Микробиом желудка: развитие революции


В.В. Цуканов, Э.В. Каспаров, А.В. Васютин, Ю.Л. Тонких

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера», Красноярск
Публикация в 1984 г. в журнале Lancet австралийских авторов R. Warren и B. Marshall об обнаружении Helicobacter pylori стала первым этапом революционных изменений взглядов на развитие патологии желудка. Начало ХХI в. ознаменовалось доказательством существования в желудке массы других микроорганизмов. Второй этап революции верифицирован Киотским консенсусом по гастриту, подтвердившим возможность жизнедеятельности и ассоциации с патологией желудка различных бактерий, вирусов и грибов.

Интерес к микрофлоре пищеварительного тракта возник в XIX в., когда Луи Пастер заявил, что «жизнь без бактерий была бы невозможной». Несколько лет спустя И. Мечников постулировал, что молочнокислые бактерии могут содействовать долголетию. В настоящее время установлено, что количество микроорганизмов, которые колонизируют человеческий организм, в 10 раз превышает число клеток организма человека, а число генов микроорганизмов в 150 раз больше числа генов человека [1].

В связи с этим весьма популярной становится точка зрения, согласно которой исследование заболеваний человека должно включать изучение роли микробиома [2].

Изучение микрофлоры желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) проходит весьма активно. В 2007 г. Американ-ский Национальный институт здоровья запустил проект микробиома человека [3]. В 2008 г. Европейский Союз финансировал проект, посвященный метагеномике ЖКТ человека. В 2009 г. Международный консорциум микробиома человека начал исследовать связь микробиоты со здоровьем и заболеваниями человека [4, 5]. Мы рассмотрим некоторые результаты исследований, связанных с изучением состава микробиоты желудка.

Изучение желудочной микробиоты развивалось медленно вследствие догмата, будто «желудок является стерильным органом». Считалось, что помимо кислоты рефлюкс желчных кислот, слизь и перистальтика препятствуют бактериальной колонизации желудка. Мешало изучению микробиома желудка отсутствие простых и надежных диагностических тестов [6, 7].

Открытие Campylobacter pyloridis R. Warren и B. Marshall разрушило догму о стерильном желудке [8]. Сле-дует заметить, что в 1981 г. за несколько месяцев до открытия Helicobacter pylori в журнале Lancet было сообщение о множестве кислотоустойчивых штаммов бактерий в желудке, среди которых преобладали Streptococcus, Neisseria и Lactobacillus [9]. В Советском Союзе в это время также были опубликованы аналогичные работы [10, 11].

В последнее время развитие молекулярных методов, основанных на определении генов 16S рРНК, например флуоресцентной гибридизации, дот-блот-гибридизации с рРНК-целевыми пробами, клонирование и секвенирование рДНК, способствовали выявлению и классификации бактерий в желудке [12, 13].

К первым методически безупречным работам относят исследование E.M. Bik и соавт. [14], которые проанализировали слизистую оболочку желудка у 23 здоровых взрослых испытуемых с использованием клонирования 16S рДНК. Авторы идентифицировали 1056 нехеликобактерных клонов, 127 филотипов и 5 доминирующих родов (Streptococcus, Prevotella, Rothia, Fusobacterium и Veillonella) бактерий. Несколько лет спустя X.X. Li и соавт. [15] проанализировали желудочную микробиоту 10 здоровых лиц путем клонирования и секвенирования 16S рРНК и определили 1223 нехеликобактерных клона, 133 филотипа и 5 доминирующих родов (Streptococcus, Prevotella, Neisseriae, Haemophilus и Porphyromonas). В 2013 г. L. Engstrand и М. Lindberg [16] исследовали желудочную микрофлору 13 здоровых пациентов с помощью пиросеквенирования и идентифицировали в желудке 200 филотипов и 5 доминирующую родов (Prevotella, Streptococcus, Veillonella, Rothia, Pasturellaceae). S. Delgado и соавт. [17] изучали желудочный сок и образцы биопсии слизистой оболочки желудка 12 здоровых лиц, используя культуральный метод и пиросеквенирование, и обнаружили, что наиболее распространенными были роды Streptococcus, Propionibacterium и Lactobacillus. У различных групп населения (афроамериканцы, латиноамериканцы, китайцы и европейцы) желудочная микрофлора имела очевидное сходство. При этом общее число родов бактерий в желудке достигает 85 (рис. 1) [18].

Активно исследуются отношения между Н. pylori и другой микрофлорой желудка. M.P. Tan и соавт. сообщили, что хроническая инфекция Н. pylori не приводит к существенному изменению микробиоты в желудке у мышей [19]. Точно так же E.M. Bik и соавт. не обнаружили существенных различий в желудочной микробиоте между H. рylori-положительными и H. рylori-отрицательными пациентами с точки зрения 16S рДНК [14]. Y. Khosravi и соавт. подтвердили эти результаты на большой выборке субъектов, включившей 131 H. рylori-положительных и 84 H. рylori-отрицательных пациентов [20]. Авторы систематического обзора пришли к следующему выводу: влияние Н. pylori на микробиом ЖКТ нуждается в дальнейшем изучении (рис. 2) [21].

В плане изучения взаимосвязи микрофлоры с патологией приобретает значение определения дисбиоза желудка. Японские авторы полагают, что дисбиоз желудка – это снижение нормальных доминантных штаммов и увеличение минорных штаммов бактерий [22].

Большое внимание в настоящее время уделяется изучению предраковых и онкологических заболеваний органов пищеварения [23, 24]. В работе шведских ученых была исследована микробиота 10 больных раком желудка и 5 лиц с диспепсией молекулярными методами. Секвенирование показало относительно низкое содержание H. pylori и доминирование у больных раком желудка анаэробных штаммов (Клостридии, Бактероиды), увеличение общего количества бактерий в желудке по сравнению с лицами с нормальной слизистой оболочкой желудка [25]. В другом исследовании количество бактерий семейства Helicobacteraceae было значительно снижено в группе лиц с раком желудка по сравнению с пациентами с хроническим гастритом, в то время как число бактерий семейства Streptococcaceae значительно возросло. Разнообразие и плотность микробиоты желудка в группе рака желудка было увеличено по сравнению со здоровыми лицами [26]. Авторы одной из обзорных работ пришли к выводу, что как H. pylori, так и другая флора могут играть роль в развитии рака желудка [18]. Американские ученые исследовали микробиоту желудка в популяциях с высоким и низким риском рака желудка в Колумбии. Жители горного г. Тукуеррес имели в 25 раз более высокий риск развития рака желудка, чем жители прибрежного г. Тумако, несмотря на сходную распространенность H. pylori. Были обследованы по 20 человек от каждого города. Микробиота желудка изучалась с помощью глубокого секвенирования амплифицированной 16S рДНК. Были обнаружены выраженные различия в микробиоте желудка в исследованных популяциях. Leptotrichia wadei и Veillonella sрp. были значительно более распространены в Тукуерресе, а Staphylococcus sрp. чаще определялись в Тумако [27].

Огромное значение для признания объективности изменений имеют международные классификации. Поэтому точка зрения авторов Киотского консенсуса, согласно которой гастрит может быть ассоциирован не только с H. pylori, но и с другими микроорганизмами, имеет очень большое значение [28]. Все вышесказанное позволяет сделать вывод об уже состоявшемся втором этапе революции, связанной с изучением микробиоты желудка. Очевидно, что дальнейшее понимание патогенеза заболеваний этого органа будет связано с изучением взаимодействия бактерий, вирусов, грибов и паразитов [29].


Литература


1. Abdo Z., Schüette U.M., Bent S.J., Williams C.J., Forney L.J., Joyce P. Statistical methods for characterizing diversity of microbial communities by analysis of terminal restriction fragment length polymorphisms of 16S rRNA genes. Environ. Microbiol. 2006;8(5):929–38.

2. Lederberg J. Infectious history. Science. 2000;288(5464):287–93.

3. Turnbaugh P.J., Ley R.E., Hamady M., Fraser-Liggett C.M., Knight R., Gordon J.I. The human microbiome project. Nature. 2007;449(7164):804–10.

4. Wang Z.K., Yang Y.S. Upper gastrointestinal microbiota and digestive diseases. World J. Gastroenterol. 2013;19(10):1541–50.

5. Peterson J., Garges S., Giovanni M., et al. The NIH Human Microbiome Project. Genome Res. 2009;19(12):2317–23.

6. Yang I., Nell S., Suerbaum S. Survival in hostile territory: the microbiota of the stomach. FEMS Microbiol. Rev. 2013;37(5):736–61.

7. Wu W.M., Yang Y.S., Peng L.H. Microbiota in the stomach: new insights. J. Dig. Dis. 2014;15(2):54–61.

8. Marshall B.J., Warren J.R. Unidentified curved bacilli in the stomach of patients with gastritis and peptic ulceration. Lancet. 1984;1(8390):1311–15.

9. Bacteria in the stomach. No authors listed. Lancet. 1981;2(8252):906–7.

10. Сытник С.И. Микрофлора слизистой оболочки желудка и двенадцатиперстной кишки у больных язвенной болезнью. Клин. хирургия. 1980;8:48–50.

11. Рычагов Г.П. Микробная флора язвы и ее значение при хирургическом лечении язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки. Вестник хирургии. 1983;9:36–40.

12. Kazor C.E., Mitchell P.M., Lee A.M., et al. Diversity of bacterial populations on the tongue dorsa of patients with halitosis and healthy patients. J. Clin. Microbiol. 2003;41(2):558–63.

13. Fraher M.H., O’Toole P.W., Quigley E.M. Techniques used to characterize the gut microbiota: a guide for the clinician. Nat. Rev. Gastroenterol. Hepatol. 2012;9(6):312–22.

14. Bik E.M., Eckburg P.B., Gill S.R., Nelson K.E., Purdom E.A., Francois F., Perez-Perez G., Blaser M.J., Relman D.A. Molecular analysis of the bacterial microbiota in the human stomach. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006;103(3):732–37.

15. Li X.X., Wong G.L., To K.F., Wong V.W., Lai L.H., Chow D.K., Lau J.Y., Sung J.J., Ding C. Bacterial microbiota profiling in gastritis without Helicobacter pylori infection or non-steroidal anti-inflammatory drug use. PLoS One. 2009;4(11):e7985.

16. Engstrand L., Lindberg M. Helicobacter pylori and the gastric microbiota. Best Pract. Res. Clin. Gastroenterol. 2013;27(1):39–45.

17. Delgado S., Cabrera-Rubio R., Mira A., Suárez A., Mayo B. Microbiological survey of the human gastric ecosystem using culturing and pyrosequencing methods. Microb. Ecol. 2013;65(3):763–72.

18. Cao L., Yu J. Effect of Helicobacter pylori Infection on the Composition of Gastric Microbiota in the Development of Gastric Cancer. Gastrointest. Tumors. 2015;2(1):14–25.

19. Tan M.P., Kaparakis M., Galic M., Pedersen J., Pearse M., Wijburg O.L., Janssen P.H., Strugnell R.A. Chronic Helicobacter pylori infection does not significantly alter the microbiota of the murine stomach. Appl. Environ. Microbiol. 2007;73(3):1010–13.

20. Khosravi Y., Dieye Y., Poh B.H., Ng C.G., Loke M.F., Goh K.L., Vadivelu J. Culturable bacterial microbiota of the stomach of Helicobacter pylori positive and negative gastric disease patients. ScientificWorld J. 2014;2014:610421.

21. Sheh A., Fox J.G. The role of the gastrointestinal microbiome in Helicobacter pylori pathogenesis. Gut Microbes. 2013;4(6):505–31.

22. Iizasa H., Ishihara S., Richardo T., Kanehiro Y., Yoshiyama H. Dysbiotic infection in the stomach. World J. Gastroenterol. 2015;21(40):11450–57.

23. Буторин Н.Н., Бичурина Т.Б., Цуканов В.В., Каспаров Э.В., Куклин Д.В., Тимошенко В.О., Штыгашева О.В., Маады А.С., Васютин А.В. Распространенность и клинические аспекты пищевода Барретта у населения Восточной Сибири. Тер. архив. 2013;1:62–5.

24. Цуканов В.В., Третьякова О.В., Амельчуго-ва О.С., Каспаров Э.В., Родина Д.В., Васютин А.В., Буторин Н.Н., Тонких Ю.Л. Распространенность атрофического гастрита тела желудка у населения г. Красноярска старше 45 лет. Росс. журн. гастроэнтерол., гепатол., колопроктол. 2012;4:27–31.

25. Dicksved J., Lindberg M., Rosenquist M., Enroth H., Jansson J.K., Engstrand L. Molecular characterization of the stomach microbiota in patients with gastric cancer and in controls. J. Med. Microbiol. 2009;58(Pt. 4):509–16.

26. Eun C.S., Kim B.K., Han D.S., et al. Differences in gastric mucosal microbiota profiling in patients with chronic gastritis, intestinal metaplasia, and gastric cancer using pyrosequencing methods. Helicobacter. 2014;19(6):407–16.

27. Yang I., Woltemate S., Piazuelo M.B., Bravo L.E., Yepez M.C., Romero-Gallo J., Delgado A.G., Wilson K.T., Peek R.M., Correa P., Josenhans C., Fox J.G., Suerbaum S. Different gastric microbiota compositions in two human populations with high and low gastric cancer risk in Colombia. Sci Rep. 2016;6:18594.

28. Sugano K., Tack J., Kuipers E.J., Graham D.Y., El-Omar E.M., Miura S., Haruma K., Asaka M., Uemura N., Malfertheiner P. Kyoto global consensus report on Helicobacter pylori gastritis. Gut. 2015;64(9):1353–67.

29. Minemura M., Shimizu Y. Gut microbiota and liver diseases. World J. Gastroenterol. 2015;21(6):1691–702.


Об авторах / Для корреспонденции


В.В. Цуканов – д.м.н., проф. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт медицинских проблем Севера», заведующий клиническим отделением патологии пищеварительной системы у взрослых; e-mail: gastro@impn.ru


Похожие статьи


Бионика Медиа