Роль микробиоты желудочно-кишечного тракта в патогенезе воспалительных заболеваний кишечника

   В последние годы, со стремительным развитием молекулярной биологии, геномики, технологии высокопроизводительного секвенирования и технологии биоинформатического анализа, наблюдается активное изучение упускаемого ранее из виду «органа» – кишечной микробиоты. Известно, что микробиота желудочно-кишечного тракта человека играет ключевую роль в метаболических, физиологических, иммунологических и пищеварительных процессах. Микробный состав и колонизация, в свою очередь, зависят от таких факторов, как неонатальный способ родоразрешения, грудное вскармливание, питание, лечение антибиотиками и воздействие окружающей среды в раннем возрасте. Также одним из факторов, влияющих на поддержание гомеостаза, является взаимосвязь между видами бактерий или сообществами видов внутри и вне микробиома. Дисбиоз является ключом к пониманию этиологии различных заболеваний. Хотя патогенез воспалительных заболеваний кишечника до конца не изучен, у пациентов с данной патологией воспаление желудочно-кишечного тракта является общим признаком дисбактериоза кишечника. В настоящее время предоставлено много доказательств того, что дисбактериоз кишечника приводит к нарушению иммунной толерантности, что может вызывать или осложнять течение воспалительных заболеваний кишечника. Таким образом, необходимы исследования, направленные на выяснение роли микробиоты в патогенезе заболеваний. На основе изменений в кишечной микробиоте могут быть разработаны новые диагностические инструменты и возможные методы лечения.

1. Фадеенко Г. Д., Никифорова Я. В. Микробиом человека : общая информация и клиническое значение эубиоза пищеварительного канала // Современная гастроэнтерология. 2019. T. 109, № 5. С. 65–74.

2. Огородова А. М., Говорун В. М., Федосенко С. В., Картушкина М. А., Салтыкова И. В., Алексеев Д. Г., Кострюкова Е. С., Тяхт А. В., Попенко А. С. Особенности микробиоты кишечника у больных хронической обструктивной болезнью легких // Бюллетень сибирской медицины. 2014. T. 13, № 5. С. 55–61.

3. Лоранская И. Д., Халиф И. Л., Болдырева М. Н., Купаева В. А. Характеристика микробиома при воспалительных заболеваниях кишечника // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2018. Т. 5, № 153. С. 104–111.

4. Li J., Jia H., Cai X., Zhong H., Feng Q., Sunagawa S., Arumugam M., Kultima J.R., Prifti E., Nielsen T., Juncker A. S., Manichanh C., Chen B., Zhang W., Levenez F., Wang J., Xu X., Xiao L., Liang S., Zhang D., Zhang Z., Chen W., Zhao H., Al-Aama J. Y., Edris S., Yang H., Wang J., Hansen T., Nielsen H. B., Brunak S., Kristiansen K., Guarner F., Pedersen O., Doré J., Ehrlich S. D., Bork P., Wang J.; MetaHIT Consortium. An integrated catalog of reference genes in the human gut microbiome. Nat. Biotechnol. 2014. Vol. 32, no. 8. P. 834–841.

5. 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. T. 38, № 2. С. 57–63.

6. Ситкин С. И., Вахитов Т. Я., Ткаченко Е. И., Орешко Л. С., Жигалова Т. Н., Радченко В. Г., Селиверстов П. В., Авалуева Е. Б., Суворова М. А., Комличенко Э. В. Микробиота кишечника при язвенном колите и целиакии // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2017. № 1 (137). С. 8–30.

7. Martinez‐Medina M., Garcia‐Gil L. J. Escherichia coli in chronic inflammatory bowel diseases : An update on adherent invasive Escherichia coli pathogenicity // World J. Gastrointest. Pathophysiol. 2014. Vol. 5, no. 3. P. 213–227.

8. Caruso R., Lo B. C., Núñez G. Host–microbiota interactions in inflammatory bowel disease // Nat. Rev. Immunol. 2020. Vol. 20, no. 7. P. 411–426.

9. Agrawal M., Allin K. H., Petralia F., Colombel J. F., Jess T. Multiomics to elucidate inflammatory bowel disease risk factors and pathways. Nature reviews // Gastroenterology and hepatology. 2022. Vol. 19, no. 6. P. 399–409.

10. Haneishi Y., Furuya Y., Hasegawa M., Picarelli A., Rossi M., Miyamoto J. Inflammatory Bowel Diseases and Gut Microbiota // Int. J. Mol. Sci. 2023. Vol. 24, no. 4. P. 3817.

11. Seyedian S. S., Nokhostin F., Malamir M. D. A review of the diagnosis, prevention, and treatment methods of inflammatory bowel disease // J. Med. Life. 2019. Vol. 12, no. 2. P. 113–122.

12. Касаткина Н. М., Ильина Н. А. Оценка экологических параметров микробиоты кишечника практически здоровых людей и гастроэнтерологических больных при инвазии Lamblia intestinalis // Современные проблемы науки и образования. 2008. № 1. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=2439.

13. Matsuoka K., Kanai T. The gut microbiota and inflammatory bowel disease // Semin Immunopathol. 2015. Vol. 37, no. 1. P. 47–55. doi: 10.1007/s00281-014-0454-4

14. Шендеров Б. А., Юдин С. М., Загайнова А. В., Шевырева М. П. Роль комменсальной кишечной микробиоты в этиопатогенезе хронических воспалительных заболеваний : Akkermansia muciniphila // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2018. № 11 (159). С. 4–13.

15. Imhann F., Vich Vila A., Bonder M. J., Fu J., Gevers D., Visschedijk M. C., Spekhorst L. M., Alberts R., Franke L., van Dullemen H. M., Ter Steege R., Huttenhower C., Dijkstra G., Xavier R. J., Festen E., Wijmenga C., Zhernakova A., Weersma R. K. Interplay of host genetics and gut microbiota underlying the onset and clinical presentation of inflammatory bowel disease // Gut. 2018. Vol. 67, no. 1. P. 108–119.

16. Winter S. E., Winter M. G., Xavier M. N., Thiennimitr P., Poon V., Keestra A. M., Laughlin R. C., Gomez G., Wu J., Lawhon S. D., Popova I. E., Parikh S. J., Adams L. G., Tsolis R. M., Stewart V. J., Bäumler A. J. Host-derived nitrate boosts growth of E. coli in the inflamed gut // Science. 2013. Vol. 339, no. 6120. P. 708–711.

17. Макарова М. А., Кафтырева Л. А., Матвеева З. Н. Биологические свойства штаммов E. coli серогруппы O144, регистрируемые в Санкт-Петербурге как возбудители острых кишечных инфекций // Бактериология. 2018. Т. 3, № 4. С. 12–15.

18. Chakraborty A., Saralaya V., Adhikari P., Shenoy S., Baliga S., Hegde A. Characterization of Escherichia coli Phylogenetic Groups Associated with Extraintestinal Infections in South Indian Population // Ann. Med. Health Sci. Res. 2015. Vol. 5, no. 4. P. 241–246.

19. Мякишева Ю. В., Круглов Е. Е., Жестков А. В., Халитова Ю. А. Молекулярно-генетический потенциал вирулентного воздействия изолятов Escherichia coli, изолированных от пациентов с язвенным колитом // Молекулярная медицина. 2021. № 4. С. 59–64.

20. Li Q., Wang C., Tang C., He Q., Li N., Li J. Dysbiosis of gut fungal microbiota is associated with mucosal inflammation in Crohn’s disease // J. Clin. Gastroenterol. 2014. Vol. 48, no. 6. P. 513–523.

21. Jarmakiewicz-Czaja S., Zielińska M., Sokal A., Filip R. Genetic and Epigenetic Etiology of Inflammatory Bowel Disease : An Update // Genes. 2022. Vol. 13, no. 12. P. 2388.

22. Knights D., Silverberg M. S., Weersma R. K., Gevers D., Dijkstra G., Huang H., Tyler, A. D., van Sommeren S., Imhann F., Stempak J. M., Huang H., Vangay P., Al-Ghalith G. A., Russell C., Sauk J., Knight J., Daly M. J., Huttenhower C., Xavier R. J. Complex host genetics influence the microbiome in inflammatory bowel disease // Genome Med. 2014. Vol. 6. P. 107.

23. Полуэктова Е. А., Ляшенко О. С., Шифрин О. С., Шептулин А. А., Ивашкин В. Т. Современные методы изучения микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2014. № 2. С. 85–91.

24. Марданов А. В., Бабыкин М. М., Белецкий А. В., Григорьев А. И., Зинченко В. В., Кадников В. В., Кирпичников М. П., Мазур А. М., Недолужко А. В., Новикова Н. Д., Прохорчук Е. Б., Равин Н. В., Скрябин К. Г., Шестаков С. В. Метагеномный анализ динамики изменений состава микробиома кишечника участников эксперимента «Марс-500», имитирующего длительный космический полет // Acta Naturae. 2013. № 3. C. 120–129.

25. Федосенко С. В., Огородова Л. М., Говорун В. М., Карнаушкина М. А., Салтыкова И. В., Алексеев Д. Г., Кострюкова Е. С., Тяхт А. В., Попенко А. С. Анализ таксономического состава кишечной микробиоты больных хронической обструктивной болезнью легких // Уральский медицинский журнал. 2014. № 6. С. 168–173.

26. Данилова Н. А., Абдулхаков С. Р., Григорьева Т. В., Маркелова М. И., Павленко А. В., Тяхт А. В., Дубинкина В. Б., Кострюкова Е. С., Ларин А. К., Скородумова Л. О., Манолов А. И., Одинцова А. Х., Абдулхаков Р. А. Изменения состава микробиоты кишечника у пациентов с язвенным колитом // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2017. № 6. С. 54–60.

27. Palm N. W., de Zoete M. R., Cullen T. W., Barry N. A., Stefanowski J., Hao L., Degnan P. H., Hu J., Peter I., Zhang W., Ruggiero E., Cho J. H., Goodman A. L., Flavell R. A. Immunoglobulin A coating identifies colitogenic bacteria in inflammatory bowel disease // Cell. 2014. Vol. 158, no. 5. P. 1000–1010.

28. Sun J., Kato I. Gut microbiota, inflammation and colorectal cancer // Genes Dis. 2016. Vol. 3, no. 2. C. 130–143. doi: 10.1016/j.gendis.2016.03.004.

29. Sokol H., Landman C., Seksik P., Berard L., Montil M., Nion-Larmurier I., Bourrier A., Le Gall G., Lalande V., De Rougemont A., Kirchgesner J., Daguenel A., Cachanado M., Rousseau A., Drouet É., Rosenzwajg M., Hagege H., Dray X., Klatzman D., Marteau P.; Saint-Antoine IBD Network; Beaugerie L, Simon T. Fecal microbiota transplantation to maintain remission in Crohn's disease : a pilot randomized controlled study // Microbiome. 2020. Vol. 3, no. 8. P. 12.

30. Viladomiu M., Kivolowitz C., Abdulhamid A., Dogan B., Victorio D., Castellanos J. G., Woo V., Teng F., Tran N. L., Sczesnak A., Chai C., Kim M., Diehl G. E., Ajami N. J., Petrosino J. F., Zhou X. K., Schwartzman S., Mandl L. A., Abramowitz M., Jacob V., Bosworth B., Steinlauf A., Scherl E. J., Wu H. J., Simpson K. W., Longman R. S. IgA-coated E. coli enriched in Crohn’s disease spondyloarthritis promote TH17-dependent inflammation // Sci. Transl. Med. 2017. Vol. 9, no. 376. doi: 10.1126/scitranslmed.aaf9655.