Исследование, проведенное международной исследовательской группой, на сегодняшний день является крупнейшим в мире популяционным исследованием связи между микробиотой кишечника человека, здоровьем и уровнем летальности в последующие десятилетия.
Состав микробиоты кишечника участников исследования был проанализирован на основе образцов кала, собранных в 2002 году. Исследователи имели доступ к данным о последующей смерти испытуемых до 2017 года, то есть почти до сегодняшнего дня.
"Среди энтеробактерий, предсказывающих летальный исход, было много патогенных штаммов бактерий и наш выбор образа жизни может влиять на их количество в кишечнике. Изучая состав микробиоты кишечника, мы могли бы улучшить прогнозирование летальности, даже принимая во внимание другие значимые факторы риска, такие как курение и ожирение. Данные, использованные в этом исследовании, впервые позволяют изучить долгосрочное влияние микробиоты кишечника человека на здоровье на популяционном уровне", - говорит руководитель исследования, опубликованного в Nature Communications, Теему Нииранен.
Бактерии, прогнозирующие более короткую продолжительность жизни, были обнаружены исследователями, когда они сопоставили данные о состоянии здоровья испытуемых и секвенирования миллиардов ДНК, изученных в ходе исследования. "Мы разработали алгоритм машинного обучения, который проверил данные на наличие видов микроорганизмов, имеющих значительную ассоциацию с летальностью среди участников исследования в последующие два десятилетия после взятия образца", - рассказывает Нииранен. "Финские популяционные исследования уникальны по своим масштабам и охвату даже в глобальном масштабе. Благодаря новым методам анализа данных мы теперь можем более тщательно изучить конкретные связи между микробиотой и, например, старением и заболеваемостью", - продолжает он.
Aaro Salosensaari et al. Таксономические характеристики риска летального исхода по конкретной причине в микробиоме кишечника человека (аннотация).
Сбор фекального материала и развитие технологий секвенирования позволили проводить стандартизированное и неинвазивное профилирование микробиома кишечника. Состав микробиома в нескольких больших когортах был перекрестно связан с различными факторами образа жизни и заболеваниями. Несмотря на эти достижения, проспективные ассоциации между составом микробиома и здоровьем остаются не изученными из-за отсутствия достаточно больших и репрезентативных популяционных когорт со всеобъемлющими данными последующего наблюдения.
В данном исследовании мы проанализировали долгосрочную связь между изменением микробиома кишечника и летальностью в хорошо фенотипизированной и репрезентативной когорте населения Финляндии (n = 7211). Мы сообщаем о надежных таксономических и функциональных признаках микробиома, относящихся к семейству Enterobacteriaceae, которые связаны с риском летального исхода от всех причин в течение 15 лет наблюдения. Наши результаты расширяют предыдущие кросс-секционные исследования и помогают создать основу для изучения долгосрочных ассоциаций между составом микробиома кишечника человека, инцидентными исходами и общим состоянием здоровья.
Наши результаты развивают современные исследования, демонстрируя особенно сильную связь между представителями семейства Enterobacteriaceae и смертностью от желудочно-кишечных и респираторных причин в условиях когортного исследования общей популяции с длительным наблюдением. В предыдущих кросс-секционных исследованиях было отмечено, что представители семейства Enterobacteriaceae чаще встречаются у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника и колоректальным раком.
Существует предположение, что Enterobacteriaceae, обычно доминирующие в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, обогащаются в стуле из-за ускорения времени прохождения стула, что происходит при диарее, симптоме многих желудочно-кишечных заболеваний. Было также показано, что опосредованное хозяином воспаление нарушает микробиом кишечника и способствует чрезмерному росту Enterobacteriaceae. С другой стороны, увеличение распространенности и повышение вирулентного потенциала кишечной E. coli связано с инфекциями мочевыводящих путей.
На самом деле, внекишечные штаммы E. coli часто существуют в кишечнике без последствий, но имеют способность распространяться и колонизировать другие ниши организма, включая кровь, центральную нервную систему и мочевыводящие пути, что приводит к заболеваниям. Энтеробактерии с множественной лекарственной устойчивостью, культивированные из образцов кожи или крови, также ассоциировались с ухудшением исходов у отобранных групп пациентов отделений интенсивной терапии в течение краткосрочного наблюдения от нескольких недель до нескольких месяцев.
Наши результаты улучшают понимание связи между энтеробактериями и уровнем летальности в общей популяции. Мы демонстрируем сильную связь между кишечными Enterobacteriaceae и летальными исходами в случайной выборке населения в течение 15 лет наблюдения, что позволяет повысить обобщаемость наших результатов и получить доказательства долгосрочных ассоциаций микробиома кишечника со здоровьем.
Наши данные также доказывают, что микробиом может быть использован для оценки рисков летального исхода. Потребуются дополнительные исследования, чтобы оценить, какие заболевания можно наиболее эффективно предсказать с помощью профилирования микробиома. Кроме того, наши результаты могут помочь создать основу для отбора людей, предрасположенных к заболеваниям, в рандомизированные испытания для оценки причинно-следственных связей между изменениями микробиома кишечника и состоянием здоровья. Однако еще предстоит провести обширные исследования, прежде чем секвенирование микробиома человека можно будет использовать для прогнозирования, профилактики и целенаправленного лечения заболеваний.
