

Сравнительная оценка кишечной микробиоты при аутоиммунных и неаутоиммунных заболеваниях печени у детей
https://doi.org/10.21508/1027-4065-2024-69-1-58-65
Аннотация
Влияние кишечной микробиоты на развитие различных заболеваний вызывает огромный интерес исследователей. 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 исследования. Изучение различий в таксономическом разнообразии фекальной микробиоты у пациентов с аутоиммунными и неаутоиммунными заболеваниями печени, а также оценка потенциальных биомаркеров ампликонов гена 16S рРНК при этих заболеваниях путем сравнения таксономического состава.
Материалы и методы. Проведен метагеномный анализ кишечной микробиоты 24 детей с хроническими заболеваниями печени (средний возраст 10,3 ± 4,7 года) с выделением региона гена 16S рРНК. В группу вошли 18 детей с аутоиммунными заболеваниями печени и 6 детей с неаутоиммунными заболеваниями печени.
Результаты. Выявлено 684 вида микроорганизмов в исследуемых образцах кала пациентов. Анализ показал, что в образцах кала 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. Выявлены различия в составе кишечной микробиоты у детей с аутоиммунными и неаутоиммунными заболеваниями печени.
Ключевые слова
Об авторах
А. В. НикитинРоссия
Артем Вячеславович Никитин, к. м. н., вед. науч. сотр., асс.
отдел гастроэнтерологии
факультет дополнительного профессионального образования
кафедра гастроэнтерологии
125412
ул. Талдомская, д. 2
Москва
Г. В. Волынец
Россия
Галина Васильевна Волынец, д. м. н., гл. науч. сотр., рук. отдела
отдел гастроэнтерологии
125412
ул. Талдомская, д. 2
Москва
А. С. Потапов
Россия
Александр Сергеевич Потапов, д. м. н., проф., гл. науч. сотр., зав. отделением
гастроэнтерологическое отделение с гепатологической группой
119296
Ломоносовский проспект, д. 2, стр. 1
Москва
В. В. Дудурич
Россия
Василиса Валерьевна Дудурич, рук. отдела
отдел «Микробиом»
199106
Большой проспект Васильевского острова, 90, корп. 2
Санкт-Петербург
Л. Г. Данилов
Россия
Лаврентий Глебович Данилов, биоинформатик лаборатории, мл. науч. сотр.
кафедра генетики и биотехнологии
199106
Большой проспект Васильевского острова, 90, корп. 2
Санкт-Петербург
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 J.H., Chinwalla A.T. et al. Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature 2012; 486(7402): 207–214. DOI: 10.1038/nature11234
3. David L.A., Maurice C.F., Carmody R.N., Gootenberg D.B., Button J.E., Wolfe B.E. et al. Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome. Nature 2014; 505(7484): 559–563. 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): 212–215. DOI: 10.1038/nature16504
5. Modi S.R., Collins J.J., Relman D.A. Antibiotics and the gut microbiota. Clin Invest 2014; 124(10): 4212–4218. 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): 3255–3264. DOI: 10.3748/wjg.v20.i12.3255
10. Carrière J., Darfeuille-Michaud A., Nguyen H.T. Infectious etiopathogenesis of Crohn’s disease. World J Gastroenterol 2014; 20(34): 12102–12117. DOI: 10.3748/wjg.v20.i34.12102
11. Abraham C., Cho J.H. Inflammatory bowel disease. N Engl J Med 2009; 361(21): 2066–2078. 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): 1681–1689. 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): 1536–1550. 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): 1505–1521. 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): 1085–1099. 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): 225–235. 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): 830–834. 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): 165–174. 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. 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
36. 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
37. 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
38. 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
39. 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
40. 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 lipopoly-saccharide. Clin Vaccine Immunol 2009; 16(12): 1804–1809. DOI: 10.1128/CVI.00310–09
41. 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): 268–278. DOI: 10.1111/jgh.12694
42. 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): 659–661. DOI: 10.1016/j.mehy.2004.02.052
43. Rovery C., Etienne A., Foucault C., Berger P., Brouqui P. Veillonella montpellierensis endocarditis. Emerg Infect Dis 2005; 11(7): 1112–1114. DOI: 10.3201/eid1107.041361
44. 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
45. 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): 1788–1791. DOI: 10.1099/ijs.0.65656–0
46. 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
47. 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
48. 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
49. 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
50. 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
51. 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
52. 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
53. 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:
Никитин А.В., Волынец Г.В., Потапов А.С., Дудурич В.В., Данилов Л.Г. Сравнительная оценка кишечной микробиоты при аутоиммунных и неаутоиммунных заболеваниях печени у детей. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2024;69(1):58-65. https://doi.org/10.21508/1027-4065-2024-69-1-58-65
For citation:
Nikitin A.V., Volynets G.V., Potapov A.S., Dudurich V.V., Danilov L.G. Comparative assessment of intestinal microbiota in autoimmune and non-autoimmune liver diseases in children. Rossiyskiy Vestnik Perinatologii i Pediatrii (Russian Bulletin of Perinatology and Pediatrics). 2024;69(1):58-65. (In Russ.) https://doi.org/10.21508/1027-4065-2024-69-1-58-65