Продуцирующие бутират бактерии в кишечнике снижают риск инфекционных заболеваний
Кишечная микрофлора пациентов с инфекционными заболеваниями отличается от микрофлоры здоровых людей, однако пока не установлено, являются ли эти отличия следствием болезни или фактором риска заражения. Авторы статьи в The Lancet Microbe проанализировали кишечные микробиомы более 10 тысяч человек и заключили, что восприимчивость человека к инфекции зависит от численности некоторых микроорганизмов, в частности, продуцирующих бутират бактерий.

По данным исследования The Global Burden of Disease, инфекционные заболевания — причина каждой четвертой смерти во всем мире. В то же время у многих пациентов, госпитализированных из-за инфекционного заболевания, часто наблюдаются расстройства кишечника, не связанные с терапией антибиотиками. Исследования показали, что у таких больных в микробиоте кишечника меньше анаэробных бактерий, но больше потенциально патогенных микроорганизмов. Остается неясным, являются ли изменения кишечной микробиоты следствием самого заболевания или, напротив, проблемы с микробиотой повышают восприимчивость организма к инфекциям.
Результаты экспериментов на животных свидетельствуют в пользу второй гипотезы. Доказано также, что бактериальный метаболит бутират (масляная кислота) повышает антимикробную активность моноцитов и в целом положительно влияет на работу иммунной системы; в то же время уменьшение численности анаэробных бутират-продуцирующих бактерий увеличивает риск развития респираторных инфекций у пациентов из групп риска (например, после инсульта или трансплантации гемопоэтических стволовых клеток).
Исследователи из Амстердамского университета (Нидерланды) и Университета Турку (Финляндия) использовали данные из двух независимых популяционных когорт из Нидерландов (проект HELIUS, тестовая когорта; взрослые в возрасте 18–70 лет, случайным образом отобранные из реестра муниципалитета Амстердама) и Финляндии (проект FINRISK 2002, валидационная когорта; взрослые в возрасте 25–74 лет, случайная выборка). Все участники заполняли анкеты, проходили медицинский осмотр и сдавали образцы фекалий для анализа. Анализ микробиоты кишечника проводился методом метагеномного секвенирования генов 16S рРНК. В ходе анализа оценивались состав и разнообразие микробиоты, а также относительная численность 16 видов бактерий, вырабатывающих бутират в ходе ферментации клетчатки, которую человек не способен переваривать самостоятельно. Учитывались госпитализация или смертность от любого инфекционного заболевания в течение 5–7 лет после сбора образцов фекалий в рамках соответствующего проекта. Связь между составом микробиоты и рисками инфицирования оценивалась с учетом экологии микроорганизмов и с использованием модели пропорциональных рисков Кокса.
Всего в ходе исследования была профилирована микробиота кишечника 10699 человек: 4248 (39,7%, средний возраст 51 год, 51,9% женщин, средний ИМТ 26,7 кг/м2, 46,8% бывших или нынешних курильщиков, 9,3 % недавно получали антибиотики) из тестовой когорты и 6451 (60,3%, средний возраст 50 лет, 54,3% женщин, средний ИМТ 26,3 кг/м2, 46,5% бывших или нынешних курильщиков, 12,8% недавно получали антибиотики) из валидационной когорты.
Были госпитализированы с инфекционным заболеванием и/или умерли от него за период наблюдений 602 человека (5,6%): 152 (3,6%) из тестовой когорты и 450 (7,0%) из валидационной. Самой распространенной инфекционной причиной госпитализации в обеих группах были инфекции нижних дыхательных путей: 31,6% случаев госпитализации из тестовой когорты и 22,2% из валидационной. На втором месте оказались абдоминальные инфекции, то есть инфекции, локализованные в брюшной полости, такие как аппендицит, острый холецистит, холангит, абсцесс печени и др.: 24,3% случаев госпитализации из тестовой когорты и 19,6 % — из валидационной. С инфекциями мочевыводящих путей было госпитализировано, соответственно, 9,9% и 7,8%, с кожными инфекциями — 9,2% и 2,0%, с послеоперационными инфекциями — 8,6% и 6,9%.
Согласно полученным данным, состав микробиоты кишечника заболевших и/или умерших участников исследования отличался от состава микробиоты людей, которые не попадали в больницу с инфекцией. У госпитализированных участников исследования была повышена относительная численность бактерий из родов Veillonella (условно-патогенные бактерии, связанные с повышенным риском тяжелого течения COVID-19) и Streptococcus. У людей, которые не попадали в больницу с инфекциями, были выше показатели численности облигатно анаэробных микроорганизмов, таких как продуцирующие бутират бактерии из рода Butyrivibrio.
Расчеты показали, что более высокая относительная численность продуцирующих бутират бактерий снижала риск госпитализации с инфекционным заболеванием: в тестовой когорте коэффициент риска по конкретной причине составил 0,75 на каждые 10% прироста количества продуцентов бутирата, в валидационной — 0,86 на каждые 10%, то есть увеличение количества продуцирующих бутират бактерий в кишечнике на 10% снижало вероятность заражения какой-либо инфекцией на 14–25 %. Разнообразие кишечной микрофлоры значительного влияния на связь между численностью продуцентов бутирата и риском госпитализации не оказывало. Кроме того, данная связь исчезала у участников с ИМТ 30 кг/м2 и более.
Ученые приходят к выводу, что микробиота кишечника влияет на восприимчивость к инфекциям и может быть модифицируемым фактором риска госпитализации из-за инфекционного заболевания. Исследователи также указывают на ранее выявленную связь между приемом антибиотиков против анаэробных микроорганизмов и истощением анаэробной микробиоты кишечника (в том числе продуцентов бутирата), в результате чего активизируются бактерии из семейства Enterobacteriaceae и возрастает риск смертности от всех причин. Это значит, что следует по возможности ограничить использование антианаэробных антибиотиков.
Влияние микробиоты на метаболизм сопоставимо с ролью печени в организме
Источник
Kullberg R. F. J. et al. Association between butyrate-producing gut bacteria and the risk of infectious disease hospitalisation: results from two observational, population-based microbiome studies // The Lancet Microbe. June 20, 2024. DOI: 10.1016/S2666-5247(24)00079-X