Соматотип и микробиом: тенденции и корреляции при циррозе печени

Полный текст

Список сокращений

ЦП – цирроз печени; ИМТ – индекс массы тела; АКМ – активная клеточная масса; ЖМТ – жировая масса тела; ДТ – длина тела (рост); БМТ – безжировая масса тела; МТ – масса тела; ЭГДС – эзофагогастродуоденоскопия.

ВВЕДЕНИЕ

Цирроз является конечной стадией течения хронических заболеваний печени любой этиологии, имеет прогрессирующий характер, сопровождается изменениями всех систем органов и тканей организма человека (пищеварительной, нервной, эндокринной, коагуляционной и т.д.). Цирроз печени (ЦП) имеет множество жизнеугрожающих осложнений (кровотечение из варикозно-расширенных вен пищевода, спонтанный бактериальный перитонит, печеночная энцефалопатия и т.д.) и тенденцию к диагностированию на поздних стадиях заболевания [1]. Число пациентов с диагнозом ЦП неуклонно растет, при этом на первое место по этиологии выходят пациенты с циррозом в исходе стеатогепатита, алкогольного гепатита, длительного течения гепатитов вирусной этиологии.

Единственный метод радикального лечения ЦП – трансплантация органа от посмертного либо родственного донора [2]. Однако большинство пациентов в листе ожидания трансплантации умирает от осложнений ЦП, при этом многие пациенты не могут претендовать на пересадку в связи с имеющимися противопоказаниями. Именно поэтому на первый план лечения ЦП выходят меры по профилактике осложнений и пролонгированию компенсированного течения заболевания.

В число данных мер входит и коррекция кишечной микробиоты, которая претерпевает значительные изменения в ходе течения ЦП. Так, характерными изменениями являются нарушения состава и количества представителей микробиоты кишечника (дисбиоз кишечника) и избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике (SIBO) [3, 4].

В последние годы проведено много исследований, доказывающих пользу применения пробиотиков в лечении неалкогольной жировой болезни печени, однако польза пробиотиков при ЦП остается не до конца установленной [5].

Одной из возможных причин спорных результатов исследований является отсутствие индивидуального подбора пробиотиков для каждого пациента с ЦП.

ЦЕЛЬ

Выявление корреляции изменений микробиоты с соматотипом пациента, что может поспособствовать введению индивидуальной терапии микробиоты и улучшить прогнозы пациентов с ЦП.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В исследование включены 46 пациентов с диагнозом ЦП, из них 18 мужчин и 28 женщин в возрасте от 43 лет до 61 года. Для диагностики цирроза были проведены общеклинические исследования (клинический и биохимический анализ крови, коагулограмма), сбор анамнеза, проведение физикального осмотра, УЗИ органов брюшной полости, эзофагогастродуоденоскопия (ЭГДС), исследование крови на вирусные гепатиты В, С методом ИФА и ПЦР, уточнение алкогольного анамнеза с использованием опросника AUDIT, исследование крови на аутоантитела для лиц с подозрением на аутоиммунный гепатит. Для диагностики печеночной энцефалопатии использовались критерии West – Haven.

Соматотипирование проводили с использованием протокола автоматической оценки соматотипа по Хит – Картеру при биоимпедансометрии (анализатор ABC-01 «Медасс»). Биоадгезивные электроды фиксировались на лучезапястных и голеностопных суставах пациентов в положении лежа. Для расчета компонентов соматотипа использовались следующие формулы, которые реализованы в программном обеспечении биоимпедансного анализатора АВС-01 «Медасс»:

EN=0,15xЖМТ/ДТ; ME=0,15xБМТ/ДТ;

EC=ДТ/МТ^1/3; АС=0,15хАКМ/ДТ,

где EN, ME и EC – биоимпедансные оценки баллов эндо-, мезо- и эктоморфии соответственно; АС – аналог оценки балла мезоморфии в терминах активной клеточной массы (АКМ); ЖМТ – жировая масса тела, ДТ – длина тела (рост), БМТ – безжировая масса тела, МТ – масса тела [6].

Для определения изменений кишечной микробиоты производился однократный забор стула пациентов в стерильный контейнер, который немедленно замораживали до -80°С. Выделение ДНК проводилось с использованием комплекта реагентов AmpliPrime DNA-sorb-AM (ООО «НекстБио»), полученный материал хранился при -20°С. Качественная и количественная оценка ДНК проводилась с использованием реагентов NanoDrop 1000 (Thermo Fisher Scientific, Waltham, USA). Амплификация осуществлялась на амплификаторе Applied Biosystems 2720 Thermal Cycler (Applied Biosystems, CA, United States), с использованием праймеров: TCGTCGGCAGCGTCAGATGTGTATAAGAGACAGCCTACGGGNGGCWGCAG (прямой) и GTCTCGTGGGCTCGGAGATGTGTATAAGAGACAG-GACTACHVGGGTATCTAATСС (обратный). Программа амплификации: 95°С первые 3 минуты; 30 циклов: 95°С 30 секунд, 55°С 30 секунд, 72°С 30 секунд; 72°С в течение 5 минут; 4°С. Очистка ДНК проводилась при помощи магнитных частиц Agencourt AMPure X (Beckman Coulter, Brea, CA, USA). Концентрация полученных sДНК измерялась на флуориметре Qubit^® 2.0 (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA).

Обработка полученных данных проводилась при помощи программы STATISTICA 10 (StatSoft Inc., Tulsa, OK, USA). Для количественных показателей определяли характер распределения при помощи теста Шапиро – Уилка, медиану, межквартильный интервал, среднее значение, стандартное отклонение. При нормальном распределении количественных признаков сравнительный анализ проводили с использованием t-критерия Уэлча (при сравнении двух групп) или дисперсионного анализа ANOVA (при сравнении > двух групп). Для ненормально распределенных количественных признаков использовали U-критерий Манна – Уитни (при сравнении двух групп) или критерий Краскела – Уоллиса (при сравнении > двух групп). Статистически значимыми считались значения р≤0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

По этиологии ЦП 32,6% составили пациенты с циррозом алкогольной этиологии, 10,9% – вирусный гепатит С, 10,9% – аутоиммунный гепатит. По классификации ЦП по Чайлду – Пью, у 14 пациентов был класс А, у 21 – класс В и у 11 – класс С. На момент включения в исследование у 9 пациентов был выявлен асцит 2-3 степени, у 15 – печеночная энцефалопатия различной степени. Распределение ЦП по этиологии, классу по Чайлду – Пью и наличию осложнений представлено в таблице 1.

 

Таблица 1. Общая характеристика пациентов, включенных в исследование

Table 1. General characteristics of the patients included in the study

Показатель	Значение
Возраст	55 (43–61)
Мужчины/женщины	18/28
Этиология ЦП:
ЦП алкогольного генеза	15 (32,6%)
Вирусный гепатит С	5 (10,9%)
Первичный билиарный холангит	4 (8,7%)
Первичный склерозирующий холангит	2 (4,3%)
Аутоиммунный гепатит	5 (10,9%)
Метаболически ассоциированные заболевания печени	4 (8,7%)
Болезнь Вильсона	3 (6,5%)
ЦП смешанного и криптогенного генеза	3 (6,5%)
Классы ЦП по Чайлду – Пью: A/B/C	14/21/11
Осложнения ЦП:
Асцит (2-3 степени), n (%)	9 (19,6%)
Печеночная энцефалопатия, n (%)	15 (32,5%)
Соматотипы:
Эндомезоморфный	14 (30,4%)
Мезоэндоморфный	26 (56,5%)
Центральный	3 (6,5%)
Эндоморфный	2 (4,3%)
Эктоморфный	1 (2,2%)

 

Большинство пациентов относилось к эндомезоморфам (14/46) и мезоэндоморфам (26/46). У трех пациентов был определен центральный соматотип, у двух – эндоморфный и у одного пациента – эктоморфный.

По результатам секвенирования кишечного микробиома было выявлено наличие статистически значимых различий преобладания родов бактерий среди пациентов с эндомезоморфным и мезоэндоморфным соматотипами. Данные различия отражены в таблице 2.

 

Таблица 2. Относительное содержание кишечных бактерий (%) у пациентов эндомезоморфного и мезоэндоморфного соматотипов

Table 2. The relative abundance of gut microbiota taxa in patients with endomesomorphic and mesoendomorphic somatotypes

Микробиом	Соматотип, Ме, IQR		p
	эндомезоморфный (n = 14)	мезоэндоморфный (n = 26)
Campylobacter	0,002 (0,000-0,019)	0,000 (0,000-0,000)	0,049*
Holdemanella	0,018 (0,000-0,126)	0,000 (0,000-0,013)	0,048*
Streptococcus	0,089 (0,055-0,149)	0,027 (0,002-0,176)	0,020**
Klebsiella	0,000 (0,000-0,000)	0,011 (0,000-0,075)	0,010**
Gamma-proteobacteria	2,863 (1,131-5,383)	6,026 (3,669-11,9)	0,020**

Примечания. В таблице представлены только статистически значимые результаты. Знаком «*» помечены p < 0,05; «**» – p < 0,025.

 

У пациентов с эндомезоморфным соматотипом было выявлено преобладание бактерий родов Campylobacter, Holdemanella и Streptococcus (рисунок 1).

 

Рисунок 1. Относительное содержание Streptococcus в микробиоме кишечника пациентов мезоэндоморфного и эндомезоморфного соматотипов.

Figure 1. The relative abundance of Streptococcus in the gut microbiome of patients with mesoendomorphic and endomesomorphic somatotypes.

 

У пациентов с мезоэндоморфным соматотипом выявлено преобладание бактерий родов Klebsiella (рисунок 2), Gammaproteobacteria (рисунок 3), Akkermansia (рисунок 4), Holdemanella (рисунок 5) и Monoglobus (таблица 3).

 

Рисунок 2. Относительное содержание Klebsiella в микробиоме кишечника пациентов с мезоэндо- и эндомезоморфного соматотипов.

Figure 2. The relative abundance of Klebsiella in the intestinal microbiome of patients with mesoendo- and endo-mesomorphic somatotypes.

 

Рисунок 3. Относительное содержание Gammaproteobacteria в микробиоме кишечника пациентов мезоэндо- и эндомезоморфного соматотипов.

Figure 3. The relative abundance of Gammaproteobacteria in the intestinal microbiome of patients with mesoendo- and endomesomorphic somatotypes.

 

Рисунок 4. Относительное содержание Akkermansia в микробиоме кишечника пациентов разных соматотипов.

Figure 4. The relative abundance of Akkermansia in the gut microbiome of patients of different somatotypes.

 

Рисунок 5. Относительное содержание Holdemanella в микробиоме кишечника пациентов разных соматотипов.

Figure 5. The relative abundance of Holdemanella in the gut microbiome of patients of different somatotypes.

 

Таблица 3. Относительное содержание кишечных бактерий различных таксонов у пациентов разных соматотипов

Table 3. The relative abundance of gut bacterial taxa in patients with different somatotypes

Таксон кишечной микробиоты	Соматотип, Ме, IQR			p-value
	эндомезо-морфный (n = 14)	мезоэндо-морфный (n = 26)	центральный (n = 3)
Holdemanella	0,018 (0,00-0,126)	0,000 (0,000-0,013)	0,014 (0,010-0,045)	0,010**
Monoglobus	0,060 (0,012-0,189)	0,032 (0,007-0,123)	0,000 (0,000-0,012)	0,046*
Streptococcus	0,089 (0,055-0,149)	0,027 (0,002-0,176)	0,029 (0,023-0,169)	0,025*
Akkermansia	0,000 (0,000-0,639)	0,021 (0,000-0,867)	0,000 (0,000-0,000)	0,018**
Gamma-proteobacteria	2,863 (1,13-5,138)	6,026 (3,67-11,9)	3,143 (2,691-6,657)	0,025*

Примечания. В таблице представлены только статистически значимые результаты. Знаком «*» помечены p < 0,05; «**» – p < 0,025.

 

Также среди пациентов с эндоморфным соматотипом (2/46) было выявлено статистически значимое преобладание рода Klebsiella и Pyramidobacter (таблица 4).

 

Таблица 4. Относительное содержание кишечных бактерий у пациентов разных соматотипов

Table 4. The relative abundance of gut bacterial taxa in patients with different somatotypes

Таксон кишечной микробиоты	Соматотип, Ме, IQR					p
	эндомезоморфный (n=14)	мезоэндоморфный (n=26)	центральный (n=3)	эндоморфный (n=2)	эктоморфный (n=1)
Pyramidobacter	0,00 (0,00-0,00)	0,00 (0,00-0,00)	0,00 (0,00-0,00)	0,11 (0,06-0,17)	0,00 (0,00-0,00)	0,016**
Klebsiella	0,00 (0,00-0,00)	0,01 (0,00-0,08)	0,00 (0,00-0,61)	0,12 (0,06-0,18)	0,02 (0,02-0,02)	0,039*

Примечания. В таблице представлены только статистически значимые результаты. Знаком «*» помечены p < 0,05; «**» – p < 0,025.

 

ОБСУЖДЕНИЕ

Дисбиоз кишечника часто встречается при циррозе печени и ассоциирован с развитием печеночной энцефалопатии, снижением уровня сывороточного альбумина и холинэстеразы, системным воспалением и ухудшением краткосрочного и долгосрочного прогноза [7].

В норме в кишечнике содержатся преимущественно бактерии типов Firmicutes и Bacteroidetes, составляющие вместе 90% микробиоты. Помимо них большую долю составляют бактерии типов Proteobacteria и Actinobacteria. В состоянии эубиоза микроорганизмы взаимодействуют друг с другом посредством секретируемых метаболитов, поддерживая численность друг друга, ограничивая рост условно- и патогенной флоры [8–9]. Комплексный анализ фекальной микробиоты здоровых взрослых японцев, проведенный K. Oki и соавт. (2016), выявил новую бактериальную линию, связанную с фенотипом, характеризующимся высокой частотой дефекации и худощавым типом телосложения. Во всей популяции субъектов показатели частоты дефекации значимо коррелировали с обилием Christensenellaceae, Mogibacteriaceae и Rikenellaceae в фекальной микробиоте (p < 0,001). Эти три семейства бактерий также были значительно более распространены (p < 0,05 или 0,01) у худых людей (ИМТ < 25 кг/м²), чем у людей с ожирением (ИМТ > 30 кг/м²). Результаты показали, что обилие Christensenellaceae, Mogibacteriaceae и Rikenellaceae, а также нескольких других бактериальных компонентов, которые вместе составляют корреляционную сеть, способствовали фенотипу, характеризующемуся высокой частотой дефекации и худощавым типом тела [8].

При циррозе происходят значительные изменения в составе и численности микробиоты. На сегодняшний день известно, что данные изменения начинаются задолго до стадии цирроза и постепенно становятся более выраженными.

Так, при циррозе снижается общее содержание представителей полезных бактерий из типа класса Clostridia (тип Firmicutes), увеличивается процент условно-патогенных Enterococcaceae, Staphylococcaceae и Enterobacteriaceae, нарушается проницаемость кишечного барьера, происходит активное поступление в кровоток бактериальных компонентов (липополисахариды, бактериальная ДНК и др.), а также живых микроорганизмов. Все это в совокупности приводит к местному кишечному и системному воспалению. Развивается подслизистый отек кишки, инфильтрация иммунными клетками, дезорганизация молекул адгезии. Как проявление цирроза снижается приток желчных кислот в кишечник, которые в норме являются субстратом для «полезных» бактерий, что еще больше усугубляет дисбиоз [10, 11].

Связь изменений микробиоты с наличием осложнений при циррозе была отмечена во многих исследованиях [12]. У пациентов с декомпенсацией в микробиоте преобладали Enterobacteriaceae, Staphylococcaceae, Enterococcaceae, при этом наблюдалось сниженное количество представителей Lachnospiraceae, Ruminococcaceae и Clostridiales [13].

Поскольку в многочисленных исследованиях были выявлены нарушения состава микробиома кишечника у пациентов с ЦП, важной и актуальной задачей становится поиск факторов, влияющих на эти нарушения. В связи с этим в данной статье были рассмотрены особенности взаимосвязи соматотипа и изменений микробиома кишечника у пациентов с ЦП. В частности, у пациентов с преобладанием эндоморфного компонента соматотипа было обнаружено более высокое содержание бактерий родов Campylobacter, Holdemanella и Streptococcus, чем у пациентов с преобладанием мезо- или эктоморфного компонентов. В то же время у пациентов с высоким баллом мезоморфии выявлено преобладание бактерий родов Klebsiella, Akkermansia, Monoglobus и Gammaproteobacteria.

Исследования по данной теме в научной литературе отсутствуют, что говорит о новизне нашей работы, однако она требует подтверждений и дополнений дальнейшими крупными исследованиями.

Полученные результаты представляют собой первый отчет о взаимосвязи между микробиотой кишечника и соматотипом при циррозе печени, а также первое подтверждение того, что повышенное количество протеобактерий связано с увеличением внеклеточной жидкости у пациентов с циррозом печени. Кроме того, проведенное исследование является одной из немногих работ, в которых изучалась связь между микробиомом кишечника и саркопенией у пациентов с циррозом печени. Ограничением нашего исследования является небольшой размер выборки, однако это не помешало нам получить значимые результаты.

ВЫВОДЫ

Выявлены различия в составе микробиоты среди пациентов с различными соматотипами, что может свидетельствовать о влиянии соматотипа на характерные изменения микробиоты. Необходимо проведение крупных многоцентровых исследований с большим количеством пациентов для подтверждения корреляции между соматотипами и изменениями кишечной микробиоты. Выявление данной взаимосвязи в крупных исследованиях может поспособствовать применению индивидуально подобранной терапии про- и симбиотиками для лечения пациентов с ЦП.

 

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ	ADDITIONAL INFORMATION
Источник финансирования. Работа выполнена по инициативе авторов без привлечения финансирования.	Study funding. The study was the authors' initiative without external funding.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с содержанием настоящей статьи.	Conflict of Interest. The authors declare that there are no obvious or potential conflicts of interest associated with the content of this article.
Участие авторов. Ю.О. Жариков – создание дизайна статьи, написание текста статьи, поиск литературы. А.Н. Гаджиахмедова – правка статьи, статистическая обработка, анализ литературы. Я.В. Киселева – написание текста статьи, поиск литературы, техническая доработка текста. Р.В. Масленников – анализ литературы. А.М. Алиева, Т.С. Жарикова – поиск литературы, правка статьи. В.Н. Николенко – редактирование статьи. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией, выразили согласие нести ответственность за все аспекты работы, подразумевающую надлежащее изучение и решение вопросов, связанных с точностью или добросовестностью любой части работы.	Contribution of individual authors. Yu.O. Zharikov – creating the design of the article, writing the text of the article, searching for literature. A.N. Gadzhiakhmedova – article editing, statistical processing, literature analysis. Ya.V. Kiseleva – writing the text of the article, searching for literature, technical revision of the text. R.V. Maslennikov – literature analysis. A.M. Alieva, T.S. Zharikova – literature search, article editing. V.N. Nikolenko – article editing. All authors gave their final approval of the manuscript for submission, and agreed to be accountable for all aspects of the work, implying proper study and resolution of issues related to the accuracy or integrity of any part of the work.

Об авторах

Юрий Олегович Жариков

ФГАОУ ВО Первый МГМУ имени И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: dr_zharikov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9636-3807

канд. мед. наук, доцент кафедры анатомии и гистологии человека Института клинической медицины имени Н.В. Склифосовского

Россия, Москва

Аида Нурмагомедовна Гаджиахмедова

ФГАОУ ВО Первый МГМУ имени И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: ai.kidman@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2557-5647

студентка Института клинической медицины имени Н.В. Склифосовского

Россия, Москва

Яна Валерьевна Киселева

ФГАОУ ВО РНИМУ имени Н.И. Пирогова Минздрава России

Email: kiselyana17@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0009-9245

врач-ординатор

Россия, Москва

Роман Вячеславович Масленников

ФГАОУ ВО Первый МГМУ имени И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: mmmm00@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7513-1636
SPIN-код: 3119-8690

канд. мед. наук, доцент кафедры пропедевтики внутренних болезней, гастроэнтерологии и гепатологии Института клинической медицины имени Н.В. Склифосовского

Россия, Москва

Алия Махмудовна Алиева

ФГАОУ ВО Первый МГМУ имени И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: aliya1993@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7606-2246
SPIN-код: 2680-5872

врач-гастроэнтеролог кафедры пропедевтики внутренних болезней, гастроэнтерологии и гепатологии Института клинической медицины имени Н.В. Склифосовского

Россия, Москва

Татьяна Сергеевна Жарикова

ФГАОУ ВО Первый МГМУ имени И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: dr_zharikova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6842-1520
SPIN-код: 3442-6419

канд. мед. наук, доцент кафедры анатомии и гистологии человека Института клинической медицины имени Н.В. Склифосовского

Россия, Москва

Владимир Николаевич Николенко

ФГАОУ ВО Первый МГМУ имени И.М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский Университет)

Email: vn.nikolenko@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-9532-9957
SPIN-код: 8257-9084

д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой анатомии и гистологии человека Института клинической медицины имени Н.В. Склифосовского

Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы