Поддержание и возможное восстановление микробиоты человека считается жизненно важным аспектом жизнестойкости людей и животных, защищающим от множества инфекционных и воспалительных заболеваний.
Пробиотики, определяемые как "живые микроорганизмы, которые при введении в достаточном количестве приносят пользу здоровью хозяина" (ВОЗ, 2002), продемонстрировали потенциал в качестве клинического метода лечения нескольких инфекционных заболеваний, в том числе и COVID-19 (Lei et al., 2017; Infusino et al., 2020). Исследования показывают, что пробиотики могут быть использованы для лечения инфекционных заболеваний благодаря их благотворному влиянию на микробиоту хозяина, что, в свою очередь, может привести к различным другим преимуществам для здоровья. Наиболее важной мишенью для пробиотиков на сегодняшний день является микробиота кишечника, поскольку она вносит существенный вклад в развитие иммунной системы и является крупнейшим иммунным органом человеческого организма (Ubeda and Pamer, 2012). Тем не менее, многообещающие результаты были получены и в отношении, например, микробиоты легких, где пробиотики оказывают свое действие через ось кишечник-легкие (Dumas et al., 2018; de Oliveira et al., 2021).
Некоторые из эффектов, которые могут оказывать пробиотики, изменяя микробиоту кишечника человека, включают повышение противовирусной активности после вакцинации, а также профилактику и/или лечение инфекций дыхательных путей и мочеполовой системы за счет ингибирования адгезии бактерий и повышения функционирования слизистого барьера. Важность микробиоты кишечника также подчеркивается в случае COVID-19, поскольку этот вирус поражает не только дыхательные пути, но и ассоциируется со снижением разнообразия микробиоты кишечника из-за взаимодействия между дыхательными и пищеварительными путями, называемого осью кишечник-легкие (de Oliveira et al., 2021). Хотя исследования связи между COVID-19 и микробиотой кишечника все еще находятся в зачаточном состоянии, было высказано предположение, что использование пробиотиков может улучшить выздоровление госпитализированных пациентов с COVID-19 по сравнению с пациентами, не использующими пробиотики (Zhang L. et al., 2021). Однако многие клинические испытания еще продолжаются, что затрудняет полную оценку преимуществ пробиотиков в отношении COVID-19.
В целом, пробиотики могут служить перспективным средством борьбы с инфекционными заболеваниями. Помимо потенциальной клинической эффективности, исследования также показали, что пробиотики для перорального употребления безопасны. Следовательно, пробиотики могут стать интервенционными методами с относительно хорошим соотношением пользы и риска. Опасения по поводу эффективности все еще остаются из-за противоречивых результатов клинических исследований. Эти противоречивые результаты могут быть вызваны несколькими исследовательскими барьерами.
Эффекты пробиотиков могут различаться не только между штаммами, но и внутри штаммов, например, из-за разных дозировок или характеристик пользователя. Более того, пробиотические виды могут оказывать свое воздействие посредством различных механизмов; например, молочнокислые бактерии могут влиять на микробиоту кишечника посредством ферментации, коммуникации через везикулы, а также выработки антибиотиков. Кроме того, было доказано, что на эффективность пробиотиков влияют матрицы-носители. Таким образом, не следует делать общих заявлений относительно эффективности пробиотиков из-за вышеупомянутых эффектов. Тем не менее, несмотря на эти препятствия, область применения пробиотиков развивается очень быстро. В целом, текущее состояние дел все еще остается неясным, и, в свою очередь, неизвестно, каковы наиболее полезные применения пробиотиков в отношении не только COVID-19, но и других инфекционных заболеваний.
В этой статье представлен обзор современного состояния патентов и клинических испытаний пробиотиков, направленных на борьбу с инфекционными заболеваниями. Исследовательский ландшафт включал 789 патентов и 602 клинических испытания, в основном направленных на инфекционные заболевания пищеварительного тракта, мочеполовой системы и дыхательных путей. Быстрое увеличение общего количества патентов и клинических испытаний, наблюдавшееся с 1999 по 2021 год, свидетельствует о том, что пробиотики как клинические методы лечения инфекционных заболеваний вызывают значительный интерес со стороны промышленных и научных кругов, главным образом в Азии и Северной Америке.
Инфекционные заболевания с симптомами пищеварительного тракта показали самый высокий рост патентов, а также клинических исследований, что делает их самыми популярными показаниями в целом. Большое внимание к симптомам со стороны пищеварительного тракта неудивительно, поскольку пищеварительный тракт является местом, где пробиотики могут напрямую взаимодействовать с микробиотой кишечника хозяина, а также с патогенами.
Второе и третье места по количеству патентов и клинических испытаний занимают инфекционные заболевания с урогенитальными и респираторными симптомами, соответственно. Восприимчивость к этим типам заболеваний была связана с составом микробиома маленьких детей и пожилых людей. Исследование неудовлетворенных потребностей и приоритетов исследований показало, что приоритет исследований респираторных инфекций у младенцев и детей средний, а у взрослых - низкий. В целом, этот средний и низкий приоритет, по-видимому, соответствует процентному соотношению патентов и клинических исследований, которые были обнаружены. Единственным исключением является большое количество клинических исследований, изучающих влияние пробиотиков на COVID-19 (n = 33), которые были проведены за последние 2 года.
Клинические исследования, включенные в данный обзор, в основном спонсировались/проводились академическими учреждениями, в то время как заявки на патенты подавались в основном промышленными компаниями. Международная ассоциация пробиотиков (IPA) сообщила, что в 2019 году Китай занял первое место по продажам пробиотических добавок и йогуртов, за ним следуют США и Европа. По аналогии с этими оценками продаж было установлено, что Азия и Северная Америка являются наиболее популярными местами для проведения клинических испытаний и подачи патентных заявок. По данным Neevel et al. (2020), место подачи патентных заявок тесно связано с ожидаемой прибылью, поскольку затраты на подачу и поддержание патента очень высоки. Страны с низким уровнем дохода реже указывались в качестве мест подачи патентных заявок и проведения клинических испытаний. Reid et al. (2018) заявили, что многие люди в этих странах не имеют доступа к пробиотическим продуктам. Однако IPA подчеркивает, что именно эти люди могут получить наибольшую пользу от пробиотиков, поскольку низкий уровень гигиены и отсутствие чистой воды вызывают всплеск распространенности инфекционных заболеваний.
Для дальнейшего исследования может быть полезно изучить такие детали, как штамм и дозировка пробиотиков, которые были указаны в соответствующих патентах и клинических испытаниях, а также механизмы действия соответствующих пробиотиков. Кроме того, не следует игнорировать альтернативные вмешательства, направленные на микробиоту кишечника, такие как трансплантация фекальной микробиоты (FMT), которая может считаться пробиотиком in extremo и может быть, в частности, полезна для восстановления дисбиоза, вызванного инфекцией C. difficile. Интересно, что эффект FMT после антибиотиков ухудшается при использовании мультиштаммового пробиотика (Suez et al., 2018), что еще раз демонстрирует необходимость проведения дополнительных исследований по изучению специфических эффектов штаммов.
Растущий объем исследований, отраженный в количестве патентов и клинических испытаний за последние 20 лет, свидетельствует о признании потенциала применения пробиотиков для лечения инфекционных заболеваний. Текущее состояние дел совпадает с заявленными приоритетами исследований, ожидаемыми продажами и ростом рынка. Однако данные свидетельствуют о том, что исследования и разработки на стыке пробиотических продуктов и инфекционных заболеваний замедляются. Это может быть связано с естественным развитием жизненного цикла технологии или с внешними факторами, такими как регулирование исследований пробиотиков. В любом случае, в свете пандемии COVID-19 и любых будущих вспышек инфекционных заболеваний, вызванных изменениями в обществе, важно стимулировать развитие современного уровня клинических методов борьбы с инфекционными заболеваниями и это развитие должно учитывать влияние изменений микробных сообществ в экосистемах.
