк, Ирландия) подчеркнул некоторые препятствия к клиническому применению результатов исследования микробиома. Он призвал принять согласованные определения и использовать точные формулировки. Мы видим нашу цель в том, чтобы сделать науку о микробиоме более точной и чаще использовать такой показатель, как фактическое количество бактерий, а не только их относительное содержание и доли. Кроме того, он отметил, что выбор методологии, такой как биологическое или компьютерное (in silico) моделирование, существенно влияет на результат.

Например, фекальный микробиом представляет собой лишь нечеткую приблизительную картину кишечного микробиома, время прохождения каловых масс через кишечник влияет на его состав, а перейти от методов in silico к методам in vivo не всегда просто. Исследования микробиома должны быть наукой, где применяются самые высокие стандарты и нет места убеждениям.

ДИЕТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ, ФОРМИРУЮЩИЕ МИКРОБИОТУ КИШЕЧНИКА

Результаты предыдущих поперечных исследований показали, что состав фекальной микробиоты зависит от режима питания. В частности, те, кто придерживаются растительной диеты, имеют более разнообразную микробиоту с более высокой долей бактерий, продуцирующих короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК) по сравнению с приверженцами диеты западного типа с высоким содержанием рафинированных углеводов и жиров. Переход от стандартной американской диеты к растительной диете изменил микробиоту и заметно улучшил метаболические процессы у пациентов с ожирением, как сообщила Хана Кахлеова (Hana Kahleova) (Вашингтон, округ Колумбия, США). Участники, которые придерживались растительной диеты в течение 16 недель, похудели на 5,8 кг, из которых около 2/3 приходились на жир. У них повысилась чувствительность к инсулину по сравнению с контрольной группой, которая не меняла своего рациона. У пациентов, находящихся на веганской диете, отмечалось увеличение содержания в кале представителей рода Bacteroidetes и Faecalibacterium prausnitzii, в то время как содержание Bacteroides fragilis уменьшилось на обеих диетах, но в меньшей степени – на веганской. Кроме того, изменения в бактериальном составе коррелировали с изменениями метаболических показателей.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ МИКРОБИОТОЙ И ЛЕКАРСТВЕННЫМИ ПРЕПАРАТАМИ

Как подчеркнула Ринсе К. Веерсма (Rinse K. Weersma) (Гронинген, Нидерланды), лекарственные препараты взаимодействуют с кишечной микробиотой различными путями. Некоторые препараты, например, ингибиторы протонной помпы (ИПП), влияют на состав и функциональную активность микробиоты, а более высокий уровень pH в кишечнике на фоне приема ИПП приводит к «орализации» кишечной микробиоты, так как у бактерий из полости рта появляется возможность проникнуть глубже в желудочно-кишечный тракт. Принимаемый внутрь противодиабетический препарат метформин также влияет на состав микробиоты кишечника за счет увеличения количества Akkermansia muciniphila и продукции КЦЖК, которые усиливают его антигипергликемический эффект. Иммунотерапевтические препараты не влияют напрямую на микробиом, но поскольку микробиом участвует в иммунном гомеостазе, он косвенно определяет ответ на эти противоопухолевые препараты. Более того, микробиота изменяет активность препаратов путем их активации или инактивации, а также влияния на токсичность. Например, преобразование леводопы микробиотой кишечника делает его менее биодоступным для мозга, что может частично объяснять различные реакции пациентов на этот препарат. Чтобы стать активным, пролекарству сульфасалазину в толстой кишке необходимо расщепиться под действием бактериальных азоредуктаз до 5-АСК и сульфапиридина, тогда как сердечный гликозид дигоксин инактивируется микробами. Наконец, превращение перорального противовирусного препарата бривудина в бромовинилурацил под влиянием микрофлоры влияет на его токсичность.

Атанасиос Типас (Athanasios Typas) (Гейдельберг, Германия) подчеркнул, что неантибиотические препараты также оказывают сильное влияние на микробиоту. Результаты проверки 1200 различных лекарственных препаратов в условиях in vitro на 40 репрезентативных штаммах кишечных бактерий показали, что по крайней мере четверть неантибиотических препаратов, воздействующих на молекулярные мишени человека, ингибируют как минимум один штамм бактерий [1]. Это ингибирование in vitro отражалось в побочных эффектах препаратов у человека и подтверждало существующие данные клинических исследований, указывающие на актуальность стратегии скрининга. Примечательно, что чувствительность кишечных бактериальных штаммов к лекарственным препаратам и антибиотикам, нацеленным на молекулярные мишени человека, существенно перекрывается, что объясняется тем, что для обеих групп препаратов используются одни и те же насосы, переносчики и механизмы детоксикации. Эти результаты предполагают, что полипрагмазия может быть одним из ведущих факторов развития устойчивости к антибиотикам.

РОЛЬ МИКРОБИОТЫ КИШЕЧНИКА В ФУНКЦИОНИРОВАНИИ ОСИ «КИШЕЧНИК-МОЗГ»

За последние 30 лет в терапии психических заболеваний был достигнут очень небольшой прогресс. Джон Крайан (John Cryan ) (Корк, Ирландия) утверждает, что мы находимся на начальных этапах понимания того, что микробиота кишечника может стать новой мишенью для улучшения здоровья головного мозга, поскольку она влияет на здоровье мозга на разных этапах жизни. Показано, что способ родоразрешения влияет на микробиоту кишечника и может быть связан с нарушениями нервно-психического развития [2]. Мыши, рожденные с помощью кесарева сечения, демонстрируют повышенную стрессовую реакцию, тревожность и отклонения социального поведения. Однако эти эффекты можно обратить вспять, воздействуя на микробиоту кишечника. Тот факт, что у здоровых мышей также наблюдается несоответствующее возрасту развитие мозга, проявляющееся, например, нарушением памяти, усилением висцеральной боли и отклонениями социального поведения, подтверждает важную роль микробиоты желудочно-кишечного тракта. Кроме того, в раннем пубертатном периоде мозг чувствителен к микробным сигналам. Мыши, получавшие в пубертатном периоде пищу с высоким содержанием жиров, имели стойкие различия в составе кишечной микробиоты во взрослом возрасте одновременно с различиями в экспрессии генов, связанных с нейровоспалением или нейропередачей, хотя и не демонстрировали явных поведенческих аномалий [3]. У старых мышей-самцов изменения микробиоты к профилю, ассоциированному с воспалительными заболеваниями, ассоциировались с повышенной проницаемостью кишечника, периферическим воспалением, изменениями поведения, нарушениями пространственной памяти и повышенной тревожностью.

Серотонин, известный как «гормон счастья», на самом деле выполняет гораздо более сложные биологические функции. Он участвует в регуляции плотности костной ткани, функций нервной, свертывающей и пищеварительной систем, что делает его привлекательной мишенью препаратов, направленных на улучшение здоровья. Подавляющее большинство серотонина находится в тканях желудочно-кишечного тракта. Джонатан Линч (Jonathan Lynch) (Лос-Анджелес, США) указал, что микробиота кишечника является ключевым регулятором выработки серотонина организмом. В частности, местные спорообразующие бактерии способствуют биосинтезу серотонина за счет производства растворимых метаболитов, которые напрямую передают сигнал клеткам толстой кишки. Этот бактериально-опосредованный серотонин регулирует моторику желудочно-кишечного тракта и функцию тромбоцитов у мышей [4]. Кроме того, концентрация серотонина в просвете кишечника также модулирует бактериальную колонизацию кишечника. Относительная численность спорообразующих бактерий, в частности Turicibacter sanguinis, увеличивается при повышении уровня серотонина в просвете кишечника. T. sanguinis экспрессирует рецептор, гомологичный переносчику серотонина SERT млекопитающих, который позволяет импортировать серотонин, что приводит к активации экспрессии факторов споруляции и мембранных переносчиков. Эти эффекты блокируются флуоксетином, ингибитором обратного захвата серотонина.

МИКРОБИОМ КИШЕЧНИКА И ИММУННАЯ СИСТЕМА

Новорожденные младенцы приобретают микробы при рождении в результате вертикальной передачи от матери. Предполагается, что послеродовая колонизация является основным стимулом для развития и созревания иммунной системы. Кэти Маккой (Kathy McCoy) (Калгари, Канада), используя мышиную модель микробной колонизации, показала, что уже во время беременности микробиота кишечника матери определяет функцию иммунной системы потомства. У детенышей без микробов, рожденных от самок, которые были временно колонизированы, наблюдали повышение содержания клеток врожденного иммунитета в кишечнике, повышение экспрессии генов, кодирующих эпителиальные антибактериальные пептиды, и метаболизма микробных молекул по сравнению с детенышами, рожденными от здоровых самок [5]. Это опосредованное материнской микробиотой формирование иммунной системы требует материнских антител, которые передаются потомству во время беременности и с молоком. Кроме того, микробиота кишечника матери защищает детенышей от чрезмерного воспаления. Введение ЛПС вызывало выраженный воспалительный ответ у детенышей, рожденных от здоровых самок, тогда как у детенышей, рожденных от колонизированных самок, этот ответ притуплялся.

Период между рождением и отлучением от груди, то есть тогда, когда происходит введение более разнообразной диеты, важен для онтогенеза иммунной системы, как подчеркнул Жерар Эберл (Gérard Eberl) (Париж, Франция). Увеличение разнообразия микробиоты кишечника, которое происходит при отлучении от груди, вызывает сильный иммунный ответ, связанный с индукцией регуляторных Т-клеток [6]. Воздействие микробов на мышей перед отъемом приводит к нормальной иммунной реакции. Реакция не возникает, когда мыши подвергаются воздействию микробов только после отъема, что указывает на то, что иммунная система должна подвергаться воздействию микробов в определенное временное окно. Патологический импринтинг приводит к повышенной восприимчивости к иммунным заболеваниям в более позднем возрасте. Как иммунная система запоминает это, требует дальнейшего изучения. В литературе есть указания на эпигенетические механизмы регуляции генов иммунитета и импринтинг экспрессии генов в миелоидных или стромальных клетках. Скорее всего, это применимо к различным клеткам, что необходимо исследовать дополнительно.

Covid-19 — это респираторное заболевание, вызываемое коронавирусом нового типа (SARS-CoV-2), им болеют десятки миллионов людей в мире. Хотя у большинства пациентов с Covid-19 наблюдаются
респираторные симптомы, у ≤20% из них присутствуют симптомы со стороны желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), включая диарею [1], что позволяет предположить, что пищеварительный тракт является внелегочной локализацией проявлений заболевания и самой инфекции, вызываемой SARS-CoV-2. Кроме того, для Covid-19 характерен широкий спектр степени заболевания: от бессимптомной, легкой до тяжелой и критической, приводящей к дыхательной недостаточности и даже смерти [2]. Желудочно-кишечный тракт — крупнейший орган иммунной системы человека, играющий критически важную роль в защите макроорганизма от инфекций. Триллионы микроорганизмов колонизируют кишечник человека — бактерии, грибки, вирусы и другие формы жизни, известные под общим названием «микробиота» — и регулируют иммунитет макроорганизма.

Таким образом, чрезвычайно важно понять, влияет ли микробиота кишечника на восприимчивость к инфекции, вызванной SARS-CoV-2, и ее тяжесть, а также какое действие инфекция оказывает на МК и вследствие этого — на здоровье человека в долгосрочной перспективе.

БАКТЕРИАЛЬНАЯ МИКРОБИОТА КИШЕЧНИКА И COVID-19

У пациентов с Covid-19 обнаружены значительные изменения бактериального микробиома кишечника по сравнению
со здоровыми людьми, которые характеризовались истощением полезных комменсалов и ростом активности
условно-патогенных микроорганизмов в кишечнике (рисунок 1) [3]. Истощение кишечных симбионтов сохранялось даже после разрешения Covid-19. Исходная (на момент госпитализации) численность бактерий Coprobacillus, Clostridium ramosum и Clostridium hathewayi имела положительную корреляцию с тяжестью Covid-19. Также обнаружена обратная корреляция между численностью бактерий Faecalibacterium prausnitzii (известных своими противовоспалительными свойствами) и тяжестью заболевания.

SARS-CoV-2 использует рецептор ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ2) для проникновения в организм, и этот рецептор активно экспрессируется как в дыхательной системе, так и в желудочно- кишечном тракте [4]. АПФ2 важен для контроля воспаления и микробной экологии кишечника [5]. Сообщалось, что четыре вида Bacteroides — B. dorei, B. thetaiotaomicron, B. massiliensis и B. ovatus — обратно связаны с экспрессией АПФ2 в кишечнике мышей [6]. Интересно, что их содержание в фекальной микробиоте также обратно коррелировало с фекальной вирусной нагрузкой SARS-CoV-2 у пациентов с Covid-19 во время болезни. Эти данные свидетельствуют о том, что бактериальная МК человека подвержена влиянию Covid-19 и может «калибровать» защиту макроорганизма от инфекции, вызванной SARS-CoV-2.

ГРИБКОВЫЙ МИКРОБИОМ И COVID-19

В желудочно-кишечном тракте также обитает большое количество грибов, известных под общим названием микобиом (грибковый микробиом). Они участвуют в формировании МК и развитии иммунной системы [7].

У пациентов с Covid-19 также обнаружены изменения микобиомов кишечника, характеризующиеся обогащением Candida albicans и высокой гетерогенностью конфигураций (рисунок 1) [8]. Разнообразие фекального микобиома у пациентов с Covid-19 при выписке было в 2,5 раза выше, чем у здоровых людей. Оппортунистические грибковые патогены, Candida albicans, C. auris и Aspergillus flavus, были широко представлены в кале пациентов с Covid-19 во время болезни. Два грибковых патогена, ассоциированных с респираторными симптомами, A. flavus и A. niger, обнаруживали в образцах кала подгруппы пациентов с Covid-19 даже после разрешения болезни. Нестабильные микобиомы кишечника и длительный дисбиоз сохранялись примерно у 30% пациентов с Covid-19.

ВИРОМ КИШЕЧНИКА И COVID-19

Посредством секвенирования вирусной РНК методом «дробовика» обнаружены признаки активной вирусной кишечной инфекции у 47% пациентов с Covid-19 даже в отсутствии желудочно-кишечных симптомов и после респираторного клиренса SARS-CoV-2 [9], что свидетельствует о «латентной» инфекция желудочно-кишечного тракта и потенциальном риске фекально-оральной передачи.

У пациентов с такой желудочно-кишечной активностью SARS-CoV-2 обнаруживаются аномалии состава и функций МК, характеризующиеся высоким содержанием условно-патогенных микроорганизмов и повышенной способностью к биосинтезу нуклеотидов и аминокислот, а также к метаболизму углеводов (гликолизу) [9]. Желудочно-кишечный тракт человека содержит и множество вирусов/фагов, известных под общим названием «кишечный виром». В образцах кала пациентов с Covid-19 имело место недостаточное содержание вируса слабой крапчатости перца (РНК-вирус) и множественных линий бактериофагов (ДНК- вирусы), а также увеличение содержания эукариотических ДНК-вирусов окружающей среды по сравнению с лицами без Covid-19 (рисунок 1) [10]. Фекальный виром при инфекции, вызванной SARS-CoV-2, характеризуется большими возможностями кодирования генов, связанных со стрессом, воспалением и вирулентностью. Исходно содержание РНК-вируса хлоротической пятнистости перца и нескольких видов бактериофагов обратно коррелировало с тяжестью Covid-19. Эти вирусы также обратно коррелировали с уровнями провоспалительных белков, лейкоцитов и нейтрофилов в крови. То есть получается, что вирусы, обитающие в кишечнике, могут настраивать иммунный ответ макроорганизма на инфекцию, вызванную SARS-CoV-2. Среди ДНК-вирусов, связанных с тяжестью Covid-19, 40% видов обратно коррелировали с возрастом, что может лежать в основе наблюдения, согласно которому пожилые люди подвержены более высокому риску более тяжелого течения Covid-19.