Мультиомическое исследование микробиоты кишечника, связанное с трансплантацией фекальной микробиоты (аннотация)Мультиомическое исследование микробиоты кишечника, связанное с трансплантацией фекальной микробиоты
С развитием технологий мультиомики и экспериментальных животных моделей исследователи получили обширную информацию о различных типах заболеваний, связанных с дисбиозом микробиоты кишечника, и о причинной роли микробиоты кишечника в развитии заболеваний.
Трансплантация фекальной микробиоты (FMT), как новый способ вмешательства в заболевание, последовательно продемонстрировала свой потенциал при других заболеваниях, таких как воспалительные заболевания кишечника, синдром раздраженного кишечника, запоры с медленным транзитом, печеночная энцефалопатия, аутизм и метаболический синдром в большей степени, чем рецидивирующая инфекция Clostridium difficile (rCDI).
Однако многие моменты в процедурах FMT еще предстоит раскрыть. Например, необходимо провести скрининг и оценить здоровый микробиом доноров стула, чтобы контролировать безопасность и эффективность FMT. Также важно выявить механизм эффективности применения FMT, что может послужить лучшей основой для точного применения FMT. Следует также отметить, что другие формы трансплантации микробиоты, помимо FMT, также являются перспективными.
В данном обзоре представлены 11 статей, обобщающих последние достижения в области потенциальной значимости дисбиоза кишечника в развитии заболеваний, технологии и практического применения FMT.
Касательно потенциальной значимости дисбиоза кишечника в развитии заболеваний, в шести статьях отдельно упоминается связь микробиоты кишечника с резистентностью к лекарственным препаратам, аппендэктомией, возрастной макулярной дегенерацией, энцефалопатией, вызванной микробной инфекцией, здоровьем новорожденных и ожирением.
Предыдущие исследования показали, что резистентные бактерии демонстрируют замедление метаболизма, в то время как молекулярный механизм остается малоизученным. Проведя сравнительный протеомный анализ, Shen et al. выявили девять генов, участвующих в метаболических путях, значительно связанных с МИК амикацина/котримоксазола, что позволяет предположить, что изменение метаболической сети напрямую связано с резистентностью к антибиотикам.
Все больше данных свидетельствуют о том, что аппендикс человека играет важную биологическую роль в регуляции кишечной иммунной системы и микробиома. Cai et al. исследовали изменения в сообществах бактерий и грибов кишечника, ассоциированные с аппендэктомией у 60 человек, и обнаружили, что влияние аппендэктомии на фекальное сообщество грибов более выражено и продолжительно, чем на бактерии.
Сепсис-ассоциированная энцефалопатия (САЭ) определяется как диффузная дисфункция мозга без поражения ЦНС у пациентов с сепсисом. Zhao et al. исследовали предикторы, связанные с госпитальной смертностью у пациентов с САЭ, и создали комплексную визуальную прогностическую номограмму госпитальной смертности, которая оказалась лучше, чем SAPS II.
Li et al. охарактеризовали микробиом фекалий и профили метаболомики в мышиной модели лазерно-индуцированной хороидальной неоваскуляризации и определили, что Lachnospiraceae_UCG-001 и Candidatus_Saccharimonas сильно коррелируют с измененными метаболитами фекалий, что может помочь в разработке новых терапевтических стратегий при неоваскулярной возрастной макулярной дегенерации.
Модуляция микробиоты кишечника может быть эффективной стратегией для облегчения ожирения и связанных с ним метаболических нарушений. Xin et al. разработали эффективный протокол предварительной обработки замораживанием-размораживанием для улучшения извлечения микробной ДНК из мекония, что поможет исследователям, которые стремятся изучить характеристики микробиоты кишечника, связанные с неонатальными заболеваниями.
Zou et al. оценили эффект гинзенозида Rb1 против ожирения у мышей на высокожировой диете и обнаружили многомасштабные механизмы, которые могут объяснить терапевтический эффект Rb1 против ожирения.
В связи с накоплением данных необходимо использовать компьютерные методы для прогнозирования потенциальных ассоциаций между микробами и заболеваниями. Yang et al. построили комплексную сеть микроорганизм-заболевание, объединив известные ассоциации между микробами и заболеваниями из трех новых крупномасштабных баз данных, и использовали эту сеть для определения приоритетов микробов-кандидатов, ассоциированных с заболеваниями. Результаты показали, что это эффективный метод для определения приоритетов новых микроорганизмов, ассоциированных с заболеваниями, что поможет нам лучше понять их патогенез.
Выбор надежных здоровых доноров является важнейшим фактором успеха FMT, в то время как скрининг и определение состояния здоровья связаны с оценками, включая анкетирование, клиническую оценку, анализ кала, анализ крови и анализ микробиоты кишечника.
Yu et al. разработали модель искусственного интеллекта (ИИ) для выявления пациентов с положительным результатом на COVID-19 по результатам первого КТ-обследования после поступления и прогнозирования прогрессирования в сочетании с лабораторными результатами, что может помочь эффективно исключить пациентов с COVID-19 для проверки доноров.
Хотя FMT применяется у пациентов с запорами, механизм, лежащий в их основе, остается неясным. Zhang et al. оценили клиническую эффективность и способность микробиоты кишечника к ремоделированию при помощи FMT и обнаружили, что эффективность FMT при лечении запоров может коррелировать с обилием ключевых бактерий, таких как Fusicatenibacter и Paraprevotella, и производством бутирата.
Доказано, что дисбиоз кишечника, который означает потерю разнообразия микробиома и структурного гомеостаза в кишечнике, связан с некротическим энтероколитом недоношенных детей (НЭК). Lin et al. обнаружили, что НЭК характеризуется дисрегуляцией метаболизма, а комбинированное лечение FMT и сульперазоном показало наибольшую пользу при НЭК.
Вдохновленный сходством кишечной и вагинальной микробиоты, успех FMT вдохновил на трансплантацию вагинальной микробиоты (VMT), предложенную для лечения дисбактериоза влагалища. Безопасная, стандартная и эффективная VMT принесет новую надежду пациенткам с гинекологическими заболеваниями и имеет хорошие перспективы применения (Han et al.).
В целом, данный обзор знакомит читателей с потенциальной значимостью дисбиоза кишечника в развитии заболеваний, технологией и практическим применением FMT. К сожалению, в литературе почти нет глубоких дискуссий о механизме роли FMT. Необходимо проводить больше клинических исследований для поддержки новых терапевтических стратегий, направленных на микробиоту кишечника посредством FMT. Метагеномика, метаболомика, культуральная омика и другая омика в сочетании с высокопроизводительным анализом необходимы для выявления точных перекрестных связей между заболеваниями хозяина и микробиотой кишечника, ассоциированной с FMT.
