Markers of dysbiosis in patients with ulcerative colitis and Crohn's disease
- Authors: Danilova NA1, Abdulkhakov SR1,2, Grigoryeva TV1, Markelova MI1, Vasilyev IY.1, Boulygina EA1, Ardatskaya MD3, Pavlenko AV4, Tyakht AV5, Odintsova AK.6, Abdulkhakov RA2
-
Affiliations:
- Kazan Federal University
- Kazan State Medical University of the Ministry of Health of the Russian Federation
- Central State Medical Academy of Administrative Department of the President of the Russian Federation
- Federal Research and Clinical Centre of Physical-Chemical Medicine of the Federal Medical and Biological Agency
- Institute of Gene Biology of RAS
- Republican Clinical Hospital of the Ministry of Health of the Republic of Tatarstan
- Issue: Vol 91, No 4 (2019)
- Pages: 13-20
- Section: Editorial
- Submitted: 16.04.2020
- Published: 15.04.2019
- URL: https://ter-arkhiv.ru/0040-3660/article/view/33561
- DOI: https://doi.org/10.26442/00403660.2019.04.000211
- ID: 33561
Cite item
Full Text
Abstract
Full Text
БК - болезнь Крона ВЗК - воспалительные заболевания кишечника КЖК - короткоцепочечные жирные кислоты ЯК - язвенный колит С2 - уксусная кислота С3 - пропионовая кислота С4 - масляная кислота C5 - валериановая кислота, C6 - капроновая кислота IС4 - изомасляная кислота IС5 - изовалериановая кислота IC6 - изокапроновая кислота Введение Результаты современных отечественных и зарубежных исследований указывают на существенную роль кишечной микробиоты в патогенезе воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) [1-6]. Патогенез ВЗК до конца не известен, но одним из предрасполагающих к развитию воспаления факторов, возможно, является дисбаланс между комменсальными бактериями и патогенами в просвете кишечника, уменьшение микробного разнообразия и нарушение функционального метаболизма бактерий [7]. Микробиота кишечника состоит из 100 триллионов (1014) бактерий, квадриллиона вирусов, грибков, паразитов, архей [8]. Более 90% микробиоты кишечника человека представлено четырьмя основными филами микроорганизмов. Это представители нормальной кишечной микрофлоры: Firmicutes (49-76%), которые в основном представлены Clostridium XIV и IV групп, Bacteroidetes (16-23%), преобладающими в дистальном отделе кишечника [9], и, в меньшей степени, Proteobacteria и Actinobacteria [10-12]. По данным P. Eckburg и соавт. (2005), пристеночная и просветная микрофлора включает 395 филогенетических групп микроорганизмов, 80% из которых относятся к микроорганизмам, не культивируемым на питательных средах как в аэробных, так и в анаэробных условиях [13]. Цель исследования - изучение таксономических и функциональных характеристик кишечной микробиоты у пациентов с язвенным колитом (ЯК) и болезнью Крона (БК) для выявления ключевых маркеров дисбиоза при ВЗК. Материалы и методы В исследование включено 95 пациентов с ВЗК, в том числе 78 пациентов с ЯК и 17 пациентов с БК, из них 69 человек проживали в городе, 26 - в сельской местности. Группу контроля составили 96 здоровых добровольцев, в том числе 69 городских жителей и 27 человек из сельской местности [14]. Критерии включения пациентов в исследование следующие: • пациенты мужского и женского пола в возрасте от 18 до 75 лет (включительно); • наличие установленного диагноза ЯК или БК, подтвержденного клиническими, эндоскопическими признаками и данными гистологического заключения; • подписанное информированное согласие на участие в исследовании. Критерии невключения в исследование: • беременность или грудное вскармливание; • пациенты с сопутствующей патологией печени или почек в стадии декомпенсации; • наличие илео- или колостомы; • выполненная обширная резекция ободочной кишки, субтотальная или тотальная колэктомия; • наличие врожденной или приобретенной формы иммунодефицита (например, общая вариабельная иммунная недостаточность; инфекция, вызванная вирусом иммунодефицита человека; трансплантация органов); • наличие в анамнезе у пациента злокачественного новообразования, по поводу которого он получает лечение в данный момент; • наличие у пациента признаков активного инфекционного процесса; • отказ пациента подписать информированное согласие на участие в исследовании. При включении в исследование здоровых добровольцев исключали лиц с наличием заболеваний/состояний, а также приемом лекарственных препаратов, которые могли повлиять на состав микробиоты кишечника. Для анализа использованы образцы кала пациентов с ВЗК и здоровых добровольцев, включенных в исследование в соответствии с указанными критериями. Забор кала осуществлялся в индивидуальный пластиковый контейнер, образец массой 10-20 г подвергали немедленной заморозке и хранили при -80 °C. Подготовка фрагментной библиотеки ДНК и полногеномное секвенирование на платформе SOLiD 5500 W (Life Technologies, Foster City, CA, США) проведены в соответствии с инструкциями производителя. Полученные прочтения картированы на референсный человеческий геном hg19 с помощью программы bowtie2 [15]. Таксономическое профилирование осуществляли путем выравнивания ридов, не картировавшихся на hg19, на референсную базу данных маркерных бактериальных последовательностей MetaPhlAn2 [16]. Для оценки представленности микробных метаболических путей риды картировали с помощью алгоритма HUNAnN2 на базу данных ChocoPhlAn [17]. Для оценки альфа-разнообразия микробиоты кишечника рассчитан индекс Шеннона на основе относительной представленности видов. Идентификацию таксонов и метаболических путей, относительная представленность которых значимо различалась между группами сравнения, проводили с использованием рангового критерия Манна-Уитни с поправкой на множественное сравнение по методу Бенджамини-Хохберга (уровень значимости p<0,05). Определение уровня короткоцепочечных жирных кислот (КЖК) в кале у пациентов с ВЗК и лиц контрольной группы осуществляли методом газожидкостного хроматографического анализа. Результаты и обсуждение Доля прочтений, откартированных на геном человека, в образцах пациентов с ЯК составила 14,26±17,77%, пациентов с БК - 13,51±18,77% против 0,47±0,90% в контрольной группе, что, очевидно, говорит о наличии воспалительного процесса в кишечнике у пациентов исследуемых групп. В биообразцах пациентов с ВЗК выявлены пять основных фил бактерий: Actinobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes, Proteobacteria, Verrucomicrobia и одна фила архей - Euryarchaeota. Данные филы являются представителями нормальной микрофлоры кишечника и совпадают с выявленными в группе контроля (рис. 1). Две филы анаэробных бактерий - Bacteroidetes и Firmicutes - оказались доминирующими у пациентов с ЯК и БК, так же как и у лиц контрольной группы, что соответствует данным литературы [10, 18]. Мы наблюдали увеличение доли бактерий фил Proteobacteria (преимущественно за счет вида Escherichia coli) и Bacteroidetes (преимущественно за счет вида Bacteroides vulgatus) у пациентов с БК (7,49±9,56 и 41,09±28,05%) и с ЯК (3,84±6,75 и 37,94±25,55%), по сравнению с контрольной группой - 1,85±5,33; 24,29±20,54% (p<0,05), и уменьшение представленности бактерий филы Firmicutes у пациентов с ЯК (50,82±21,80%) и с БК (44,28±21,66%), по сравнению с контрольной группой - 65,22±19,67% (p=0,00062, p=0,000061, соответственно). Пациенты с ЯК и БК значимо различались только представленностью Proteobacteria - у пациентов с БК 7,49±9,56% она выше по сравнению с группой пациентов с ЯК - 3,84±6,75% (p=0,0045). Полученные результаты подтверждаются рядом исследований, где отмечается значительное снижение представленности Firmicutes и увеличение Proteobacteria у пациентов с ВЗК [19-24]. По данным большинства исследований, уменьшение количества Firmicutes наблюдается в основном за счет снижения представленности Clostridium leptum и Faecalibacterium prausnitzii, в то же время единого мнения в отношении Enterobacteriaceae, Bacteroides, Bifidobacterium и Lactobacillus на сегодняшний день нет [25]. Анализ биообразцов пациентов, включенных в исследование, показал снижение представленности Firmicutes за счет бактерий таких видов, как Faecalibacterium prausnitzii, Ruminococcus bromii, Subdoligranulum unclassified и др. В частности, у пациентов с ВЗК обнаружено уменьшение представленности бактерий вида Faecalibacterium prausnitzii, доля которых составляла 3,13±3,38% при ЯК, 4,78±4,81% в случае БК, по сравнению с контрольной группой - 6,33±5,50% (p=0,018, p=0,023, соответственно; рис. 2). Полученные данные подтверждают результаты работ H. Sokol и соавт. (2008, 2009) [26, 27], а также исследований V. Pascal и соавт. (2017) и А.В. Тяхта и соавт. (2018), в которых показано, что у пациентов с БК наблюдается уменьшение представленности Faecalibacterium prausnitzii и увеличение относительного количества E. coli [28, 29]. При анализе состава микробиоты также обнаружено уменьшение представленности архей филы Euryarchaeota у пациентов с ЯК (1,30±4,20%) и с БК (0,74±2,76%), по сравнению с контрольной группой здоровых добровольцев - 1,65±3,07% (p=0,00000033, p=0,0000077, соответственно). Таким образом, микробиота кишечника пациентов с ВЗК характеризовалась увеличением представленности бактерий фил Proteobacteria и Bacteroidetes на фоне снижения относительного количества бактерий филы Firmicutes и архей филы Euryarchaeota. При анализе образцов кала пациентов с ВЗК мы наблюдали более низкий индекс альфа-разнообразия - 2,08±0,42, по сравнению с контрольной группой - 2,31±0,31 (p=0,000082), причем снижение индекса альфа-разнообразия наблюдалось как в группе пациентов с БК - 2,0±0,43 (p=0,0057 по сравнению с группой контроля), так и у пациентов с ЯК - 2,1±0,42 (р=0,0016 по сравнению с группой контроля; рис. 3), и в стадии обострения ЯК - 2,11± 0,44, и в стадии ремиссии ЯК - 2,1±0,35 (p=0,028 по сравнению с контрольной группой). Не обнаружено статистически значимых различий при сравнении индекса альфа-разнообразия в группах пациентов с ЯК и БК, а также при сравнении индекса Шеннона между группой здоровых сельских жителей и пациентами с ВЗК, проживающими в сельской местности. Вместе с тем индекс альфа-разнообразия оказался снижен у пациентов с ВЗК, проживающих в городе (2,06±0,44), по сравнению с лицами контрольной группы, проживающими в городе (2,34±0,33; p<0,001). Полученные в нашей работе результаты подтверждают данные литературы о снижении биоразнообразия кишечной микробиоты у пациентов с ЯК и БК, выявленные при анализе биопсийного материала и биообразцов кала [20, 30, 31]. Таким образом, снижение индекса альфа-разнообразия бактерий можно рассматривать в качестве одного из признаков нарушения состава кишечной микробиоты у пациентов с ВЗК. К следующему признаку дисбиоза у пациентов с ВЗК относится снижение представленности Methanobrevibacter smithii - метанообразующего вида архей. Из всех представленных видов архей статистически значимо отличалось относительное количество Methanobrevibacter smithii и Methanobrevibacter unclassified: они представлены в меньшей степени в биообразцах пациентов с ЯК (0,90±3,33 и 0,39±1,71%) и с БК (0,31±1,17 и 0,43±1,61%), по сравнению с группой контроля (0,99±2,33 и 0,62±1,36%, соответственно), где p<0,05 (рис. 4). В последние годы показано, что изменение численности метан-продуцирующих архей может оказывать влияние на течение ВЗК. Предполагается наличие обратной связи между бактериальной нагрузкой M. smithii и восприимчивостью к ВЗК: обнаружена существенно более высокая представленность M. smithii среди здоровых лиц по сравнению с пациентами с ВЗК [32]. При определении функциональных характеристик представителей кишечной микробиоты мы использовали классификацию, приведенную в работе С.И. Ситкина и соавт. (2015), в соответствии с которой выделяют несколько групп бактерий: бутират-продуцирующие, пропионат-продуцирующие, водород-утилизирующие, лактат-продуцирующие, бактерии, участвующие в биосинтезе витаминов, и оксалат-утилизирующие бактерии [33]. В нашем исследовании отмечалось снижение представленности бутират-продуцирующих и водород-утилизирующих бактерий у пациентов с ЯК (17,61±13,21 и 3,60±6,48%) и с БК (13,90±14,90 и 0,95±1,83%), по сравнению с группой контроля (27,11±15,96 и 5,94±7,57%, соответственно), где р<0,05 (рис. 5). Аналогично полученным нами результатам, в исследованиях T.H. Fujimoto и соавт. (2013) у пациентов с БК, K. Machiels и соавт. (2014) у пациентов с ЯК и K.Y. Li и соавт. (2016) у пациентов с ВЗК отмечено снижение количества бутират-продуцирующих бактерий Faecalibacterium prausnitzii, Roseburia hominis, Eubacterium rectale [3, 34, 35]. Представленность пропионат-продуцирующих бактерий оказалась выше у пациентов с БК (25,09±21,51%), по сравнению с пациентами с ЯК (14,75±12,89%; p=0,0409) и лицами контрольной группы (11,27±9,17%; р=0,0038). Таким образом, в качестве четвертого признака дисбиоза кишечника у пациентов с ВЗК можно выделить уменьшение представленности бутират-продуцирующих и водород-утилизирующих бактерий по сравнению с контрольной группой. Пятый признак дисбиоза у пациентов с ВЗК - увеличение относительного количества муколитических бактерий, в частности, Ruminococcus gnavus и Ruminococcus torques. Они утилизируют гликаны, которые являются главным компонентом слизи - муцинов слизистой оболочки кишечника, и используют его в качестве источника питания, что влияет на целостность кишечного барьера и приводит к увеличению кишечной проницаемости у пациентов с ВЗК [10, 36]. По нашим данным, представленность бактерий вида Ruminococcus gnavus выше у пациентов с БК (2,63±8,02%) и ЯК (1,44±6,28%), по сравнению с группой контроля (0,048±0,21%; p=0,0103, p=0,0005, соответственно). Аналогичные результаты получены в работе А.В. Тяхта и соавт. (2018), где отмечалось повышение относительного количества Ruminococcus gnavus у некоторых пациентов с БК [29]. Однако представленность бактерий вида Ruminococcus torques оказалась сниженной у пациентов с БК (1,03±1,03%) и с ЯК (1,09±2,17%), по сравнению с контрольной группой (1,85±1,78%), где p<0,05. В литературе имеются противоречивые данные относительно изменения представленности бактерий данных видов у пациентов с ВЗК. Так, K. Takahashi и соавт. (2016) обнаружили, что относительное количество Ruminoccus torques значительно снижено у пациентов с БК по сравнению со здоровыми людьми [37], тогда как в исследовании C.W. Png и соавт. (2010) авторы отмечали статистически значимое увеличение количества Ruminococcus gnavus - в 4 раза и Ruminococcus torques - в 100 раз у пациентов с ЯК и БК [38]. Представленность еще одной муцин-утилизирующей бактерии - Akkermansia muciniphila, относящейся к филе Verrucomicrobia, значимо увеличена в группе пациентов с БК (3,11±11,34%) и уменьшена у пациентов с ЯК (0,44±1,98%) по сравнению с контрольной группой (2,06 ±6,50%), где р<0,05. Таким образом, увеличение относительной представленности Ruminococcus gnavus у пациентов с БК и ЯК и Akkermansia muciniphila у пациентов с БК может быть дополнительным признаком дисбиоза у пациентов с ЯК и БК. Многие авторы рассматривают увеличение числа сульфатредуцирующих бактерий в качестве еще одного показателя дисбиоза кишечника у пациентов с ВЗК. Сульфатредуцирующие бактерии продуцируют сероводород, который является токсичным для эпителиоцитов кишечника, и могут вызывать воспаление слизистой оболочки [39, 40], модулируют процессы пролиферации, апоптоза и дифференциации эпителиальных клеток толстой кишки и выступают в роли возможного триггера канцерогенеза [41]. Однако в нашем исследовании мы не обнаружили эту тенденцию: у пациентов с ЯК в стадии обострения мы наблюдали уменьшение относительного количества сульфатредуцирующих бактерий Desulfovibrio (0,001±0,009%) по сравнению с контрольной группой (0,005±0,17%; p=0,00059) и пациентами с ЯК в стадии ремиссии (0,006±0,015%; p=0,03271). Седьмой признак - метаболический дисбиоз, который возникает в результате микробного дисбиоза, т. е. признаков, перечисленных выше. Микроорганизмы могут снижать иммунную толерантность и привести к неправильной активации путей, предназначенных для защиты от инвазии кишечной стенки патогенами [42]. При анализе метаболических путей между группой пациентов с ВЗК и контрольной группой обнаружены статистически значимые различия в представленности 292 метаболических путей (p<0,05). В группе пациентов с БК повышена представленность 229 путей по сравнению с контрольной группой, тогда как в группе пациентов с ЯК повышена представленность 219 метаболических путей (p<0,05). В последние годы большое внимание уделяется представителям микробиоты, способным продуцировать КЖК, такие как бутират, ацетат и пропионат. Каждая КЖК образуется при ферментации субстрата бактериями определенного вида, что говорит о функциональной активности конкретных представителей кишечной микрофлоры [43]. Относительная представленность гена Butyryl-CoA: acetate CoA transferase незначимо снижена в группе пациентов с ЯК (1,27±1,35; p>0,05) и статистически значимо снижена в группе пациентов с БК (0,97±1,35), по сравнению с группой контроля (2,07±2,75; p=0,047), что может быть отражением уменьшения количества бутират-продуцирующих бактерий у больных с ВЗК. Восьмой признак - уменьшение количества КЖК. В исcледовании N. Huda-Faujan и соавт. (2010) соотношение основных КЖК в просвете толстой кишки составило: 45% (уксусная кислота - С2), 20% (пропионовая кислота - С3), 38% (масляная кислота - С4) у лиц контрольной группы и 49:20:27% соответственно у пациентов с ВЗК [44]. По данным H.M. Hamer и соавт. (2007), это соотношение может варьировать у здоровых людей от 48:29:23% до 70:15:15% и в среднем может составлять 60:20:20% [45]. В нашем исследовании соотношение основных КЖК распределилось следующим образом: в группе контроля - С2 (68,5%), С3 (11,8%), С4 (19,7%), в группе пациентов с БК - С2 (62,2%), С3 (17,4%), С4 (20,4%), у пациентов с ЯК - С2 (63%), С3 (18%), С4 (19%). В профиле С2-С4 отмечено увеличение относительного содержания пропионовой кислоты у пациентов с БК (0,16±0,07 ед.) и ЯК (0,16±0,07 ед.), по сравнению с контрольной группой (0,13±0,03 ед., соответственно), где p=0,0188, p=0,0079, при сохраненном относительном содержании уксусной и масляной кислот. Однако у пациентов с ЯК и БК наблюдалось снижение абсолютного содержания уксусной (3,07±2,02 и 3,65±2,75 мг/г) и масляной кислоты (0,93±0,81 и 1,20±1,15 мг/г) по сравнению с контрольной группой (6,32±4,81 и 1,82±1,56 мг/г, соответственно), где p<0,05. В исследованиях Н. Takaishi и соавт. (2008) и К. Matsuoka и соавт. (2015) также отмечается снижение количества масляной [10, 46] и пропионовой [46] кислот в кале у пациентов с ВЗК. В нашем исследовании установлено, что у пациентов с БК и ЯК снижено абсолютное содержание изомасляной (IC4) - 0,20±0,23 и 0,18±0,18 мг/г и изовалериановой (IC5) - 0,25±0,23 и 0,23±0,26 мг/г - кислот, по сравнению с контрольной группой (0,33±0,34 мг/г для изомасляной, 0,41±0,39 мг/г для изовалериановой кислоты), где p<0,05. Абсолютное содержание «гнилостных» жирных кислот (сумма изомасляной, изовалериановой, изокапроновой кислот), полученных в результате жизнедеятельности микроорганизмов, утилизирующих пептиды, снижено у пациентов с БК (0,46±0,47 мг/г) и ЯК (0,43±0,44 мг/г), по сравнению с контрольной группой (0,74±0,72 мг/г), где p=0,03, p=0,011, однако относительное содержание этих кислот оставалось без изменений. Сумма всех КЖК (C2+C3+C4+C5+C6+IC4+IC5+IC6) ниже у пациентов с ЯК (5,51±3,89) и БК (6,58±5,08), по сравнению с группой контроля (10,35±7,7), где p=0,0018, p=0,0194. Также отмечалась тенденция к смещению анаэробного индекса в более отрицательную сторону у пациентов с ЯК (-0,56±0,24) и БК (-0,55±0,26), по сравнению с группой контроля (-0,47±0,18), что также говорит об активности условно-патогенной флоры. Снижение абсолютного содержания как отдельных КЖК, так и их суммарного количества у пациентов с ВЗК может свидетельствовать об угнетении функциональной активности и численности анаэробной микрофлоры и/или об изменении утилизации КЖК колоноцитами. Заключение Таким образом, изменения кишечной микробиоты у пациентов с ЯК и БК характеризуются увеличением представленности бактерий фил Proteobacteria и Bacteroidetes на фоне снижения относительного количества бактерий филы Firmicutes и архей филы Euryarchaeota; снижением индекса альфа-разнообразия бактерий, уменьшением относительной представленности бутират-продуцирующих, водород-утилизирующих бактерий, Methanobrevibacter smithii, что может быть предпосылкой к нарушению колонизационной резистентности. Увеличение относительной представленности Ruminococcus gnavus у пациентов с ЯК и БК и Akkermansia muciniphila у пациентов с БК может быть дополнительным, характерным для пациентов с ЯК и БК, признаком дисбиоза. Снижение представленности гена Butyryl-CoA: acetate CoA transferase у пациентов с БК, уменьшение абсолютного содержания как отдельных КЖК, так и их суммарного количества и изменение соотношения основных КЖК у пациентов с ВЗК может свидетельствовать о снижении функциональной активности и количества анаэробной микрофлоры и/или изменении утилизации КЖК колоноцитами. Метаболический дисбиоз связан с повышением относительной представленности путей у пациентов с ВЗК. Выявленные изменения можно рассматривать в качестве характерных признаков дисбиоза у пациентов с ВЗК и потенциальных мишеней при подборе персонифицированной терапии. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.About the authors
N A Danilova
Kazan Federal University
Email: danilova.natalya.87@mail.ru
Kazan, Russia
S R Abdulkhakov
Kazan Federal University; Kazan State Medical University of the Ministry of Health of the Russian FederationKazan, Russia
T V Grigoryeva
Kazan Federal UniversityKazan, Russia
M I Markelova
Kazan Federal UniversityKazan, Russia
I Yu Vasilyev
Kazan Federal UniversityKazan, Russia
E A Boulygina
Kazan Federal UniversityKazan, Russia
M D Ardatskaya
Central State Medical Academy of Administrative Department of the President of the Russian FederationMoscow, Russia
A V Pavlenko
Federal Research and Clinical Centre of Physical-Chemical Medicine of the Federal Medical and Biological AgencyMoscow, Russia
A V Tyakht
Institute of Gene Biology of RASMoscow, Russia
A Kh Odintsova
Republican Clinical Hospital of the Ministry of Health of the Republic of TatarstanKazan, Russia
R A Abdulkhakov
Kazan State Medical University of the Ministry of Health of the Russian FederationKazan, Russia
References
- Лазебник Л.Б., Конев Ю.В. Новое понимание роли микробиоты в патогенезе метаболического синдрома. Consilium Medicum (Прил.). 2014;(8):77-82.
- Ситкин С.И., Вахитов Т.Я., Ткаченко Е.И. Орешко Л.С., Жигалова Т.Н., Радченко В.Г., Селиверстов П.В., Авалуева Е.Б., Суворова М.А., Комличенко Э.В. Микробиота кишечника при язвенном колите и целиакии. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2017;1(137):8-30.
- Li K.Y, Wei J.P, Gao S.Y, Zhang Y.Y, Wang L.T, Liu G. Fecal microbiota in pouchitis and ulcerative colitis. World J Gastroenterol. 2016;22(40):8929-39. doi: 10.3748/wjg.v22.i40.8929
- Presley L.L, Ye J, Li X, Le Blanc J, Zhang Z, Ruegger P.M, Allard J, Mc Govern D, Ippoliti A, Roth B, Cui X, Jeske D.R, Elashoff D, Goodglick L, Braun J, Borneman J. Host - microbe relationships in inflammatory bowel disease detected by bacterial and metaproteomic analysis of the mucosal - luminal interface. Inflamm Bowel Dis. 2012 Mar;18(3):409-17. doi: 10.1002/ibd.21793
- Ganji L, Alebouyeh M, Shirazi M.H, Eshraghi S.S, Mirshafiey A, Daryani N.E, Zali M.R. Dysbiosis of fecal microbiota and high frequency of Citrobacter, Klebsiella spp., and Actinomycetes in patients with irritable bowel syndrome and gastroenteritis. Gastroenterol Hepatol Bed Bench. 2016;9(4):325-30.
- Vrakas S, Mountzouris K.C, Michalopoulos G, Karamanolis G, Papatheodoridis G, Tzathas C, Gazouli M. Intestinal Bacteria Composition and Translocation of Bacteria in Inflammatory Bowel Disease. PLoS One. 2017;12(1):e0170034. doi: 10.1371/journal.pone.0170034
- Ситкин С.И., Вахитов Т.Я., Демьянова Е.В. Микробиом, дисбиоз толстой кишки и воспалительные заболевания кишечника: когда функция важнее таксономии. Альманах клинической медицины. 2018;46(5):396-425. doi: 10.18786/2072-0505-2018-46-5-396-425
- Mondot S, de Wouters T, Doré J, Lepage P. The human gut microbiome and its dysfunctions. Dig Dis. 2013;31:278-85. doi: 10.1111/nyas.13033
- Qin J, Li R, Raes J, Arumugam M, Burgdorf K.S, Manichanh C, Nielsen T, Pons N, Levenez F, Yamada T, Mende D.R, Li J, Xu J, Li S, Li D, Cao J, Wang B, Liang H, Zheng H, Xie Y, Tap J, Lepage P, Bertalan M, Batto J.M, Hansen T, Le Paslier D, Linneberg A, Nielsen H.B, Pelletier E, Renault P, Sicheritz-Ponten T, Turner K, Zhu H, Yu C, Li S, Jian M, Zhou Y, Li Y, Zhang X, Li S, Qin N, Yang H, Wang J, Brunak S, Doré J, Guarner F, Kristiansen K, Pedersen O, Parkhill J, Weissenbach J, Bork P, Ehrlich S.D, Wang J. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature. 2010;464(7285):59-65. doi: 10.1038/nature08821
- Matsuoka K, Kanai T. The gut microbiota and inflammatory bowel disease. Semin Immunopathol. 2015;37:47-55. doi: 10.1007/s00281-014-0454-4
- Gill S.R, Pop M, Deboy R.T, Eckburg P.B, Turnbaugh P.J, Samuel B.S, Gordon J.I, Relman D.A, Fraser-Liggett C.M, Nelson K.E. Metagenomic analysis of the human distal gut microbiome. Science. 2006;5778:1355-9. doi: 10.1126/science.1124234
- Tap J, Mondot S, Levenez F, Pelletier E, Caron C, Furet J.P, Ugarte E, Muñoz-Tamayo R, Paslier D.L, Nalin R, Dore J, Leclerc M. Towards the human intestinal microbiota phylogenetic core. Environ Microbiol. 2009;11(10):2574-84. doi: 10.1111/j.1462-2920.2009.01982.x
- Eckburg P.B, Bik E.M, Bernstein C.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;308(5728):1635-8. doi: 10.1126/science.1110591
- Tyakht A.V, Kostryukova E.S, Popenko A.S, Belenikin M.S, Pavlenko A.V, Larin A.K, Karpova I.Y, Selezneva O.V, Semashko T.A, Ospanova E.A, Babenko V.V, Maev I.V, Cheremushkin S.V, Kucheryavyy Y.A, Shcherbakov P.L, Grinevich V.B, Efimov O.I, Sas E.I, Abdulkhakov R.A, Abdulkhakov S.R, Lyalyukova E.A, Livzan M.A, Vlassov V.V, Sagdeev R.Z, Tsukanov V.V, Osipenko M.F, Kozlova I.V, Tkachev A.V, Sergienko V.I, Alexeev D.G, Govorun V.M. Human gut microbiota community structures in urban and rural populations in Russia. Nat Commun. 2013;4:2469. doi: 10.1038/ncomms3469
- Langmead B, Salzberg S.L. Fast gapped - read alignment with Bowtie 2. Nat Methods. 2012;9(4):357-9. doi: 10.1038/nmeth.1923
- Truong D.T, Franzosa E.A, Tickle T.L, Scholz M, Weingart G, Pasolli E, Tett A, Huttenhower C, Segata N. MetaPhlAn2 for enhanced metagenomic taxonomic profiling. Nat Methods. 2015;12:902-3. doi: 10.1038/nmeth.3589
- Abubucker S, Segata N, Goll J, Schubert A.M, Izard J, Cantarel B.L, Rodriguez-Mueller B, Zucker J, Thiagarajan M, Henrissat B, White O, Kelley S.T, Methé B, Schloss P.D, Gevers D, Mitreva M, Huttenhower C. Metabolic reconstruction for metagenomic data and its application to the human microbiome. PLoS Comput Biol. 2012:8:e1002358. doi: 10.1371/journal.pcbi.1002358
- Andoh A, Kuzuoka H, Tsujikawa T, Nakamura S, Hirai F, Suzuki Y, Matsui T, Fujiyama Y, Matsumoto T. Multicenter analysis of fecal microbiota profiles in Japanese patients with Crohn’s disease. J Gastroenterol. 2012;47:1298-307. doi: 10.1007/s00535-012-0605-0
- Ohkusa T, Sato N, Ogihara T, Morita K, Ogawa M, Okayasu I. Fusobacterium varium localized in the colonic mucosa of patients with ulcerative colitis stimulates species - specific antibody. J Gastroenterol Hepatol. 2002;17(8):849-53.
- Ott S.J, Musfeldt M, Wenderoth D.F, Hampe J, Brant O, Fölsch U.R, Timmis K.N, Schreiber S. Reduction in diversity of the colonic mucosa associated bacterial microflora in patients with active inflammatory bowel disease. Gut. 2004;53:685-93. doi: 10.1136/gut.2003.025403
- Baumgart M, Dogan B, Rishniw M, Weitzman G, Bosworth B, Yantiss R, Orsi R.H, Wiedmann M, Mc Donough P, Kim S.G, Berg D, Schukken Y, Scherl E, Simpson K.W. Culture independent analysis of ileal mucosa reveals a selective increase in invasive Escherichia coli of novel phylogeny relative to depletion of Clostridiales in Crohn's disease involving the ileum. ISMEJ. 2007;1:403-18. doi: 10.1038/ismej.2007.52
- Frank D.N, St Amand A.L, Feldman R.A, Boedeker E.C, Harpaz N, Pace N.R. Molecular - phylogenetic characterization of microbial community imbalances in human inflammatory bowel diseases. Proc Natl Acad Sci USA. 2007;104:13780-5. doi: 10.1073/pnas.0706625104
- Gophna U, Sommerfeld K, Gophna S, Doolittle W.F, Veldhuyzen van Zanten S.J. Differences between tissue - associated intestinal microfloras of patients with Crohn's disease and ulcerative colitis. J Clin Microbiol. 2006 Nov; 44(11):4136-41. doi: 10.1128/JCM.01004-06
- Bernstein C.N, Forbes J.D. Gut Microbiome in Inflammatory Bowel Disease and Other Chronic Immune-Mediated Inflammatory Diseases. Inflamm Intest Dis. 2017;2(2):116-23. doi: 10.1159/000481401
- Matsuoka K, Mizuno S, Hayashi A, Hisamatsu T, Naganuma M, Kanai T. Fecal microbiota transplantation for gastrointestinal diseases. Keio J Med. 2014;63(4):69-74. doi: 10.2302/kjm.2014-0006-RE
- Sokol H, Pigneur B, Watterlot L, Lakhdari O, Bermúdez-Humarán L.G, Gratadoux J.J, Blugeon S, Bridonneau C, Furet J.P, Corthier G, Grangette C, Vasquez N, Pochart P, Trugnan G, Thomas G, Blottière H.M, Doré J, Marteau P, Seksik P, Langella P. Faecalibacterium prausnitzii is an anti - inflammatory commensal bacterium identified by gut microbiota analysis of Crohn disease patients. Proc Natl Acad Sci USA. 2008;105:16731-6. doi: 10.1073/pnas.0804812105
- Sokol H, Seksik P, Furet J.P, Firmesse O, Nion-Larmurier I, Beaugerie L, Cosnes J, Corthier G, Marteau P, Doré J. Low counts of Faecalibacterium prausnitzii in colitis microbiota. Inflamm Bowel Dis. 2009;15:1183-9. doi: 10.1002/ibd.20903
- Pascal V, Pozuelo M, Borruel N, Casellas F, Campos D, Santiago A, Martinez X, Varela E, Sarrabayrouse G, Machiels K, Vermeire S, Sokol H, Guarner F, Manichanh C. A microbial signature for Crohn’s disease. Gut. 2017;66:813-22. doi: 10.1136/gutjnl-2016-313235
- Tyakht A.V, Manolov A.I, Kanygina A.V, Ischenko D.S, Kovarsky B.A, Popenko A.S, Pavlenko A.V, Elizarova A.V, Rakitina D.V, Baikova J.P, Ladygina V.G, Kostryukova E.S, Karpova I.Y, Semashko T.A, Larin A.K, Grigoryeva T.V, Sinyagina M.N, Malanin S.Y, Shcherbakov P.L, Kharitonova A.Y, Khalif I.L, Shapina M.V, Maev I.V, Andreev D.N, Belousova E.A, Buzunova Y.M, Alexeev D.G, Govorun V.M. Genetic diversity of Escherichia coli in gut microbiota of patients with Crohn’s disease discovered using metagenomic and genomic analyses. BMC Genomics. 2018;19:968. doi: 10.1186/s12864-018-5306-5
- Manichanh C, Rigottier-Gois L, Bonnaud E, Gloux K, Pelletier E, Frangeul L, Nalin R, Jarrin C, Chardon P, Marteau P, Roca J, Dore J. Reduced diversity of faecalmicrobiota in Crohn's disease revealed by a metagenomic approach. Gut. 2006;55:205-11. doi: 10.1136/gut.2005.073817
- Mirsepasi-Lauridsen H.C, Vrankx K, Engberg J, Friis-Møller A, Brynskov J, Nordgaard-Lassen I, Petersen A.M, Krogfelt K.A. Disease-Specific Enteric Microbiome Dysbiosis in Inflammatory Bowel Disease. Front Med. 2018. doi: 10.3389/fmed.2018.00304
- Ghavami S.B, Rostami E, Sephay A.A, Shahrokh S, Balaii H, Aghdaei H.A, Zali M.R. Alterations of the human gut Methanobrevibacter smithii as a biomarker for inflammatory bowel diseases. Microb Pathog. 2018;117:285-9. doi: 10.1016/j.micpath.2018.01.029
- Ситкин С.И., Ткаченко Е.И., Вахитов Т.Я. Филометаболическое ядро микробиоты кишечника. Альманах клинической медицины. 2015;(40):12-34. doi: 10.18786/2072-0505-2015-40-12-34
- Fujimoto T, Imaeda H, Takahashi K, Kasumi E, Bamba S, Fujiyama Y, Andoh A. Decreased abundance of Faecalibacterium prausnitzii in the gut microbiota of Crohn's disease. J Gastroenterol Hepatol. 2013;28:613-9. doi: 10.1111/jgh.12073
- Machiels K, Joossens M, Sabino J, de Preter V, Arijs I, Eeckhaut V, Ballet V, Claes K, van Immerseel F, Verbeke K, Ferrante M, Verhaegen J, Rutgeerts P, Vermeire S. A decrease of the butyrate - producing species Roseburia hominis and Faecalibacterium prausnitzii defines dysbiosis in patients with ulcerative colitis. Gut. 2013;63:1275-83. doi: 10.1136/gutjnl-2013-304833
- Hall A.B, Yassour M, Sauk J, Garner A, Jiang X, Arthur T, Lagoudas G.K, Vatanen T, Fornelos N, Wilson R, Bertha M, Cohen M, Garber J, Khalili H, Gevers D, Ananthakrishnan A.N, Kugathasan S, Lander E.S, Blainey P, Vlamakis H, Xavier R.J, Huttenhower C. A novel Ruminococcus gnavus clade enriched in inflammatory bowel disease patients. Genome Medicine. 2017;9:103. doi: 10.1186/s13073-017-0490-5
- Takahashi K, Nishida A, Fujimoto T, Fujii M, Shioya M, Imaeda H, Inatomi O, Bamba S, Sugimoto M, Andoh A. Reduced abundance of butyrate - producing bacteria species in the fecal microbial community in Crohn’s disease. Digestion. 2016;93(1):59-65. doi: 10.1159/000441768
- Png C.W, Lindén S.K, Gilshenan K.S, Zoetendal E.G, Mc Sweeney C.S, Sly L.I, Mc Guckin M.A, Florin T.H. Mucolytic bacteria with increased prevalence in IBD mucosa augment in vitro utilization of mucin by other bacteria. Am J Gastroenterol. 2010;105(11):2420-8. doi: 10.1038/ajg.2010.281
- Pitcher M.C, Beatty E.R, Cummings J.H. The contribution of sulphate reducing bacteria and 5-aminosalicylic acid to faecal sulphide in patients with ulcerative colitis. Gut. 2000;46:64-72. doi: 10.1136/gut.46.1.64
- Nishida A, Inoue R, Inatomi O, Bamba S, Naito Y, Andoh A. Gut microbiota in the pathogenesis of inflammatory bowel disease. Clin J Gastroenterol. 2018;11(1):1-10. doi: 10.1007/s12328-017-0813-5
- Deplancke B, Finster K, Graham W.V, Collier C.T, Thurmond J.E, Gaskins H.R. Gastrointestinal and microbial responses to sulfate - supplemented drinking water in mice. Exp Biol Med (Maywood). 2003;228(4):424-33. doi: 10.1177/153537020322800413
- Sartor R.B, Wu G.D. Roles for Intestinal Bacteria, Viruses, and Fungi in Pathogenesis of Inflammatory Bowel Diseases and Therapeutic Approaches. Gastroenterology. 2016;152(2):327-39. doi: 10.1053/j.gastro.2016.10.012
- Захарова И.Н., Ардатская М.Д., Свинцицкая В.И., Сугян Н.Г., Елезова Л.И., Гадзова И.С. Метаболическая активность кишечной микрофлоры у детей на фоне применения cинбиотика, содержащего bifidobacterium bb-12, lactobacillus acidophilus la-5 и фруктоолигосахарид. Педиатрия. 2011;(3):118-24.
- Huda-Faujan N, Abdulamir A.S, Fatimah A.B, Muhammad Anas O, Shuhaimi M, Yazid A.M, Loong Y.Y. The impact of the level of the intestinal short chain Fatty acids in inflammatory bowel disease patients versus healthy subjects. Open Biochem J. 2010;4:53-8. doi: 10.2174/1874091X01004010053
- Hamer H.M, Jonkers D, Venema K, Vanhoutvin S, Troost F.J, Brummer R.J. Review article: the role of butyrate on colonic function. Aliment Pharmacol Ther. 2008;27(2):104-19. doi: 10.1111/j.1365-2036.2007.03562.x
- Takaishi H, Matsuki T, Nakazawa A, Takada T, Kado S, Asahara T, Kamada N, Sakuraba A, Yajima T, Higuchi H, Inoue N, Ogata H, Iwao Y, Nomoto K, Tanaka R, Hibi T. Imbalance in intestinal microflora constitution could be involved in the pathogenesis of inflammatory bowel disease. Int J Med Microbiol. 2008;298:463-72. doi: 10.1016/j.ijmm.2007.07.016