Влияние эрадикационной терапии на микробиоту человека: метаге-номный анализ микробиома кишечника Helicobacter pylory
Институты и факультеты
Главная \ Наука \ Научные издания КФУ \ Ученые записки Казанского университета \ Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки \ Архив

Влияние эрадикационной терапии на микробиоту человека: метаге-номный анализ микробиома кишечника Helicobacter pylori

Д.Р. Хуснутдинова1, М.И. Маркелова1, Е.А. Булыгина1, М.Н. Синягина1, С.Ю. Маланин1, Т.В. Григорьева1, Р.К. Исмагилова1, Д.Д. Сафина1, С.Р. Абдулхаков1, Р.А. Абдулхаков2, В.М. Чернов1,3, О.А. Чернова1,3

1Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, 420008, Россия

2Казанский государственный медицинский университет, г. Казань, 420012, Россия

3Казанский институт биохимии и биофизики КазНЦ РАН, г. Казань, 420111, Россия

Полный текст PDF

Аннотация

Для определения влиянии эрадикационной терапии Helicobacter pylori на представителей родов Bifidobacterium, Lactobacillus, Escherichia и Clostridium был использован метагеномный анализ клинического материала (152 образца кала от 76 пациентов). Относительная представленность бактерий в составе кишечной микрофлоры пациентов до и после антибиотикотерапии была определена на основании данных, полученных методом шотган-секвенирования. Обнаружено, что относительная численность Lactobacillus, Escherichia и Clostridium в микробном сообществе после терапии варьирует в пределах 0.5% у 76.5%, 51.3% и 55.2% пациентов соответственно, численность Bifidobacterium значимо снижается у 60.5%, но увеличивается у 9.2% пациентов. Полученные данные свидетельствуют о том, что эрадикационная терапия Helicobacter pylori оказывает разнонаправленное влияние на численность ключевых представителей кишечной микрофлоры у существенной части пациентов, что необходимо учитывать при прогнозировании рисков последствий лечения, основанного на применении антибиотиков.

Ключевые слова: микробиота кишечника человека, Helicobacter pylori, эрадикационная терапия, антибиотики, шотган-секвенирование, метагеномный анализ

Литература

  1. Bäckhed F., Ley R.E., Sonnenburg J.L., Peterson D.A., Gordon J.I. Host-bacterial mutualism in the human intestine // Science. – 2005. – V. 307, No 5717. – P. 1915–1920. – doi: 10.1126/science.1104816.
  2. Round J.L., Mazmanian S.K. The gut microbiota shapes intestinal immune responses during health and disease // Nat. Rev. Immunol. – 2009. – V. 9, No 5. – P. 313–323. – doi: 10.1038/nri2515.
  3. Guarner F. Enteric flora in health and disease // Digestion. – 2006. – V. 73, Suppl. 1. – P. 5–12.
  4. Dicksved J., Flöistrup H., Bergström A., Rosenquist M., Pershagen G., Scheynius A., Roos S., Alm J.S., Engstrand L., Braun-Fahrländer Ch., Mutius E., Jansson J.K. Molecular fingerprinting of the fecal microbiota of children raised according to different lifestyles // Appl. Environ. Microbiol. – 2007. – V. 73, No 7. – P. 2284–2289. – doi: 10.1128/AEM.02223-06.
  5. Zoetendal E.G., Akkermans A.D.L., De Vos W.M. Temperature gradient gel electrophoresis analysis of 16S rRNA from human fecal samples reveals stable and host-specific communities of active bacteria // Appl. Environ. Microbiol. – 1998. – V. 64, No 10. – P. 3854–3859.
  6. Eckburg P.B., Bik E.M., Bernstein Ch.N., Purdom E., Dethlefsen L., Sargent M., Gill S.R., Nelson K.E., Relman D.A. Diversity of the human intestinal microbial flora // Science. – 2005. – V. 308, No 5728. – P. 1635–1638. – doi: 10.1126/science.1110591.
  7. Brugère J.-F., Mihajlovski A., Missaoui M., Peyret P. Tools for stools: The challenge of assessing human intestinal microbiota using molecular diagnostics // Expert Rev. Mol. Diagn. – 2009. – V. 9, No 4. – P. 353–365. – doi: 10.1586/erm.09.16.
  8. Malfertheiner P., Megraud F., O'Morain C.A., Gisbert J.P., Kuipers E.J., Axon A.T., Bazzoli F., Gasbarrini A., Atherton J., Graham D.Y., Hunt R., Moayyedi P., RokkasT., Rugge M., Selgrad M., Suerbaum S., Sugano K., El-Omar E.M. Management of Helicobacter pylori infection — the Maastricht V / Florence consensus report // Gut. – 2016. – doi: 10.1136/gutjnl-2016-312288.
  9. Ивашкин В.Т., Маев И.В., Лапина Т.Л., Шептулин А.А. Рекомендации Российской Гастроэнтерологической Ассоциации по диагностике и лечению инфекции Helicobacter pylori у взрослых // Рос. журн. гастроентерологии, гепатологии и колопрактологии. – 2012. – Т. 22, Вып. 1. – С. 87–89.
  10. Segata N., Waldron L., Ballarini A., Narasimhan V., Jousson O., Huttenhower C. Metagenomic microbial community profiling using unique clade-specific marker genes // Nat. Methods. – 2012. – V. 9, No 8. – P. 811–814. – doi: 10.1038/nmeth.2066.
  11. Li J., Jia H., Cai X., Zhong H., Feng Q., Sunagawa S., Arumugam M., Kultima J.R., Prifti E., Nielsen T., Juncker A.S., Manichanh C., Chen B., Zhang W., Levenez F., Wang J., Xu X., Xiao L., Liang S., Zhang D., Zhang Z., Chen W., Zhao H., Al-Aama J.Y., Edris S., Yang H., Wang J., Hansen T., Nielsen H.B., Brunak S., Kristiansen K., Guarner F., Pedersen O., Doré J., Ehrlich S.D., MetaHIT Consortium, Bork P., Wang J. An integrated catalog of reference genes in the human gut microbiome // Nat. Biotechnol. – 2014. – V. 32, No 8. – P. 834–841. – doi: 10.1038/nbt.2942.
  12. Arumugam M., Raes J., Pelletier E., Paslier D.L., Yamada T., Mende D.R., Fernandes G.R., Tap J., Bruls T., Batto J.-M., Bertalan M., Borruel N., Casellas F., Fernandez L., Gautier L., Hansen T., Hattori M., Hayashi T., Kleerebezem M., Kurokawa K., Leclerc M., Levenez F., Manichanh C., Nielsen H.B., Nielsen T. et al. Enterotypes of the human gut microbiome // Nature. – 2011. – V. 473, No 7346. – P. 174–180. – doi: 10.1038/nature09944.
  13. Knights D., Ward T.L., McKinlay Ch.E., Miller H., Gonzalez A., McDonald D., Knight R. Rethinking “Enterotypes” // Cell Host Microbe. – 2014. – V. 16, No 4. – P. 433–437. – doi: 10.1016/j.chom.2014.09.013.
  14. Khusnutdinova D., Grigoryeva T., Abdulkhakov S., Safina D., Siniagina M., Markelova M., Boulygina E., Malanin S., Tyakht A., Kovarsky B., Ismagilova R., Abdulkhakov R., Chernov V. Gut microbiome shotgun sequencing in assessment of microbial community changes associated with H. pylori eradication therapy // BioNanoScience. – 2016. – V. 6, No 4. – P. 585–587. – doi: 10.1007/s12668-016-0285-y.
  15. Сафина Д.Д., Абдулхаков С.Р., Григорьева Т.В., Маркелова М.И., Исмагилова Р.К., Хуснутдинова Д.Р., Маланин С.Ю., Лайков А.В., Синягина М.Н., Абдулхаков Р.А., Чернов В.М. Влияние фармакотерапии на генетическое разнообразие биоценоза кишечника // Гены и клетки. – 2015. – Т. 10, Вып. 4. – С. 80–85.
  16. Ардатская М.Д., Бельмер С.В., Добрица В.П., Захаренко С.М., Лазебник Л.Б., Минуш­кин О.Н., Орешко Л.С., Ситкин С.И., Ткаченко Е.И., Суворов А.Н., Хавкин А.И., Шендеров Б.А. Дисбиоз (дисбактериоз) кишечника: современное состояние проблемы, комплексная диагностика и лечебная коррекция // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. – 2015. – Т. 5, Вып. 117. – С. 13–50.
  17. Schell M.A., Karmirantzou M., Snel B., Vilanova D., Berger B., Pessi G., Zwahlen M.-C., Desiere F., Bork P., Delley M., Pridmore R.D., Arigoni F. The genome sequence of Bifidobacterium longum reflects its adaptation to the human gastrointestinal tract // Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. – 2002. – V. 99, No 22. – P. 14422–14427. – doi: 10.1073/pnas.212527599.
  18. Sandine W.E., Muralidhara K.S., Elliker P.R., England D.C. Lactic acid bacteria in food and health: a review with special reference to enteropathogenic Escherichia coli as well as certain enteric diseases and their treatment with antibiotics and lactobacilli // J. Milk Food Technol. – 1972. – V. 35. – P. 691–702. – doi: 10.4315/0022-2747-35.12.691.
  19. Goldin B.R., Gorbach S.L. Alterations in fecal microflora enzymes related to diet, age, lactobacillus supplements, and dimethylhydrazine // Cancer. – 1977. – V. 40. – P. 2421–2426.
  20. Clarke S.C., Haigh R.D., Freestone P.P.E., Williams P.H. Virulence of enteropathogenic Escherichia coli, a global pathogen // Clin. Microbiol. Rev. – 2003. – V. 16, No 3. – P. 365–378.
  21. Bartlett J.G., Chang T.E.W., Gurwith M., Gorbach Sh.L., Onderdonk A.B. Antibiotic-associated pseudomembranous colitis due to toxin-producing clostridia // N. Engl. J. Med. – 1978. – V. 298, No 10. – P. 531–534.
  22. Adamsson I., Nord C.E., Lundquist P., Sjöstedt S., Edlund C. Comparative effects of omeprazole, amoxycillin plus metronidazole versus omeprazole, clarithromycin plus metronidazole on the oral, gastric and intestinal microflora in Helicobacter pylori-infected patients // J. Antimicrob. Chemother. – 1999. – V. 44, No 5. – P. 629–640.
  23. Brismar B., Edlund C., Nord C.E. Comparative effects of clarithromycin and erythromycin on the normal intestinal microflora // Scand. J. Infect. Dis. – 1991. – V. 23, No 5. – P. 635–642.
  24. Edlund Ch., Beyer G., Hiemer-Bau M., Ziege S., Lode H., Nord C.E. Comparative effects of moxifloxacin and clarithromycin on the normal intestinal microflora // Scand. J. Infect. Dis. – 2000. – V. 32, No 1. – P. 81–85.
  25. Bartlett J.G., Chang T.E.W., Gurwith M., Gorbach Sh.L., Onderdonk A.B. Antibiotic-associated pseudomembranous colitis due to toxin-producing clostridia // N. Engl. J. Med. – 1978. – V. 298, No 10. – P. 531–534.

Поступила в редакцию

14.02.17


Хуснутдинова Диляра Рашидовна, аспирант кафедры генетики, главный инженер проекта Междисциплинарного центра протеомных исследований Института фундаментальной медицины и биологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: dilyahusn@gmail.com

Маркелова Мария Ивановна, младший научный сотрудник Openlab «Омиксные технологии» Института фундаментальной медицины и биологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: mimarkelova@gmail.com

Булыгина Евгения Александровна, младший научный сотрудник Openlab «Омиксные технологии» Института фундаментальной медицины и биологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: boulygina@gmail.com

Синягина Мария Николаевна, аспирант кафедры генетики, техник-проектировщик Междисциплинарного центра протеомных исследований Института фундаментальной медицины и биологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: marias25@mail.ru

Маланин Сергей Юрьевич, кандидат биологических наук, главный инженер проекта Междисциплинарного центра протеомных исследований Института фундаментальной медицины и биологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: sergen83@mail.ru

Григорьева Татьяна Владимировна, кандидат биологических наук, главный инженер проекта Междисциплинарного центра протеомных исследований Института фундаментальной медицины и биологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: tatabio@inbox.ru

Исмагилова Рузиля Камилевна, техник-проектировщик Междисциплинарного центра протеомных исследований Института фундаментальной медицины и биологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: ruz-ismagilova@yandex.ru

Абдулхахов Сайяр Рустамович, кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник Openlab «Генные и клеточные технологии» Института фундаментальной медицины и биологии

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: sayarabdul@yandex.ru


Абдулхахов Рустам Аббасович, доктор медицинских наук, профессор кафедры госпитальной терапии

Казанский государственный медицинский университет

ул. Бутлерова, д. 49, г. Казань, 420012, Россия

E-mail: rustemabdul@mail.ru

Чернов Владислав Моисеевич, доктор биологических наук, профессор, заведующий лабораторией молекулярных основ патогенеза; заведующий кафедрой генетики

Казанский институт биохимии и биофизики КазНЦ РАН

ул. Лобачевского, д. 2/31, г. Казань, 420111, Россия

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: chernov@kibb.knc.ru

Чернова Ольга Александровна, доктор биологических наук, профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярных основ патогенеза; профессор кафедры генетики

Казанский институт биохимии и биофизики КазНЦ РАН

ул. Лобачевского, д. 2/31, г. Казань, 420111, Россия

Казанский (Приволжский) федеральный университет

ул. Кремлевская, д. 18, г. Казань, 420008, Россия

E-mail: ol.chernova2010@yandex.ru

Для цитирования: Хуснутдинова Д.Р., Маркелова М.И., Булыгина Е.А., Синягина М.Н., Маланин С.Ю., Григорьева Т.В., Исмагилова Р.К., Сафина Д.Д., Абдулхаков С.Р., Абдулхаков Р.А., Чернов В.М., Чернова О.А. Влияние эрадикационной терапии Helicobacter pylori на микробиоту человека: метагеномный анализ микробиома кишечника // Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки. – 2017. – Т. 159, кн. 2. – С. 217–231.

For citation: Khusnutdinova D.R., Markelova M.I., Boulygina E.A., Siniagina M.N., Malanin S.Yu., Grigoryeva T.V., Ismagilova R.K., Safina D.D., Abdulkhakova S.R., Abdulkhakov R.A., Chernov V.M., Chernova O.A. The effect of Helicobacter pylori eradication on human microbiota: Metagenome analysis of the human gut microbiome. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 2017, vol. 159, no. 2, pp. 217–231. (In Russian)

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.



Вход в личный кабинет
Ваш логин
Ваш пароль
Забыли пароль? Регистрация