Бактериальные сигнатуры церебральных тромбов при инсульте с окклюзией крупных сосудов (аннотация)Бактериальные сигнатуры церебральных тромбов при инсульте с окклюзией крупных сосудов
Появились исследования оси "мозг - кишечник", т.е. взаимосвязи между инсультом и микробиотой кишечника, которые указывают на тесную и взаимную связь комменсальной микробиоты с образованием тромбина, артериальным тромбозом и инсультом.
Например, индуцированный микробиотой сигнал Toll-like receptor 2 (TLR2) стимулирует синтез фактора фон Виллебранда в печеночном эндотелии мышей, что способствует росту тромба в поврежденной перевязкой сонной артерии. Микроорганизмы кишечника также могут непосредственно повышать гиперреактивность тромбоцитов и ускорять тромбообразование за счет образования триметиламин-N-оксида (ТМАО), распространенного бактериального метаболита. Более того, после острого инсульта гиперпроницаемость кишечного барьера усиливает транслокацию и передачу селективных штаммов из кишечной микробиоты хозяина, что, в свою очередь, усугубляет инфаркт головного мозга и последующие исходы.
Недавние исследования также показали, что колонизация микробиоты в тромбах пациентов с инфарктом миокарда может влиять на прогрессирование тромбоза и риск развития основных неблагоприятных сердечно-сосудистых событий. Однако до того, как эндоваскулярная механическая тромбэктомия была признана методом первой линии лечения острого ишемического инсульта (ОИИ) с окклюзией крупного сосуда (ОКС), данные о микробном анализе тромбов у пациентов с инсультом были весьма скудными. Эндоваскулярное лечение не только значительно улучшает исходы у пациентов с инсультом при ОКС по сравнению с традиционным лечением, но и предоставляет уникальную возможность для изучения состояния тромба у таких пациентов, в том числе микробиоты тромба. Однако в ряде недавних исследований, посвященных этому вопросу, были получены противоречивые данные о наличии бактерий в извлеченных церебральных тромбах у таких пациентов, и мало что известно об источнике микробиоты тромба и ее связи с исходами после тромбэктомии. Кроме того, эти исследования в основном имели небольшой размер выборки или упрощенную методику анализа микробиоты (например, количественная ПЦР-амплификация).
В данном исследовании мы поставили перед собой цель изучить микробные особенности церебральных тромбов, собранных с помощью стент-ретривера в течение 24 ч от начала инсульта у пациентов с ОКС, используя современные технологии секвенирования (ампликонное секвенирование нового поколения гена 16S рРНК), флуоресцентной гибридизации in situ (FISH) и быстрого отслеживания микробных источников (FEAST), и соотнести микробные особенности с исходами после тромбэктомии.
В настоящем исследовании большинство бактерий, присутствовавших в тромбе, относились к филуму Proteobacteria (относительная численность 73,3%), включая 12 из 20 ведущих родов микробиома тромба. Избыток протеобактерий обычно рассматривается как маркер дисбиоза кишечника и микробная сигнатура эпителиальной дисфункции. Предыдущие исследования выявили протеобактерии в различных участках тела человека и обнаружили значительное увеличение количества протеобактерий в атеросклеротической бляшке. В настоящем исследовании впервые выявлено чрезмерное увеличение количества Proteobacteria в тромбе у пациентов, перенесших инсульт, которые, согласно прогнозу BugBase, являются потенциально патогенными бактериями, однако механизмы, лежащие в их основе, остаются неясными и требуют дальнейшего изучения.
В нашем исследовании также выявлены различные микробные характеристики тромба при кардиоэмболическом инсульте (КЭ) и атеросклерозе крупных артерий (АКА). В соответствии с результатами предыдущих исследований, Lactobacillus и Chryseobacterium, менее распространенные бактерии, не ферментирующие лактозу, которые стали важными оппортунистическими патогенами, были значительно более многочисленны в тромбах пациентов с инсультом АКА, в то время как представители семейства Veillonellaceae были более многочисленны у пациентов с инсультом КЭ.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что бактерии, особенно условно-патогенные, могут участвовать в тромбообразовании и ОКС независимо от подтипов инсульта, роль которых, возможно, недооценивалась, однако ассоциации между различными бактериями и различными подтипами инсульта (например, КЭ или АКА) и лежащие в их основе механизмы требуют дальнейшего изучения. Кроме того, характер распределения бактерий, визуализированный с помощью FISH в тромбах при инсультах КЭ и АКА, был различным: большинство бактерий в тромбах при инсультах КЭ были агрегированы в лейкоцитах и на поверхности фибрина, в то время как бактерии в тромбах при АКА в основном свободно распределялись на поверхности эритроцитов.
Бактерии, находящиеся в системной циркуляции, могут участвовать в процессе тромбообразования при определенных стимулах. Предыдущие исследования показали, что присутствие бактерий способствует тромбообразованию даже при отсутствии атеросклероза in situ. Когда бактерии собираются в скопления, специфическая пространственная локализация Bacillus может влиять на процесс коагуляции и непосредственно активировать свертывание крови в течение нескольких минут. Кроме того, некоторые виды бактерий, например Staphylococcus aureus, могут выделять прокоагулянтные факторы и способствовать свертыванию плазмы крови, чтобы избежать разрушительной атаки со стороны иммунной системы. Наше исследование показало, что и Bacillus, и Staphylococcus присутствовали в аспирированном тромбе от пациентов с инсультом ОКС с относительным содержанием 2,1% и 1,2% соответственно. Примечательно, что, судя по прогнозу BugBase, в сообществе тромба преобладали грамотрицательные бактерии, а способность к образованию биопленок была значительно выше, чем в других образцах. Таким образом, бактерии в тромбе могут играть важную роль в обеспечении свертываемости крови.
Ранние АЭ (геморрагическая трансформация и др.) после механической тромбэктомии ассоциируются с плохим прогнозом у пациентов с ОКС. В нашем исследовании уровень Acinetobacter и Enterobacteriaceae (условно-патогенных микроорганизмов) в образцах тромба был значительно выше у пациентов с периоперационными неблагоприятными событиями (ПНС) в течение 48 ч после поступления, чем у тех, у кого их не было. Кроме того, более высокая численность Acinetobacter в тромбе достоверно ассоциировалась с более высоким риском 3-месячной смертности у пациентов с инсультом, перенесших ОКС, независимо от других факторов.
Виды Acinetobacter - вездесущие организмы, широко распространенные в природе и способствующие возникновению целого ряда нозокомиальных инфекций. Обогащение кишечника представителями семейства Enterobacteriaceae ассоциируется с повышенным риском развития инсульта и является независимым предиктором плохих исходов после инсульта. Кроме того, мы обнаружили повышенное содержание Acinetobacter в образцах плазмы крови пациентов, у которых развились ПНС или которые умерли в течение 90 дней, что подтвердило ассоциации между микробиотой тромба и клиническими исходами.
Более глубокое понимание механизмов, лежащих в основе ассоциаций между этими бактериями и худшими исходами после инсульта, и целенаправленная регуляция микробиома в плазме крови и/или тромбе могут способствовать профилактике тромбоза, снижению риска инсульта и улучшению прогноза пациентов с инсультом. Будущие исследования с использованием специфического бактериального окрашивания и тестов на жизнеспособность бактерий могут помочь выявить роль конкретных бактерий в тромбообразовании и прогнозе после инсульта. Кроме того, результаты данного клинического обсервационного исследования должны быть подтверждены на животных моделях и на клеточном уровне в будущих исследованиях.
Наше исследование подтвердило наличие бактерий в большинстве тромбов, полученных от больных инсультом с ОКС, и пролило свет на характеристики микробиома тромба. Также были выявлены возможные различия в концентрации бактерий, доминирующих бактерий и характере их распределения в тромбах, полученных при инсультах КЭ и АКА. Кроме того, более высокая численность условно-патогенных микроорганизмов в тромбе была тесно связана с более высоким риском периоперационных осложнений и 90-дневной смертности после механической тромбэктомии при ОКС. Для уточнения роли микробиоты в тромбообразовании, возникновении и прогнозе инсульта, а также механизмов, лежащих в его основе, необходимы будущие более масштабные исследования с использованием бактериальных культур, специфического окрашивания бактерий и определения экспрессии рецепторов.
