В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Medicine, ученые из Университета Калгари проанализировали динамику фекальной микробиоты и провели профилирование воспалительных реакций и системного иммунитета по отдельным клеткам, чтобы выявить ассоциации между дисбиозом микробиома кишечника и повышенным риском нозокомиальных инфекций.
Нозокомиальные или внутрибольничные инфекции широко распространены среди тяжелобольных пациентов, находящихся на аппаратах жизнеобеспечения и поступающих в отделения интенсивной терапии. Помимо повышенного риска нозокомиальных инфекций из-за инвазивных медицинских устройств, таких как эндотрахеальные трубки, внутрисосудистые катетеры и катетеры мочевого пузыря, ослабление адаптивного и врожденного иммунитета пациентов, как полагают, также делает тяжелобольных пациентов восприимчивыми к инфекциям, вызванным патогенами, которые редко инфицируют здоровых людей.
Исследования на животных моделях и на людях показали, что микробиом кишечника играет важную роль в поддержании иммунитета, причем не только в кишечнике, но и системно. Дисбиоз микробиома кишечника у госпитализированных пациентов и пациентов, поступивших в отделения интенсивной терапии, также ассоциируется с повышенной вероятностью инфекций и неблагоприятных исходов. Хотя повышенная численность патобионтов в кишечнике может объяснить некоторые инфекции, инфекции также вызываются и другими микроорганизмами, помимо типичных патобионтов, что указывает на то, что в повышении риска инфекций у тяжелобольных госпитализированных пациентов участвуют другие механизмы.
В данном исследовании ученые использовали мультиомический подход для анализа фекальной микробиоты в проспективной долговременной когорте из 51 взрослого пациента, которые находились в критическом состоянии и были госпитализированы в хирургические, неврологические, медицинские и травматологические отделения интенсивной терапии. В исследование были включены только пациенты, поступившие недавно и нуждавшиеся в искусственной вентиляции легких в отделении интенсивной терапии в течение не менее трех дней.
Пациенты, которые находились в стационаре более двух дней в любое время в течение трех месяцев, предшествовавших поступлению в отделение интенсивной терапии, были исключены из исследования, чтобы избежать влияния на результаты. Пациенты с ослабленным иммунитетом, или принимавшие антибиотики в течение трех дней, предшествовавших поступлению в отделение интенсивной терапии, или имевшие злокачественные опухоли желудочно-кишечного тракта или воспалительные заболевания кишечника, или если предполагалось, что они не смогут прожить более трех дней на момент поступления в отделение интенсивной терапии, также не были включены в исследование.
Для изучения состава фекального микробиома использовались ректальные мазки с последующим ампликонным секвенированием гена 16s рРНК в образцах. Мазки брались в день поступления пациентов в отделение интенсивной терапии, а затем на третий и седьмой день после поступления. Кроме того, с помощью цитометрии был проведен анализ отдельных клеток, чтобы понять изменения адаптивного и врожденного иммунитета у пациентов, находящихся в критическом состоянии. Также была изучена роль специфических дефектов иммунной системы, связанных с дисбиозом видов Enterobacteriaceae, в повышении риска грибковых и бактериальных нозокомиальных инфекций.
Результаты показали, что системный иммунитет и микробиом кишечника образуют интегрированную метасистему, и дисбиоз в кишечнике приводит к нарушению защиты организма, повышая риск внутрибольничных инфекций. Более того, увеличение количества Enterobacteriaceae в кишечнике было связано с повышенным системным воспалительным ответом и дисрегуляцией реакции миелоидных клеток. Хотя влияние обилия Enterobacteriaceae на адаптивный иммунитет было меньше, врожденные иммунные реакции были нарушены: увеличилось количество незрелых и гипофункциональных нейтрофилов и повысился риск грибковых и бактериальных инфекций.
Авторы считают, что ограниченное влияние дисбиоза микробиома кишечника на адаптивные иммунные реакции может быть связано с тем, что исследование проводилось только в течение первой недели после поступления в отделение интенсивной терапии. Однако продолжающийся дисбиоз микробиома кишечника может привести к дисрегуляции адаптивных иммунных реакций в течение всего периода пребывания в отделении интенсивной терапии, о чем свидетельствуют результаты других исследований, в которых сообщалось об апоптозе лимфоцитов и повышенном риске развития дисфункции органов и нозокомиальных инфекций.
В целом, полученные данные свидетельствуют о том, что повышенный риск нозокомиальных инфекций у тяжелобольных пациентов, поступивших в отделения интенсивной терапии, связан с дисбиозом метасистемы, включающей микробиом кишечника и системные иммунные реакции. Более того, на ранних стадиях поступления в отделение интенсивной терапии дисбаланс микробиома кишечника с обогащением Enterobacteriaceae, по-видимому, оказывает существенное влияние на врожденные иммунные реакции, а не на адаптивный иммунитет. Однако при длительном дисбиозе могут пострадать и адаптивные иммунные реакции.
Целенаправленная коррекция дисбиоза метасистемы иммунитет-микробиом у пациентов, поступивших в отделения интенсивной терапии, может снизить предрасположенность к нозокомиальным инфекциям и улучшить исходы.
