Кишечная микробиота у детей при аутоиммунных и неаутоиммунных заболеваниях печени
Г. В. Волынец,
А. В. Никитин,
Т. А. Скворцова,
А. С. Потапов,
В. В. Дудурич,
Л. Г. Данилов,
В. С. Кокиашвили https://doi.org/10.31146/1682-8658-ecg-215-7-25-33
Аннотация
Актуальность. Влияние кишечной микробиоты на развитие различных заболеваний вызывает огромный интерес исследователей. Проведённые исследования показали, что у пациентов с хроническими заболеваниями печени доминирующими таксонами кишечной микробиоты были Bifidobacterium longum, Bifidobacterium adolescentis, Blautia massiliensis а у здоровых детей - Neisseria flavescens. Сравнительный анализ данных о таксономическом разнообразии кишечной микробиоты при аутоиммунных и неаутоиммунных заболеваниях печени у детей отсутствует. Цель. Исследовать различия в таксономическом разнообразии фекальной микробиоты у пациентов с аутоиммунными и неаутоиммунными заболеваниями печени, а также оценке потенциальных биомаркеров ампликонов гена 16S рРНК при этих заболеваниях путем сравнения таксономического состава. Объём и методы исследования. Проведён метагеномный анализ кишечной микробиоты 24 детей с хроническими заболеваниями печени (средний возраст 10,3±4,7 лет) с выделением региона V3-V4 гена 16S рРНК. В группу вошли 18 детей с аутоиммунными заболеваниями печени и 6 детей с неаутоиммунными заболеваниями печени. Результаты исследования. Проведённое исследование выявило 684 вида микроорганизмов в исследуемых образцах фекалий пациентов. Анализ проведённых исследований показал, что в образцах фекалий детей с аутоиммунными заболеваниями печени доминирующих таксонов не выявлено, а у пациентов с неаутоиммунными заболеваниями печени доминирующим таксонами были Veillonella dispar, Veillonella parvula, Cloacibacillus porcorum, Prevotella histicola и Bacteroides eggerthii. Заключение. Проведённые исследования показали различия в составе кишечной микробиоты у детей с аутоиммунными и неаутоиммунными заболеваниями печени.
Ключевые слова
Об авторах
Г. В. Волынец
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
А. В. Никитин
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации; Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы «Морозовская детская городская клиническая больница Департамента здравоохранения города Москвы»
Россия
Россия
Т. А. Скворцова
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации; Государственное бюджетное учреждение здравоохранения города Москвы «Морозовская детская городская клиническая больница Департамента здравоохранения города Москвы»
Россия
Россия
А. С. Потапов
Федеральное государственное автономное учреждение «Национальный медицинский исследовательский центр здоровья детей» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
В. В. Дудурич
Медико-генетический центр “CERBALAB”
Россия
Россия
Л. Г. Данилов
Медико-генетический центр “CERBALAB”; Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет»
Россия
Россия
В. С. Кокиашвили
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н. И. Пирогова» Министерства здравоохранения Российской Федерации
Россия
Россия
Список литературы
1. He Y., Wu W., Zheng H. M., Li P., McDonald D., Sheng H. F. et al. Regional variation limits applications of healthy gut microbiome reference ranges and disease models. Nat Med. 2018; 24(10): 1532-1535. doi: 10.1038/s41591-018-0164-x.
2. Huttenhower C., Gevers D., Knight R., Abubucker S., Badger JH., Chinwalla AT. et al. Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature. 2012; 486(7402): 207-14. doi: 10.1038/nature11234.
3. David L.A., Maurice C. F., Carmody R. N. et al. Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome. Nature. 2014; 505(7484): 559-63. doi: 10.1038/nature12820.
4. Sonnenburg E.D., Smits S. A., Tikhonov M., Higginbottom S. K., Wingreen N. S., Sonnenburg J. L. Diet-induced extinctions in the gut microbiota compound over generations. Nature. 2016; 529(7585): 212-5. doi: 10.1038/nature16504.
5. Modi S.R., Collins J. J., Relman D. A. Antibiotics and the gut microbiota. Clin Invest. 2014; 124(10): 4212-8. doi: 10.1172/JCI72333.
6. Maurice C.F., Haiser H. J., Turnbaugh P. J. Xenobiotics shape the physiology and gene expression of the active human gut microbiome. Cell. 2013; 152(1-2): 39-50. doi: 10.1016/j.cell.2012.10.052.
7. Sonnenburg J.L., Backhed F. Diet-microbiota interactions as moderators of human metabolism. Nature. 2016; 535(7610): 56-64. doi: 10.1038/nature18846.
8. Jones R.M., Neish A. S. Gut Microbiota in Intestinal and Liver Disease. Annu Rev Pathol. 2021;.16:251-275. doi: 10.1146/annurev-pathol-030320-095722.
9. Xu X.R., Liu C. Q., Feng B. S., Liu Z. J. Dysregulation of mucosal immune response in pathogenesis of inflammatory bowel disease. World J Gastroenterol. 2014; 20(12): 3255-64. doi: 10.3748/wjg.v20.i12.3255.
10. Carrière J., Darfeuille-Michaud A., Nguyen HT. Infectious etiopathogenesis of Crohn’s disease. World J Gastroenterol. 2014; 20(34): 12102-17. doi: 10.3748/wjg.v20.i34.12102.
11. Abraham C., Cho J. H. Inflammatory bowel disease. N Engl J Med. 2009; 361(21): 2066-78. doi: 10.1056/NEJMra0804647.
12. Kaser A., Zeissig S., Blumberg R. S. Inflammatory bowel disease. Annu Rev Immunol. 2010; 28: 573-621. doi: 10.1146/annurev-immunol-030409-101225.
13. Adolph T.E., Grander C., Moschen A. R., Tilg H. Liver-Microbiome Axis in Health and Disease. Trends Immunol. 2018; 39(9): 712-723. doi: 10.1016/j.it.2018.05.002.
14. Kummen M., Holm K., Anmarkrud J. A., Nygård S., Vesterhus M., Høivik M.L, et al. The gut microbial profile in patients with primary sclerosing cholangitis is distinct from patients with ulcerative colitis without biliary disease and healthy controls. Gut. 2017; 66(4): 611-619. doi: 10.1136/gutjnl-2015-310500.
15. Sabino J., Vieira-Silva S., Machiels K., Joossens M., Falony G., Ballet V. et al. Primary sclerosing cholangitis is characterised by intestinal dysbiosis independent from IBD. Gut. 2016; 65(10): 1681-9. doi: 10.1136/gutjnl-2015-311004.
16. Tang R., Wei Y., Li Y., Chen W., Chen H., Wang Q. et al. Gut microbial profile is altered in primary biliary cholangitis and partially restored after UDCA therapy. Gut. 2018; 67(3): 534-541. doi: 10.1136/gutjnl-2016-313332.
17. Tripathi A., Debelius J., Brenner D. A., Karin M., Loomba R., Schnabl B. et al. The gut-liver axis and the intersection with the microbiome. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2018; 15(7): 397-411. doi: 10.1038/s41575-018-0011-z.
18. Manfredo Vieira S., Hiltensperger M., Kumar V., Zegarra-Ruiz D., Dehner C., Khan N. et al. Translocation of a gut pathobiont drives autoimmunity in mice and humans. Science. 2018; 359(6380): 1156-1161. doi: 10.1126/science.aar7201.
19. Yuksel M., Wang Y., Tai N., Peng J., Guo J., Beland K. et al. A novel “humanized mouse” model for autoimmune hepatitis and the association of gut microbiota with liver inflammation. Hepatology. 2015; 62(5): 1536-50. doi: 10.1002/hep.27998.
20. Klaassen C.D., Cui J. Y. Review: mechanisms of how the intestinal microbiota alters the effects of drugs and bile acids. Drug Metab Dispos. 2015; 43(10): 1505-21. doi: 10.1124/dmd.115.065698.
21. Dawson P.A., Karpen S. J.Intestinal transport and metabolism of bile acids. J Lipid Res. 2015; 56(6): 1085-99. doi: 10.1194/jlr.R054114
22. Sayin S.I., Wahlström A., Felin J., Jäntti S., Marschall H. U., Bamberg K. et al. Gut microbiota regulates bile acid metabolism by reducing the levels of tauro-beta-muricholic acid, a naturally occurring FXR antagonist. Cell Metab. 2013; 17(2): 225-35. doi: 10.1016/j.cmet.2013.01.003.
23. Jia W., Xie G., Jia W. Bile acid-microbiota crosstalk in gastrointestinal inflammation and carcinogenesis. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2018; 15(2): 111-128. doi: 10.1038/nrgastro.2017.119.
24. Wahlström A., Sayin S. I., Marschall H. U., Bäckhed F.Intestinal crosstalk between bile acids and microbiota and its impact on host metabolism. Cell Metab. 2016; 24(1): 41-50. doi: 10.1016/j.cmet.2016.05.005.
25. Spadoni I., Zagato E., Bertocchi A., Paolinelli R., Hot E., Di Sabatino A. et al. A gut-vascular barrier controls the systemic dissemination of bacteria. Science. 2015; 350(6262): 830-4. doi: 10.1126/science.aad0135.
26. Balmer M.L., Slack E., de Gottardi A., Lawson M. A., Hapfelmeier S., Miele L. et al. The liver may act as a firewall mediating mutualism between the host and its gut commensal microbiota. Sci Transl Med. 2014; 6(237): 237ra66. doi: 10.1126/scitranslmed.3008618.
27. Chen F., Stappenbeck T. S. Microbiome control of innate reactivity. Curr Opin Immunol. 2019; 56: 107-113. doi: 10.1016/j.coi.2018.12.003
28. Callahan B.J., McMurdie P.J., Rosen M. J., Han A. W., Johnson A. J., Holmes S. P. DADA2: High-resolution sample inference from Illumina amplicon data. Nat Methods. 2016; 13(7): 581-583. doi: 10.1038/nmeth.3869.
29. Wang E.T., Moyzis R. K. Genetic evidence for ongoing balanced selection at human DNA repair genes ERCC8, FANCC, and RAD51C. Mutat Res. 2007; 616(1-2): 165-74. doi: 10.1016/j.mrfmmm.2006.11.030
30. Quast C., Pruesse E., Yilmaz P., Gerken J., Schweer T., Yarza P. et al. The SILVA ribosomal RNA gene database project: improved data processing and web-based tools. Nucleic Acids Res. 2013; 41(Database issue): D590-D596. DOI:10.1093/nar/gks1219
31. Blander J.M., Longman R. S., Iliev I. D., Sonnenberg G. F., Artis D. Regulation of inflammation by microbiota interactions with the host. Nat Immunol. 2017; 18(8): 851-860. doi: 10.1038/ni.3780
32. Clemente J.C., Manasson J., Scher J. U. The role of the gut microbiome in systemic inflammatory disease. BMJ. 2018; 360: j5145. doi: 10.1136/bmj.j5145
33. Gevers D., Kugathasan S., Denson L. A., Vázquez-Baeza Y., Van Treuren W., Ren B. et al. The treatment-naive microbiome in new-onset Crohn’s disease. Cell Host Microbe. 2014; 15(3): 382-392. doi: 10.1016/j.chom.2014.02.005
34. Kummen M., Hov J. R. The gut microbial influence on cholestatic liver disease. Liver Int. 2019; 39(7): 1186-1196. doi: 10.1111/liv.14153
35. Volynets G.V., Nikitin A. V., Skvortsova T. A., Potapov A. S., Dudurich V. V., Danilov L. G. Gut microbiota in chronic liver disease in children.Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics. 2023; 68(2): 69-73. (in Russ.) doi: 10.21508/1027-4065-2023-68-2-69-73.@@ Волынец Г. В., Никитин А. В., Скворцова Т. А., Потапов А. С., Дудурич В. В., Данилов Л. Г. Кишечная микробиота при хронических заболеваниях печени у детей. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2023; 68(2): 69-73. doi: 10.21508/1027-4065-2023-68-2-69-73.
36. Nakamoto N., Sasaki N., Aoki R., Miyamoto K., Suda W., Teratani T. et al. Gut pathobionts underlie intestinal barrier dysfunction and liver T helper 17 cell immune response in primary sclerosing cholangitis. Nat Microbiol. 2019; 4(3): 492-503. doi: 10.1038/s41564-018-0333-1.
37. Liao L., Schneider K. M., Galvez E. J.C., Frissen M., Marschall H. U., Su H. et al.Intestinal dysbiosis augments liver disease progression via NLRP3 in a murine model of primary sclerosing cholangitis. Gut. 2019; 68(8): 1477-1492. doi: 10.1136/gutjnl-2018-316670.
38. Zhao S., Gong Z., Zhou J., Tian C., Gao Y., Xu C. et al. Deoxycholic Acid Triggers NLRP3 Inflammasome Activation and Aggravates DSS-Induced Colitis in Mice. Front Immunol. 2016; 7:536. doi: 10.3389/fimmu.2016.00536.
39. Deng X., Li Z., Li G., Li B., Jin X., Lyu G.Comparison of Microbiota in Patients Treated by Surgery or Chemotherapy by 16S rRNA Sequencing Reveals Potential Biomarkers for Colorectal Cancer Therapy. Front Microbiol. 2018; 9: 1607. doi: 10.3389/fmicb.2018.01607.
40. Kasai C., Sugimoto K., Moritani I., Tanaka J., Oya Y., Inoue H. et al.Comparison of human gut microbiota in control subjects and patients with colorectal carcinoma in adenoma: Terminal restriction fragment length polymorphism and next-generation sequencing analyses. Oncol Rep. 2016; 35(1): 325-33. doi: 10.3892/or.2015.4398.
41. Matera G., Muto V., Vinci M., Zicca E., Abdollahi-Roodsaz S., van de Veerdonk F. L. et al. Receptor recognition of and immune intracellular pathways for Veillonella parvula lipopolysaccharide. Clin Vaccine Immunol. 2009; 16(12): 1804-9. doi: 10.1128/CVI.00310-09.
42. De Cruz P., Kang S., Wagner J., Buckley M., Sim WH., Prideaux L. et al. Association between specific mucosa-associated microbiota in Crohn’s disease at the time of resection and subsequent disease recurrence: a pilot study. J Gastroenterol Hepatol. 2015; 30(2): 268-78. doi: 10.1111/jgh.12694.
43. Bongaerts G.P., Schreurs B. W., Lunel F. V., Lemmens J. A., Pruszczynski M., Merkx M. A. Was isolation of Veillonella from spinal osteomyelitis possible due to poor tissue perfusion? Med Hypotheses. 2004; 63(4): 659-61. doi: 10.1016/j.mehy.2004.02.052.
44. Rovery C., Etienne A., Foucault C., Berger P., Brouqui P. Veillonella montpellierensis endocarditis. Emerg Infect Dis. 2005; 11(7): 1112-4. doi: 10.3201/eid1107.041361.
45. Wei Y., Li Y., Yan L., Sun C., Miao Q., Wang Q. et al. Alterations of gut microbiome in autoimmune hepatitis. Gut. 2020; 69(3): 569-577. doi: 10.1136/gutjnl-2018-317836.
46. Downes J., Hooper S. J., Wilson M. J., Wade W. G. Prevotella histicola sp. nov., isolated from the human oral cavity.Int J Syst Evol Microbiol. 2008; 58(Pt 8): 1788-91. doi: 10.1099/ijs.0.65656-0.
47. Balakrishnan B., Luckey D., Bodhke R., Chen J., Marietta E., Jeraldo P. et al. Prevotella histicola Protects From Arthritis by Expansion of Allobaculum and Augmenting Butyrate Production in Humanized Mice. Front Immunol. 2021; 12: 609644. doi: 10.3389/fimmu.2021.609644.
48. Mangalam A.K., Murray J. Microbial monotherapy with Prevotella histicola for patients with multiple sclerosis. Expert Rev Neurother. 2019; 19(1): 45-53. doi: 10.1080/14737175.2019.1555473.
49. Shahi S.K., Jensen S. N., Murra A. C., Tang N., Guo H., Gibson-Corley K.N. et al. Human Commensal Prevotella histicola Ameliorates Disease as Effectively as Interferon-Beta in the Experimental Autoimmune Encephalomyelitis. Front Immunol. 2020; 11: 578648. doi: 10.3389/fimmu.2020.578648.
50. Liu C.Y., Su W. B., Guo L. B., Zhang Y. W. Cloning, expression, and characterization of a novel heparinase I from Bacteroides eggerthii. Prep Biochem Biotechnol. 2020; 50(5): 477-485. doi: 10.1080/10826068.2019.1709977.
51. Kmezik C., Krska D., Mazurkewich S., Larsbrink J. Characterization of a novel multidomain CE15-GH8 enzyme encoded by a polysaccharide utilization locus in the human gut bacterium Bacteroides eggerthii. Sci Rep. 2021; 11(1): 17662. doi: 10.1038/s41598-021-96659-z.
52. Petersen A.B., Christensen I. A., Rønne M. E., Stender E. G.P., Teze D., Svensson B. et al.1H,13C,15N resonance assignment of the enzyme KdgF from Bacteroides eggerthii. Biomol NMR Assign. 2022; 16(2): 343-347. doi: 10.1007/s12104-022-10102-6.
53. Domingo M.C., Yansouni C., Gaudreau C., Lamothe F., Lévesque S., Tremblay C. et al. Cloacibacillus sp., a Potential Human Pathogen Associated with Bacteremia in Quebec and New Brunswick. Clin Microbiol. 2015; 53(10): 3380-3. doi: 10.1128/JCM.01137-15.
54. Puón-Peláez X.D., McEwan N.R., Gómez-Soto J.G., Álvarez-Martínez R.C., Olvera-Ramírez A. M. Metataxonomic and Histopathological Study of Rabbit Epizootic Enteropathy in Mexico. Animals (Basel). 2020; 10(6): 936. doi: 10.3390/ani10060936.
Рецензия
Для цитирования:
Волынец Г.В., Никитин А.В., Скворцова Т.А., Потапов А.С., Дудурич В.В., Данилов Л.Г., Кокиашвили В.С. Кишечная микробиота у детей при аутоиммунных и неаутоиммунных заболеваниях печени. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2023;(7):25-33. https://doi.org/10.31146/1682-8658-ecg-215-7-25-33
For citation:
Volynets G.V., Nikitin A.V., Skvortsova T.A., Potapov A.S., Dudurich V.V., Danilov L.G., Kokiashvili V.S. Gut microbiota in autoimmune and non-autoimmune liver diseases in children. Experimental and Clinical Gastroenterology. 2023;(7):25-33. (In Russ.) https://doi.org/10.31146/1682-8658-ecg-215-7-25-33
Просмотров:
187
Послать статью по эл. почте 