Можно ли использовать метаболом для лучшей диагностики клостридиальных инфекций?

Actu PRO : Le métabolome pour diagnostiquer l’infection à c. Difficile ?

Два больших семейства метаболитов (первое происходит из лейцина, а второе – из желчных кислот) могут иметь потенциальную способность различать клостридиальную инфекцию и бессимптомное носительство C. difficile.

 

Инфекция Clostridioides difficile* (CDI) поражает около 450 000 человек и ежегодно уносит жизни 30 000 человек в Соединенных Штатах. На нее приходится значительная доля смертельных исходов, связанных с антибиотикорезистентными бактериями. CDI возникает после проглатывания и закрепления спор, которые затем разрастаются и превращаются в вегетативные формы бактерий, образующих колонии и выделяющих токсины, которые вызывают широкий спектр симптомов – от диареи до угрожающего жизни псевдомембранозного колита. Но носительство также может быть абсолютно бессимптомным, и CDI может проявить свой патогенный потенциал только после приема антибиотиков.

Составление списка метаболитов

C. difficile считается условно-патогенным возбудителем, который может уничтожаться здоровой кишечной микробиотой. Считается, что некоторые метаболические функции способствуют этому уничтожению. Чтобы лучше изучить связь между кишечными метаболитами и CDI у людей, исследовательская группа изучила фекальные метаболомические профили 186 госпитализированных пациентов с симптомами диареи: 62 пациентов с CDI (положительная проба на токсигенную культуру и положительный результат иммуноферментного анализа), 62 пациентов с положительной пробой на токсигенную культуру, но отрицательными результатами иммуноферментного анализа, а также 62 соответствующих неколонизированных пациентов в контрольной группе (с отрицательной пробой на токсигенную культуру и отрицательным результатом иммуноферментного анализа). Описание свойств фекальных метаболитов выполнялось методом газовой хроматографии.

Две метаболические сигнатуры

Из 2463 метаболитов, обнаруженных в каловых массах, 43 можно использовать для распознавания пациентов с CDI и неколонизированных пациентов контрольной группы. Многие из них являются производными ферментативной реакции Стикленда*, в рамках которой бактерии, такие как C. difficile, используют аминокислоты в качестве субстратов. Наиболее сильная связь была обнаружена в отношении короткоцепочечной жирной кислоты, получаемой в результате ферментации лейцина, которая проявилась в значительно больших количествах у пациентов с CDI. Исследовательская группа также определила ряд вторичных желчных кислот, значительно менее распространенных у пациентов с CDI и получаемых в результате дегидроксилирования кишечными бактериями первичных желчных кислот, которые синтезируются и конъюгируются организмом-хозяином. Остается неясным, являются ли эти дегидроксилированные желчные кислоты только биомаркерами пациентов с отсутствием CDI или их образование защищает их от CDI, например путем ингибирования разрастания спор.

На пути к более точной диагностике?

В итоге, эти результаты могут привести к определению специфического метаболомического профиля для CDI и уточнению диагноза у пациента путем уменьшения числа ложноположительных результатов, связанных с обнаружением неактивных спор токсигенной культуры, а также ложноотрицательных результатов, вызванных низкой чувствительностью иммуноферментного анализа.

 

* Ранее – Clostridium difficile

** Сопряженная окислительно-восстановительная реакция двух аминокислот, одна из которых играет роль акцептора водорода, другая – донора водорода. Встречается у многих видов Clostridium

 

 

Источники :

Robinson JI, Weir WH, Crowley JR, et al. Metabolomic networks connect host-microbiome processes to human Clostridioides difficile infections. J Clin Invest. 2019; doi.org/10.1172/JCI126905.