Микробиота кишечника, как повелитель марионеток. Соединяя эпидемиологию инфекционных, аутоиммунных и метаболических заболеваний (аннотация)Микробиота кишечника, как повелитель марионеток. Соединяя эпидемиологию инфекционных, аутоиммунных и метаболических заболеваний
Показано, что целостность микробиоты кишечника человека коррелирует с восприимчивостью и исходом инфекционных, метаболических и аутоиммунных заболеваний.
Это стало еще более очевидным с началом пандемии SARS-CoV-2. В самом начале пандемии было высказано предположение, что микробиота кишечника влияет на течение заболевания COVID-19 (Dhar and Mohanty, 2020). Недавно в когортном исследовании было продемонстрировано, что состав микробиоты кишечника связан с тяжестью заболевания у пациентов с COVID-19 (Yeoh et al., 2021). Более того, в соответствии с тем, что метаболические заболевания (причинно) связаны с микробиотой кишечника, инфекция SARS-CoV-2 в настоящее время признана как фактор, усугубляющий осложнения метаболических заболеваний (le Roux, 2021). И наоборот, если раньше дисбиоз микробиоты кишечника ассоциировался с развитием аутоиммунных заболеваний, то теперь показано, что он также повышает риск развития COVID-19 (Akiyama et al., 2021).
Инфекционные, аутоиммунные и метаболические заболевания оказывают огромное давление как на качество жизни, так и на экономику. Для всех трех типов заболеваний известно, что качество состава микробиоты кишечника коррелирует как с началом, так и с прогрессированием заболевания. Следовательно, поддержание эубиоза и предотвращение постепенной необратимой потери полезных микроорганизмов в микробной экосистеме кишечника имеет огромное значение. Таким образом, эпидемиологические тенденции этих типов заболеваний могут служить косвенным показателем целостности микробиоты кишечника человека.
Учитывая все это, необходимо изучить последние исторические тенденции в области инфекционных, аутоиммунных и метаболических заболеваний, поскольку эти данные могут служить косвенными показателями необходимости нашего воздействия на полезные микроорганизмы. Это воздействие способствует целостности микробиоты кишечника и, следовательно, нашей устойчивости к болезням в целом. Необходимо изучить современные тенденции развития заболеваний; более ранние исследования уже предупреждали о последствиях постепенной потери микробов в нашем кишечнике (Blaser and Falkow, 2009).
Потери полезных микроорганизмов в масштабах популяции зависят не только от улучшения гигиены, но и от использования антибиотиков. Последствия этого не ограничиваются снижением устойчивости к (вновь появляющимся) инфекционным заболеваниям, поскольку в основополагающей работе Баха 2002 года уже было показано быстрое увеличение заболеваемости аутоиммунными заболеваниями, такими как диабет первого типа (T1D) и астма, в западном мире в течение последних 50 лет двадцатого века. Этот рост сопровождался значительным снижением заболеваемости "классическими" инфекционными заболеваниями, такими как туберкулез и корь, что объясняется улучшением гигиены и программами вакцинации (Bach, 2002).
В связи с этим мы провели инвентаризацию заболеваемости различными архетипическими, "классическими" инфекционными заболеваниями за последние 40 лет, обновив данные, представленные в работе Bach (2002). В понятие "классические" мы не включаем недавно появившиеся инфекционные заболевания, такие как SARS и COVID-19, поскольку исторические данные по ним охватывают лишь несколько лет, а значит, имеют ограниченную статистическую достоверность. Кроме того, мы собрали данные о заболеваемости несколькими аутоиммунными заболеваниями за тот же период времени, а также о распространенности метаболических заболеваний. Эти данные были дополнены данными об использовании антибиотиков и охвате вакцинацией, которые мы также проанализировали.
Наши данные свидетельствуют о резком увеличении числа аутоиммунных заболеваний, примером чего является заболеваемость Т1Д и рассеянным склерозом (РС). В целом, аутоиммунитет считается предрасположенностью к инфекционным заболеваниям. Однако недавние мета-анализы показывают, что в целом аутоиммунные заболевания не приводят к более тяжелому исходу COVID-19 (Liu et al., 2020; Druyan et al., 2021). Тем не менее, сопутствующие заболевания, которыми могут страдать пациенты с аутоиммунными показаниями, а также иммунная терапия, которую получают эти пациенты, могут привести к повышенной уязвимости к COVID-19, как это было недавно показано для пациентов с РС (Chaudhry et al., 2021; Reder et al., 2021).
Также, наши данные свидетельствуют о сильном росте распространенности метаболического синдрома, которая в США, в 2018 году приблизилась к 40%. Известно, что ожирение и метаболический синдром влияют на иммунитет, приводя к повышенной восприимчивости к инфекционным заболеваниям. Более того, нарушения в перекрестном взаимодействии между иммунной и метаболической системами могут привести к аутоиммунным заболеваниям (Zmora et al., 2017; Medina et al., 2018). Последние данные, предоставленные CDC, показали, что у госпитализированных пациентов с COVID-19 при перечислении сопутствующих заболеваний преобладали метаболические признаки (до ∼50%), причем эссенциальная гипертензия, нарушения липидного обмена, ожирение, диабет с осложнениями, атеросклероз и другие заболевания сердца составляли первую пятерку признаков (Gundlapalli, 2021). В настоящее время SARS-CoV-2 признается как фактор, способствующий развитию осложнений метаболических заболеваний.
Применение антибиотиков может привести к распространению генов AMR в микробиоте человека - резистоме - и последствия для общества ошеломляют. Недавнее исследование показало, что более 1,2 миллиона смертей в 2019 году могут быть связаны с бактериальной AMR (Murray et al., 2022). Поскольку резистом наследуется по материнской линии, а также развивается в течение жизни (Pärnänen et al., 2018), эта проблема, вероятно, еще больше обострится в ближайшие годы. Хотя рост AMR сам по себе является тревожной проблемой здравоохранения, осложнения, связанные с изменениями микробиоты кишечника, вызванными антибиотиками, более глубоки. Описана связь между использованием антибиотиков и такими различными заболеваниями, как ожирение, диабет (T1D и T2D) и астма.
Учитывая, что микробиота кишечника тесно связана с метаболическими показателями, а также с аутоиммунными расстройствами, можно предположить, что постепенное снижение качества микробиоты кишечника в течение последних десятилетий является общим фактором, объясняющим как метаболические, так и аутоиммунные показатели заболеваемости. Важно отметить, однако, что, несмотря на относительно более высокое использование антибиотиков во Франции и Италии, в этих странах отмечается более низкий уровень заболеваемости аутоиммунными заболеваниями, такими как РС и Т1Д. Это подтверждает мысль о том, что влияние антибиотиков на заболеваемость аутоиммунными заболеваниями является многофакторным и должно рассматриваться углубленно (Bach, 2021).
В то время как улучшение гигиенических мер способствовало снижению числа типичных инфекционных заболеваний, одновременно по всему миру наблюдается резкое увеличение числа возникающих и вновь появляющихся инфекционных заболеваний. Прогрессивно изменяющийся состав микробиоты указывает на нарушение иммунного созревания, что приводит к снижению реакции на патогенные инфекции. В свете этого следует продолжить изучение связи между нарушением состава микробиоты и снижением уровня известных патогенных инфекций с ростом аутоиммунных заболеваний (Bach, 2021). Необходимо рассматривать и многообещающие результаты применения функциональных продуктов питания в управлении кишечным резистомом (Tsigalou et al., 2020). Еще предстоит выяснить, позволят ли хозяевам эти изменения микробиома кишечника сохранить достаточную устойчивость к заражению вновь возникающими инфекционными заболеваниями. Более того, учитывая широкое внедрение гигиенических мер COVID-19, представляет интерес изучение влияния на заболеваемость аутоиммунными и инфекционными заболеваниями в последующие годы. Раннее снижение заболеваемости гриппом может быть канарейкой в угольной шахте, указывающей на сокращение распространения как полезных, так и патогенных микробов в результате мер социальной дистанцированности (Sullivan et al., 2020).
В целом наши результаты показывают, что усилия по вакцинации коррелируют с относительно низким уровнем заболеваемости типичными инфекционными заболеваниями. Однако аутоиммунные и метаболические заболевания, наряду с использованием антибиотиков, резко возрастают. Эти данные свидетельствуют о том, что состояние микробиоты кишечника постоянно ухудшается, что отражается в косвенных показателях. Таким образом, показанные здесь эпидемиологические тенденции могут послужить отправной точкой для понимания взаимосвязи между этими различными типами заболеваний, что может быть использовано для будущих стратегий профилактики и смягчения последствий, таких как целенаправленная стимуляция и подпитка микроорганизмов с помощью, например, ферментированных продуктов, пребиотиков и пробиотиков.
