Роль пробиотиков в лечении заболеваний органов пищеварения
advertisement
Важнейшие механизмы и ключевые факторы, обеспечивающие клиническую эффективность пробиотиков О.В.Швец доцент кафедры внутренней медицины №1 Национального медицинского университета им. А.А.Богомольца 27.04.2012 г., г. Киев Основные характеристики нормальной микрофлоры человека - Десятки или сотни триллионов микробных тел. - Более тысячи разновидностей. - В совокупности имеет в сотни раз больше генов чем геном человека. - Адаптирована к специальным условиям существования. - Строит пожизненную ассоциацию с организмом хозяина. Масса нормальной микрофлоры 2,5 – 3,0 кг Численность микроорганизмов ЖКТ 1014 – 1016 Состав 17 семейств, 45 родов, около 500 видов Состав микробиоценоза толстой кишки: - Облигатная микрофлора (бактероиды, эубактерии, бифидобактерии, лактобактерии, др.); - Факультативная микрофлора (эшерихии, клебсиелла, протей, энтеробактер, стафилококки, энтерококки, кандида и др.); - Транзиторная микрофлора (сахаромицеты, клостридии, бациллы и др.); - Патогенная микрофлора (шигеллы, сальмонеллы, иерсинии и др.) Видовые особенности микрофлоры ЖКТ • В кишечнике доминируют две главных категории бактерий: Firmicutes и Bacteroidetes. • Их соотношение может иметь значение при некоторых патологических состояниях. • Например, при ожирении баланс смещается в сторону Firmicutes Бактериология нормальной микрофлоры организма человека Анатомическая локализация Количество бактерий (в мл или г) Соотношение анаэробов/аэробов Носовые ходы 103 - 104 3-5:1 Слюна 108 - 109 1:1 Поверхность зубов 1010 - 1011 1:1 Слизистая оболочка десен 1011 - 1012 1000:1 Желудок 0 - 105 1:1 Тощая кишка 102 - 104 1:1 Повздошная кишка 104 - 107 1:1 Ободочная кишка 1011 - 1012 1000:1 Слизистая оболочка шейки матки 107 - 109 1-5:1 Влагалище 107 - 109 1-5:1 Верхние дыхательные пути Желудочно- кишечный тракт Женские половые органы Ключевые функции нормальной микрофлоры • Принимает участие в расщеплении пищевых волокон, полисахаридов, синтезе витаминов и жирных кислот • Колонизация слизистой оболочки кишечника нормальной микрофлорой препятствует адгезии условно-патогенных и патогенных бактерий • Регулирует барьерную функцию кишечника • Находится в тесном взаимодействии с иммунной системой хазяина Главная проблема в исследовании нормальной кишечной микрофлоры • Многочисленные микробиологические и молекулярные исследования демонстрируют то, что 60-80% нормальной микрофлоры не может быть выделено в чистой культуре. • В настоящее время для изучения состава кишечной микрофлоры используются генетические исследования. • Пока остается неясным каким образом взаимодействует геном хозяина с микробиотой кишечника. Главная проблема в исследовании нормальной кишечной микрофлоры Многочисленные микробиологические и молекулярные исследования демонстрируют то, что 60-80% нормальной микрофлоры не может быть выделено в чистой культуре. Сегодня для изучения микробного пейзажа кишечника используют генетические исследования – выявление видоспецифической 16 рРНК Достижения и перспективы проекта MetaHIT (Метагеномика ЖКТ человека) • Создан каталог бактериальных генов кишечника • Открыты три энтеротипа: а) Bacteroides 6) Prevotella c) Ruminococcus • В ближайшем будущем это позволит проводить персонализированную коррекцию микрофлоры на основе генетических тестов Современные возможности воздействия на микрофлору кишечника • Применение антибиотиков. • Использование пребиотиков (диетических компонентов, влияющих на рост и метаболическую активность полезных бактерий). • Применение пробиотиков. • Сочетание нескольких из этих подходов (синбиотики). История изучения пробиотиков Влияние диеты и определенных видов лактобактерий на функциональное состояние пищеварительной системы известно уже более 100 лет… 1904 Проф. Илья Мечников получил культуру Lactobacillus bulgaricus из болгарского йогурта 1923 Проф. Генри Булард выделил один из видов Saccharomyces cerevisiae из личи во Вьетнаме 1965 Stillwell и Lilly ввели термин «пробиотик» вещество или микроорганизм, принимающие участие в поддержании микробного баланса в кишечнике. 2001 ФАO/ВOЗ формулируют определение пробиотиков Определение и ключевые представители пробиотиков • ФАО/ВОЗ рекомендует следующее определение: Пробиотики – это живые микроорганизмы, обладающие в определенном количестве полезными эффектами для организма хозяина. • Молочно-кислые бактерии, преимущественно Lactobacillus и Bifidobacterium • Непатогенные штаммы E. coli (E. coli Nissle 1917) • Clostridium butyricum • Streptococcus salivarius • Saccharmomyces boulardii (непатогенные штаммы дрожжей) • Генетически модифицированные бактерии, способные секретировать иммуномодуляторы (например, интерлейкин – 10) Механизмы эффективности пробиотиков • Угнетение роста и эпителиальной адгезии/инвазии патогенных бактерий • Нормализация интестинальной барьерной функции • Несколько штаммов пробиотиков способны стимулировать продукцию протективных цитокинов (интерлейкин-10) и угнетать выработку провоспалительных цитокинов (ТНФ) в слизистой оболочке у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника. Saccharomyces boulardii ограничивают способность Т1-хелперов к миграции у животных моделей при воспалительных заболеваниях • Снижение болевой чувствительности. Некоторые штаммы лактобактерий вызывают экспрессию микро-опиоидных и микроканнабиоидных рецепторов в эпителиальных клетках кишечника, что улучшает собственную анальгезирующую способность, аналогичную эффекту морфина Три уровня взаимодействия пробиотиков Уровни: 1 бактерия - бактерия 2 бактерия-эпителий 3 бактерия - иммунная система Основные виды пробиотиков І. Монопробиотики (содержат один штамм микроорганизмов определенного вида); II. Полипробиотики (содержат два и более штаммов одного вида микроорганизмов) III. Комбинированные (содержат микроорганизмы разных видов и штаммов) Австрийское общество пробиотологов стандарты качества для пробиотиков*: •Стабильность (хранение при комнатной температуре не менее 2 лет) • Выживаемость в ЖКТ (соляная кислота, желчь, пепсин, амилаза) • Активность (метаболические функции) • Адгезивность - подавление патогенов (конкуренция за точки адгезии) • Колонизация в кишечнике человека • Продукция цитокинов, JgA • Подтверждено в клинических испытаниях • Антибиотикоустойчивость (это свойство не передается представителям биоценоза кишечника) *Probiotics and prebiotics, 2008 Штамм - специфические эффекты Исследования пробиотиков дают возможность предположить о наличии у них многих положительных эффектов для здоровья человека. Тем не менее, конкретный эффект может быть приписан только исследуемому штамму (штаммам), но не видам и не целой группе БМК или другим пробиотикам. Смысл штамм-специфичности эффектов состоит в следующем: 1. На каждый специфический штамм, перед поступления продуктов с ним в продажу, должна иметься документация, подтверждающая его положительные эффекты для здоровья. 2. Результаты исследований и обзорные статьи по специфическим штаммам не могут использоваться как доказательство эффективности неисследованных штаммов. 3. Исследования, показавшие эффективность определенного штамма в определенной дозе не могут служить доказательством его эффективности в дозе меньшей. В вопросе функциональной эффективности также должна рассматриваться роль веществ носителей/наполнителей. Некоторые эффекты не могут быть воспроизведены при использовании другого носителя/наполнителя - например, за счет уменьшения жизнеспособности штамма. Пробиотический штамм классифицируется классом, видом и альфанумерологическим названием. В научном сообществе существует согласованная номенклатура микроорганизмов – например, Lactobacillus casei DN-114 001 или Lactobacillus rhamnosus GG Пробиотический штамм классифицируется классом, видом и альфанумерологическим названием. В научном сообществе существует согласованная номенклатура микроорганизмов – например, Lactobacillus casei DN-114 001 или Lactobacillus rhamnosus GG Доказательная база в отношении эффективности пробиотиков Существует для следующих заболеваний: - Язвенный колит - Болезнь Крона - Инфекционная диарея - Антибиотико-ассоциированная диарея - Непереносимости лактозы - Коллагенозный колит - Дивертикулярный колит - Радиационный энтерит - СИБР - СРК - Аллергия - Панкреатит Панкреатит и пробиотики • Результаты мультицентрового, двойного слепого, плацебо-контролируемого рандомизированного исследования продемонстрировали, что пробиотики не уменьшают риск инфекционных осложнений и достоверно увеличивают смертность от мезентериальной ишемии. Поэтому они не рекомендуются для предотвращения развития тяжелых форм острого панкреатита Besselink, MG, van Santvoort, HC, Buskens, E, et al. Probiotic prophylaxis in predicted severe acute pancreatitis: a randomised, double-blind, placebo-controlled trial. Lancet 2008; 371:651. Capurso, G, Marignani, M, Piciucchi, M, et al. Probiotics and severe acute pancreatitis. J Clin Gastroenterol 2008; 42 Suppl 3 Pt 1:S148. Язвенный колит Несколько штаммов показали обнадеживающие результаты в небольших исследованиях, однако, четкий клинический эффект требует более веских доказательств. Профилактика обострений имеет большую доказательную базу нежели лечение активного заболевания. Следующие исследования можно считать наиболее иллюстративными: - - E. coli 1917 Nissle имел аналогичную эффективность с низкими дозами 5аминосалицилатов в предотвращении рецидивов заболевания, как минимум, в двух контролируемых исследованиях у взрослых* и в одном открытом исследовании у детей** Lactobacillus GG показал большую эффективность в удлинении ремиссии, чем стандартная поддерживающая терапия месалазином*** Комбинация пребиотика и пробиотика (Bifidobacterium longum) была ассоциирована с улучшением гистологической картины и иммунологических показателей в 30-дневном рандомизированном контролируемом исследовании**** [53] . *Rembacken, BJ, Snelling, AM, Hawkey, PM, et al. Non-pathogenic Escherichia coli versus mesalazine for the treatment of ulcerative colitis: a randomised trial. Lancet 1999; 354:635. Kruis, W, Fric, P, Pokrotnieks, J, et al. Maintaining remission of ulcerative colitis with the probiotic Escherichia coli Nissle 1917 is as effective as with standard mesalazine. Gut 2004; 53:1617. **Henker, J, Muller, S, Laass, MW, et al. Probiotic Escherichia coli Nissle 1917 (EcN) for successful remission maintenance of ulcerative colitis in children and adolescents: an open-label pilot study. Z Gastroenterol 2008; 46:874. ***Zocco, MA, Dal Verme, LZ, Cremonini, F, et al. Efficacy of Lactobacillus GG in maintaining remission of ulcerative colitis. Aliment Pharmacol Ther 2006; 23:1567. ****Furrie, E, Macfarlane, S, Kennedy, A, et al. Synbiotic therapy (Bifidobacterium longum/Synergy 1) initiates resolution of inflammation in patients with active ulcerative colitis: a randomised controlled pilot trial. Gut 2005; 54:242. Болезнь Крона и пробиотики Результаты исследований эффективности пробиотиков в отношении болезни Крона неоднозначны. Причины этого недостаточно ясны (среди них, различные виды и дозы препаратов, вариабельность продолжительности лечения, характеристики пациентов и другие). Следующие результаты можно считать более-менее существенными: - E. coli Nissle достоверно эффективнее плацебо в предотвращениии рецидива болезни Крона в состоянии ремиссии* - Трое из четырех детей успешно переносят уменьшение дозы кортикостероидов при применении Lactobacillus GG** - Исследования, изучавшие эффективность пробиотиков для профилактики постоперационных осложнений имели в основном негативный результат.*** Более того, были получены результаты в пользу увеличения вероятности рецидива, ассоциированной с приемом пробиотиков**** *Malchow, HA. Crohn's disease and Escherichia coli. A new approach in therapy to maintain remission of colonic Crohn's disease?. J Clin Gastroenterol 1997; 25:653. **Guandalini, S. Use of Lactobacillus-GG in paediatric Crohn's disease. Dig Liver Dis 2002; 34 Suppl 2:S63. *** Van Gossum, A, Dewit, O, Louis, E, et al. Multicenter randomized-controlled clinical trial of probiotics (Lactobacillus johnsonii, LA1) on early endoscopic recurrence of Crohn's disease after ileo-caecal resection. Inflamm Bowel Dis 2007; 13:135. ****Prantera, C, Scribano, ML, Falasco, G, et al. Ineffectiveness of probiotics in preventing recurrence after curative resection for Crohn's disease: a randomised controlled trial with Lactobacillus GG. Gut 2002; 51:405. Непереносимость лактозы • Применение пробиотиков, содержащих бактерии способные синтезировать лактазу, имеет перспективу в улучшении переносимости лактозы пациентами* • Пациенты с лактазной недостаточностью обычно хорошо переносят кисло-молочные продукты *Levri, KM, Ketvertis, K, Deramo, M, et al. Do probiotics reduce adult lactose intolerance? A systematic review. J Fam Pract 2005; 54:613. Эффективность пробиотиков при СРК Мета-анализ 16 рандомизированных контролированных исследований установил наличие методологических погрешностей в большинстве из них. Были приведены определенные доказательства в пользу эффективности Bifidobacterium infantis 35624 в двух корректно организованных исследованиях. Следующая информация демонстрирует результаты самых больших контролируемых исследований: - Пробиотик Bifidobacterium infantis был достоверно более эффективным чем плацебо в 4-х недельном контролируемом исследовании 362 пациентов с СРК*. 77 пациентов с СРК были рандомизированно распределены на: употреблявших напиток из сухого молока с Lactobacillus salivarius UCC4331 или с Bifidobacterium infantis 35624, а также на употреблявших обычное молоко. Симптомы достоверно уменьшились в группе, получавшей B. infantis. Кроме того, была отмечена нормализация соотношения IL-10/IL-12 в сыворотке крови, что подтверждает снижение провоспалительной активности, ассоциированное с СРК** *Whorwell, PJ, Altringer, L, Morel, J, et al. Efficacy of an encapsulated probiotic Bifidobacterium infantis 35624 in women with irritable bowel syndrome. Am J Gastroenterol 2006; 101:1581. ** O'Mahony, L, McCarthy, J, Kelly, P, et al. Lactobacillus and bifidobacterium in irritable bowel syndrome: symptom responses and relationship to cytokine profiles. Gastroenterology 2005; 128:541. Эффективность пробиотиков при СРК (2) - - - Пятьдесят пациентов с СРК (в соответствии с Римскими критериями II) были рандомизированно распределены на группы, получавшие комбинацию Lactobacillus plantarum LPO 1 и Bifidocterium breve Bro, а также плацебо в течение 4-х недель. Боль и другие симптомы достоверно уменьшили интенсивность в группе пробиотиков через 14 дней лечения* 25 пациентов принимали Lactobacillus GG или плацебо в другом двойном слепом исследовании. Не было установлено достоверных отличий в выраженности симптомов (боли, позывов к дефекации и вздутии). Отмечалась лишь тенденция к уменьшению частоты неоформленного стула у пациентов с преобладанием диареи** Не было отмечено суммарного клинического улучшения еще в одном рандомизированном, плацебо-контролируемом исследовании 100 пациентов с СРК, проходивших лечение комбинацией из четырех штаммов пробиотиков*** *Saggioro, A. Probiotics in the treatment of irritable bowel syndrome. J Clin Gastroenterol 2004; 38:S104. ** O'Sullivan, MA, O'Morain, CA. Bacterial supplementation in the irritable bowel syndrome. A randomised doubleblind placebo-controlled crossover study. Dig Liver Dis 2000; 32:294. *** Drouault-Holowacz, S, Bieuvelet, S, Burckel, A, et al. A double blind randomized controlled trial of a probiotic combination in 100 patients with irritable bowel syndrome. Gastroenterol Clin Biol 2008; 32:147. Инфекционная диарея Несколько исследований оценивали возможности различных антибиотиков в лечении инфекционной диареи. Результаты опубликованы, как минимум, в пяти систематизированных обзорах. Все публикации подтверждают общее снижение длительности диареи (от 17 до 30 часов). В то же время, существуют и противоречия в результатах проведенных исследований. Тем не менее, пробиотики показали свою безопасность и отсутствие серьезных побочных эффектов. Стоит обратить внимание на следующие данные: - Один мета-анализ оценивал результаты рандомизированных плацебоконтролируемых исследований у детей и младенцев с острой диареей. Прием пробиотиков был ассоциирован с достоверным снижением вероятности диареи длительностью более 3-х дней (ОР 0.40, 95% CI 0.28-0.57). Только Lactobacillus GG имел постоянный эффект. Пробиотики существенно уменьшали длительность диареи (в среднем на 20 часов) в сравнении с плацебо, преимущественно при ротавирусном гастроэнтерите* * Szajewska, H, Mrukowicz, JZ. Probiotics in the treatment and prevention of acute infectious diarrhea in infants and children: a systematic review of published randomized, double-blind, placebo-controlled trials. J Pediatr Gastroenterol Nutr 2001; 33 Suppl 2:S17. Инфекционная диарея (2) - - В другом мета-анализе были сопоставлены результаты 23 исследований ( с использованием различных препаратов пробиотиков) у взрослых и детей. Установлено, что применение пробиотиков снижает общий риск диареи длительностью более трех дней на 35% (ОР 0.66, 95% CI 0.55-0.77), а среднюю продолжительность диареи на 30 часов (95% CI 19-43 часа)*. Авторы обзора заключают, что пробиотики могут быть действенным дополнением к регидратационной терапии в лечении острой инфекционной диареи у взрослых и детей Мета-анализ 12 исследований, оценивающих эффективность пробиотиков в профилактике диареи путешественника, демонстрирует, что несколько препаратов, включая Saccharomyces boulardii и комбинацию Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium bifidum уменьшают риск этого вида диареи (RR 0.85, 95% CI 0.79-0.91) без сопутствующих серьезных побочных эффектов** *Allen, SJ, Okoko, B, Martinez, E, et al. Probiotics for treating infectious diarrhoea. Cochrane Database Syst Rev 2004; :CD003048. **McFarland, LV. Meta-analysis of probiotics for the prevention of traveler's diarrhea. Travel Med Infect Dis 2007; 5:97. Пробиотики и H.pylori • Применение пробиотиков может уменьшить количество побочных эффектов антихеликобактерной терапии, особенно диареи. Поэтому их можно использовать в качестве вспомогательной терапии для улучшения переносимости стандартных препаратов*. • Saccharomyces boulardii – один из пробиотиков, который изучался в лечении H.pylori. Применение Saccharomyces boulardii позволяет увеличить эффективность эрадикации (RR 1.13)и уменьшить риск побочных эффектов (RR 0.46)**. *Cindoruk M, Erkan G, Karakan T, et al. Efficacy and safety of Saccharomyces boulardii in the 14-day triple antiHelicobacter pylori therapy: a prospective randomized placebo-controlled double-blind study. Helicobacter 2007; 12:309. Song MJ, Park DI, Park JH, et al. The effect of probiotics and mucoprotective agents on PPI-based triple therapy for eradication of Helicobacter pylori. Helicobacter 2010; 15:206. ** Szajewska H, Horvath A, Piwowarczyk A. Meta-analysis: the effects of Saccharomyces boulardii supplementation on Helicobacter pylori eradication rates and side effects during treatment. Aliment Pharmacol Ther 2010; 32:1069. Антибиотико-ассоциированная диарея – три эпизода неоформленного стула или более в течение 2 последовательных дней или более, развиваются на фоне, а также в течение 2 месяцев от окончания а/бтерапии. Основная причина развития ААД – Избыточный рост условно-патогенной флоры, устойчивой к назначенному а/б (Clostridium difficile, Candida, Clostridium perfringes, Klebsiella oxytoca и т.д.) Антибиотик-ассоциированная диарея - Существующие данные в отношении возможностей пробиотиков предотвращать и лечить антибиотик-ассоциированную диарею не достаточно исчерпывающи. Систематические обзоры демонстрируют, что пробиотики (включая различные бактериальные штаммы и дрожжевой S. boulardii) эффективны в уменьшении распространенности диареи у пациентов, принимающих антибиотики.: Самый обширный и последний мета-анализ (34 плацебо-контролируемых исследования) установил, что прием пробиотиков был ассоциирован со снижением вероятности антибиотик-ассоциированной диареи на 52% (95% CI 35-65%)* *Sazawal, S, Hiremath, G, Dhingra, U, et al. Efficacy of probiotics in prevention of acute diarrhoea: a metaanalysis of masked, randomised, placebo-controlled trials. Lancet Infect Dis 2006; 6:374. Перспективы • • • Несколько последних исследований демонстрируют хороший потенциал собственной микрофлоры. Например, Faecalibacterium prausnitzii, количество которых существенно снижается при болезни Крона, способны уменьшать явления колита и активность провоспалительных цитокинов* Полисахарид A, получаемый из Bacteroides fragilis стимулирует активность Т-лимфоцитов, подобную действию IL-10**. Пока неясно какой оптимальный способ влияния на соотношение Firmicutes и Bacteroidetes при ожирении. Есть наблюдения, в которых продемонстрировано, что эффективность диеты значительно увеличивается при смещении баланса в сторону Bacteroidetes. *Sokol H, Pigneur B, Watterlot L, et al. Faecalibacterium prausnitzii is an antiinflammatory commensal bacterium identified by gut microbiota analysis of Crohn disease patients. Proc Natl Acad Sci U S A 2008; 105:16731. **# Round JL, Lee SM, Li J, et al. The Toll-like receptor 2 pathway establishes colonization by a commensal of the human microbiota. Science 2011; 332:974.
