Біоплівки кишкових мікросімбіонтов у дітей з реактивним артритом

1. Матеріали і методи дослідження
2. Результати дослідження
3. висновок

Реактивний артрит (РеА) - захворювання з групи спондилоартритов, яке характеризується запальним ураженням суглобів, асоційованим з критичної інфекцією у генетично схильних осіб [1]. У Росії серед ревматичних захворювань РеА у дітей до 14 років становить 56%, у підлітків - 37%. Як правило, РеА асоціюється з гострою або персистуючої кишковою інфекцією, що викликається ентеробактеріями, а також c носоглоточной і урогенітальною інфекцією [2]. Високий ризик розвитку рецидивів (від 15% до 75% пацієнтів) і недостатня ефективність протизапальної терапії диктують необхідність пошуку біологічних маркерів, що дозволяють виявити мікроорганізми з артрітогенним потенціалом, які можуть служити біомішені для вибору засобів ефективної терапії.

Поряд з генетичною схильністю, антигенної мімікрією, що сприяють розвитку запальних уражень суглобів, в якості одного з патогенетичних механізмів формування аутоімунної патології з ураженням суглобів розглядаються порушення стану кишкового мікробіома [3], гомеостаз якого забезпечується різними факторами, включаючи межмікробние взаємодії з формуванням біоплівок [4] .

Доведено, що здатність до біопленкообразованію (БПО) є базовим біологічним властивістю, що забезпечує стратегію виживання, збереження і участі мікросімбіонтов в кишковому гомеостазі [4, 5]. Відомо, що існування більшості видів мікроорганізмів в природі відбувається не у вигляді вільноживучих (планктонних) клітин, а шляхом організації ними специфічних утворень - биопленок: спільнот мікробних клітин, прикріплених до поверхні або один до одного і укладених в матрикс синтезованих ними позаклітинних полімерних речовин [6 ]. Здатність до біопленкообразованію є одним з механізмів персистенції патогенних і умовно-патогенних мікроорганізмів. З наявністю биопленок пов'язують протягом тривало рецидивуючих хронічних інфекційних захворювань, які важко піддаються стандартній терапії [7]. Формування біопленочних спільнот є однією з основних стратегій бактерій в екологічній ніші, яку вони займають. Бактерії в біоплівках мають підвищений захист від дії антитіл, фагоцитів, протимікробних препаратів [7]. Біопленкообразованіе сприяє захисту мікроорганізмів-ассоціантов від атакуючих їх імунних клітинних і гуморальних факторів захисту, надаючи можливість безперешкодного проникнення в судинний кровообіг з подальшою транслокацией в синовіальну оболонку суглобів, де формуються стійкі осередки ендогенної інфекції, які важко піддаються лікуванню антимікробними засобами і пробіотиками через нездатність дезорганізувати бактеріальну біоплівку ассоціантов - збудників запального процесу. У цьому випадку спостерігається хронизация і рецидивуючий перебіг інфекційного процесу, що вимагають індивідуальної етіотропної терапії та корекції порушень нормальної мікрофлори хворого [8].

Оцінюючи роль біопленкообразованія в розвитку запальних захворювань різного генезу, встановлено, що бактерії, що колонізують організм хворих з ревматичними захворюваннями, мають здатність до утворення мікробних біоплівок з тією ж частотою, як і збудники інших запальних процесів [9]. Однак слід зазначити, що зазначені дослідження проводилися тільки в групі хворих з деструктивним (ревматоїдний) артрит, який вирізняється з етіології, патогенезу і клінічних проявів від реактивного артриту.

Беручи до уваги, що стан мікросімбіоценоза характеризується межмікробнимі взаємодіями, на яку поширюється цей час з позицій біокоммунікатівной активності мікроорганізмів та критичною рольмікроорганізмів, і їх антигенів у формуванні РеА, метою роботи була оцінка рівня здатності до біопленкообразованію мікросімбіонтов товстого кишечника у дітей з РеА.

Матеріали і методи дослідження

Досліджувану групу склали 34 дитини з РеА, в групу порівняння увійшли 25 умовно здорових дітей. Для постановки діагнозу РеА використовували критерії IV Міжнародного наради з РеА (Берлін, 1999). Дослідження мікробіоценозу кишечника здійснювалося відповідно до «Методичних рекомендацій щодо застосування бактерійних біологічних препаратів у практиці лікування хворих кишковими інфекціями. Діагностика і лікування дисбактеріозу кишечника »(М., 1986). Виділення та ідентифікація анаеробних мікроорганізмів проводилися відповідно до керівництва «Wadsworth-KTL anaerobic bacteriology manual» (2002). Ідентифікація мікроорганізмів здійснювалася за допомогою MALDI-TOF - мас-спектрометра «Microflex» ( «Bruker Daltonics», Німеччина). Параметри мас-спектрометра оптимізували для діапазону від 1000 до 18 000 m / z (маса на заряд). При аналізі білкових спектрів мікроорганізмів враховували чисельний рейтинг точності (Score Value - SV) ідентифікації, представлений у вигляді логарифмічною шкали від 0 до 3. Отримані результати порівнювали з базою даних Національного центру біотехнологічної інформації (Nacional Center for Biotechnology Information, NCBI).

Оцінка стану кишкового мікробіоценозу за ступенями проводилася відповідно до Наказу МОЗ РФ від 9 червня 2003 № 231.

Здатність до БПО визначали за методикою G. O'Toole з співавт. (2000). Виразність біопленкообразованія мікроорганізмами оцінювали за рівнем екстракції (абсорбції) барвника етанолом, який вимірювали на мікропланшетном рідері ELx 808 (Bio Tek, США) при довжині хвилі 630 нм. Біопленкообразованіе висловлювали в умовних одиницях, розраховуючи коефіцієнт біопленкообразованія (КБПО): КБПО = ОДК / ОДБ, де ОДК - оптична щільність досвідчених проб і проб групи порівняння, а ОДБ - оптична щільність живильного бульйону. Отримані дані статистично оброблені параметрическими і непараметричних методами з використанням програми Statistica 10; достовірність відмінностей між показниками відповідала р <0,05.

Результати дослідження

При бактеріологічному дослідженні мікросімбіоценоза кишечника дітей з РеА виявлено стан еубіоза у 23,5 ± 7,2% дітей, дисбіоз I ступеня - у 11,7 ± 5,6%, дисбіоз II ступеня - у 47,1 ± 8,6%, дисбіоз III ступеня - у 17,7 ± 6,6% хворих. Тоді як в групі порівняння зазначалося переважання дітей з еубіоз - 41,2 ± 9,8%. Дисбіоз кишечника I ступеня, так само як і дисбіоз II ступеня, виявлено у 29,4 ± 6,2%. У більшості дітей з РеА порушення кишкового мікросімбіоценоза характеризуються наявністю дисбіотичних порушень і супроводжуються гіперколонізаціі мікросімбіонтов-комменсалов, які є представниками асоціативної мікрофлори: грампозитивних і грамнегативних ентеробактерій, клостридій, бактероїдів, грибів роду Candida при одночасному значному зниженні ПМО домінантною мікрофлори (біфідобактерій).

Показники здатності до біопленкообразованію мікроорганізмів, виділених з кишечника дітей з РеА, в порівнянні з групою умовно здорових дітей представлені в табл.

При аналізі представлених даних відзначаються такі особливості. Виявлено достовірне зниження рівня БПО у штамів біфідобактерій, які є представниками домінантною мікрофлори кишкового мікросімбіоценоза, у дітей з РеА. Показник БПО біфідобактерій, виділених від дітей з РеА, виявився на 63% нижче в порівнянні з аналогічним показником у здорових дітей. У той же час у більшій частині мікроорганізмів - представників асоціативної мікрофлори кишечника відзначається збільшення здатності до БПО. Так, у штамів клебсієл, виділених від дітей з РеА, здатність до БПО в 8 разів вище, ніж у клебсієл, виділених від здорових дітей. Аналогічно, здатність до БПО у штамів лактозонегативні кишкової палички та грибів роду Candida від дітей з РеА виявилася в 5 разів вище, ніж у здорових. Показник БПО лактозопозитивні кишкові палички і клостридій, виділених у хворих на артрит, в 3 рази перевищує даний показник в порівнянні зі здоровими дітьми. У штамів бактероїдів, цитробактеру і стафілокока відзначається підвищення здатності до БПО на 30-50% відносно групи порівняння.

У той же час зниження показника БПО мало місце у штамів актиноміцетів (в 8 разів) і пропіонібактерій (в 2 рази), виділених у хворих дітей.

Крім того, у пацієнтів з РеА були виділені штами Cronobacter spp. і Bacillis spp., що не висівали у здорових дітей. При цьому дані мікроорганізми мали високу здатність до БПО (12,1 ± 0,1 у.о і 5,2 ± 0,9 у.о. відповідно).

висновок

Таким чином, проведені дослідження дозволили виявити особливості мікросімбіотіческого взаємодії мікроорганізмів кишкового біотопу дітей з РеА, які свідчать про патогенетичну роль здатності мікроорганізмів до БПО у формуванні артрітогенного потенціалу і характеризуються такими основними моментами.

У хворих на РеА виявлено порушення мікросімбіотіческіх зв'язків між мікроорганізмами - представниками умовно-патогенної мікрофлори (УПМ) і нормальної мікрофлори, що проявляється кількісними і якісними порушеннями кишкового мікросімбіоценоза.

Одним з важливих показників межмікробного взаємодії є біопленкообразованіе, яке розглядається як форма персистенції (виживання) патогенів та нормофлори. Необхідно відзначити, що мікросімбіоценоз дітей з РеА супроводжується збільшенням рівня персистентних властивостей асоціативних мікроорганізмів-комменсалов (здатності до БПО) за рахунок посилення сукупного патогенного арсеналу УПМ, виділеної з кишечника дітей з артритом, з одного боку, на тлі зниження здатності до БПО у представників нормальної мікрофлори - біфідобактерій, з іншого боку. Крім того, мікросімбіоценоз кишечника дітей з РеА відрізняється появою мікроорганізмів? Комменсалов, що володіють високою здатністю до БПО, але відсутніх в кишечнику здорових дітей.

Виявлені особливості кишкової мікробіоти дітей з РеА розкривають, в значній мірі, одну з важливих причин недостатньої ефективності антибактеріальної терапії артриту і схильності РеА до рецидиву і хронізації. Наявність у УПМ кишечника високу здатність до біопленкообразованію веде до їх укриття від клітинних і гуморальних факторів захисту, а також перешкоджає проникненню антибактеріальних препаратів всередину біоплівки, що веде до формування антибіотикорезистентних штамів мікроорганізмів. У той же час антибактеріальна терапія, яка є в даний час невід'ємним компонентом терапії реактивного артриту, може сприяти розвитку порушення кишкового мікробіоценозу, формуючи порочне коло артрітогенних факторів. Виходом з даної ситуації може служити персоналізований підхід до лікування РеА, попередження його хронізації, а саме: корекція порушень кишкового мікросімбіоценоза, використання лікарських засобів, що пригнічують процес БПО або руйнують вже сформовані біоплівки. Таким чином, вивчення біопленкообразованія представляє інтерес для практикуючих лікарів з точки зору вкладу цього біологічного властивості в артрітогенний потенціал кишкових мікросімбіонтов і можливості його використання в якості біомішені для вибору ефективних лікарських засобів (антибактеріальних, протизапальних препаратів, про- і пребіотиків).

література

1. Дитяча ревматологія. Атлас. Під ред. А. А. Баранова, Е. І. Алексєєвої. М .: Союз педіатрів Росії. 2009. 248 с.
2. Алексєєва Є. І., Жолобова Е. С. Реактивні артрити у дітей // Питання сучасної педіатрії. 2003. Т. 1. № 1. С. 51-56.
3. Asquith M., Elewaut D., Lin P., Rosenbaum JT The role of the gut and microbes in the pathogenesis of spondyloarthritis // Best Pract. Res. Clin. Rheumatol. 2014. Vol. 28. № 5. P. 687-702.
4. Ohland CL, Jobin С. Microbial activities and intestinal homeostasis: a delicate balance between health and disease // Cell. Mol. Gastroenterol. Hepatol. 2015. Vol. 1. № 1. P. 28-40.
5. Бухарін О. В., Перунова Н. Б. Мікросімбіоценоз. Єкатеринбург: УрВ РАН, 2014. 260 с.
6. Mulcahy LR Pseudomonas aeruginosa biofilms in disease // Microb Ecol. 2014. Vol. 68. № 1. P. 1-12.
7. Романова Ю. М., Гинцбург А. Л. Бактеріальні біоплівки як природна форма існування бактерій у навколишньому середовищі і організмі господаря // Журн. микробиол. 2011. № 3. С. 99-109.
8. Керівництво по медичній мікробіології. Приватна медична мікробіологія і етіологічна діагностика інфекцій. Книга II / Под ред. Лабинської А. С., Костюкової Н. Н., Іванової С. М. М .: Видавництво БІНОМ, 2012. 1152 с.
9. Малафєєва Е. В., Гульнева М. Ю., Носков С. М., Романов В. А. Формування биопленок умовно-патогенними мікроорганізмами, виділеними у хворих з ревматичними захворюваннями // Клінічна лабораторна діагностика. 2014. № 11. С. 53-55.

О. Є. Челпаченко *, 1, доктор медичних наук, професор
Е. І. Данилова **, кандидат медичних наук
І. Н. Чайникова *, доктор медичних наук, професор
Н. Б. Перунова *, доктор медичних наук, професор РАН
Е. В. Іванова *, кандидат медичних наук

* ФГБУН ІКВС УрО РАН, Оренбург
** ФГБОУ ВО ОрГМУ, Оренбург

1 Контактна інформація: [email protected]

Біоплівки кишкових мікросімбіонтов у дітей з реактивним артритом / О. Є. Челпаченко, Е. І. Данилова, І. Н. Чайникова, Н. Б. Перунова, Е. В. Іванова

Для цитування: Лікуючий лікар № 4/2018; Номери сторінок у випуску: 56-58

Теги: кишкова мікробіота, ураження суглобів, запалення

Купити номер з цією статтею в pdf