роль кишечной микробиоты

медицинский
cовет
№1
2013
ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ
Е.А. КОРНИЕНКО, д.м.н., профессор, завкафедрой гастроэнтерологии ФПК и ПП,
Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет
РОЛЬ КИШЕЧНОЙ МИКРОБИОТЫ
В РАЗВИТИИ ЦЕЛИАКИИ
В статье представлен обзор последних данных, касающихся роли дополнительных пусковых
факторов в развитии целиакии, в частности кишечной микробиоты. Состав кишечного биоценоза
больных целиакией характеризуется повышением Грам (-) бактерий и снижением облигатных
микробов, в частности бифидобактерий. Исследования в динамике показывают неполное
восстановление на фоне безглютеновой диеты. Становление микробиоты детей с генетическим
риском целиакии отличается от здоровых меньшим видовым разнообразием, более низким
количеством бактероидов, недостатком короткоцепочечных жирных кислот и избытком лактата.
Это может повышать проницаемость кишечного барьера и поддерживать воспаление,
нарушая формирование иммунологической толерантности к глютену.
Ключевые слова: целиакия, толерантность к глютену, кишечная микробиота
ности к полному перевариванию панкреатическими и кишечными ферментами, приводя к аккумуляции в тонкой кишке относительно крупных частиц
белка – пептидов глютена, с высоким содержанием
пролина и глютамина.
Генетическая предрасположенность к Ц
реализуется через специфические гены HLA 2 типа,
известные как DQ2 и DQ8 и локализованные на
хромосоме 6р21. Несущие эти гены иммунные
клетки осуществляют функцию презентации пептидов глютена CD4+ лимфоцитам, вследствие чего
инициируется иммунный ответ на глютен. DQ2 и/
или DQ8 обнаруживают примерно у 96–97% больных Ц, но в 60% они сочетаются с другими предрасполагающими HLA-генами, число которых пока
неизвестно, но каждый из этих генов обеспечивает
лишь незначительный дополнительный риск и сам
по себе не может рассматриваться как причина
заболевания [3]. С другой стороны, гены DQ2 и DQ8
присутствуют примерно у 30% здоровых людей.
Таким образом, наличие предрасполагающего к
развитию Ц генотипа в сочетании с употреблением
глютена свойственно по крайней мере трети населения Европы, но заболевание развивается лишь у 1
из 30 этих людей. Крупные мультицентровые исследования с применением современных методов,
проведенные в последние годы, показали довольно
высокую распространенность Ц, которая варьирует
в небольших пределах между популяциями евро-
Ц
елиакия (Ц) – это системное иммунопатологическое заболевание, вызванное глютеном и развивающееся на фоне генетической предрасположенности. Такое определение
дано в последних международных рекомендациях
2012 г. по диагностике целиакии Европейского
общества педиатров-гастроэнтерологов, гепатологов и нутрициологов ESPGHAN [1]. При всей краткости и простоте это определение очень емкое, т. к.
отражает суть заболевания, подчеркивая, что для
его развития необходимы 3 составляющих:
1. Белок злаковых глютен.
2. Генетическая предрасположенность.
3. Иммунопатологический ответ местной
иммунной системы кишечника на глютен.
Глютен содержат пшеница, рожь, ячмень,
кускус. Напротив, такие злаки, как рис, кукуруза
(маис), греча, пшено, соргум, тапиока, амарант, не
содержат глютен. Овес раньше также причисляли к
глютен-содержащим злакам, но последние исследования показали, что употребление не контаминированного пшеничной мукой овса не только безвредно, но и улучшает качество питания больных с
Ц [2]. Высокое содержание пролина в глютене
вследствие недостаточной активности пролилэндопептидазы при Ц способствует его резистент-
44
медицинский
пейских стран – от 0,3% в Германии до 2,5% в
Финляндии [3]. С другой стороны, в последние десятилетия распространенность Ц в развитых странах
значительно возросла. Например, в Финляндии
за 20 лет она увеличилась в 2 раза (с 1,05% в 1978–
1980 гг. до 1,99% в 2000–2001 гг.) [4]. В США проведено ретроспективное исследование сохранившихся проб крови взрослых американцев, взятых
в 1974 г., 1989 г. и 2001 г., иммунологические маркеры Ц были обнаружены у 1 из каждых 501 пробы
1974 г., у 1 из каждых 219 проб 1989 г. и у 1 из 105
проб 2001 г. То есть за последние 30 лет распространенность Ц в США увеличилась в 5 раз – с 0,2
до 1%, что не может быть объяснено только генетическими факторами [5].
Что известно о патогенезе целиакии?
Главный механизм заболевания связан с адаптивным иммунным ответом GALT (gut associated
lymphoid tissue) на пептиды глютена, которые презентируются CD4+ T-клеткам антиген-презентирующими клетками слизистой оболочки кишечника,
несущими HLA-DQ2 или HLA-DQ8. Обычно соединение любого другого пептида с DQ2 или DQ8
негативно действует на аминокислоты, представленные в пептидных цепях, но пептиды глютена не
подвержены подобному воздействию вследствие
слабого связывания с DQ2 и DQ8. Внутриклеточный
фермент трансглютаминаза 2 (ТГ2) может модифицировать пептиды глютена, усиливая их аффинность к DQ2 и DQ8. ТГ2 деамидирует безвредный
глютамин, превращая его в глютаминовую кислоту
[3]. Это обусловливает образование токсичной
формы глютена – деамидированного пептида глиадина (ДПГ), который инициирует иммунный ответ.
Активированные CD4+ T-клетки продуцируют
провоспалительные цитокины, в частности INF-γ.
Провоспалительные цитокины вызывают изменения слизистой оболочки тонкой кишки (СОТК):
активацию фибробластов и мононуклеарную
инфильтрацию
собственной
пластинки.
Активированные мононуклеары синтезируют
металлопротеазы, которые вызывают ремоделирование СОТК, в частности атрофию ворсин и гиперплазию крипт – типичные для Ц морфологические
изменения. Другие провоспалительные цитокины,
№1
2013
которые также присутствуют в СОТК больных Ц в
повышенных количествах (IL-18, IL-21), играют
дополнительную роль в поддержании воспалительного Th-1 ответа [6]. Через усиленную продукцию
противовоспалительных (Th2) цитокинов активированные CD4+ T-клетки стимулируют образование и экспансию В-лимфоцитов, которые дифференцируются в плазматические клетки и продуцируют антитела (АТ) к глиадину (АГА), к ДПГ, а также
аутоантитела к ТГ2 и эндомизию (ЭМА). Путем взаимодействия с внеклеточной, связанной с мембраной ТГ2, АТ к ней формируют базальные депозиты,
вследствие чего меняется цитоскелет клетки с перераспределением актина и последующим повреждением энтероцита [7]. Обнаружение антител в крови
служит основой для диагностики целиакии. Как
правило, сначала в крови повышаются АГА и АТ к
ДПГ, отражая процесс иммунизации к глютену,
а несколько позже – аутоантитела (к ТГ2 и ЭМА),
отражая полностью развернутый патогенез целиакии, включающий аутоагрессию.
Целиакия – это
системное иммунопатологическое
заболевание, вызванное глютеном
и развивающееся на фоне
генетической предрасположенности
При активной Ц значительно возрастает количество интраэпителиальных лимфоцитов (ИЭЛ),
относящихся к CD8+ T-клеткам и несущим рецепторы αβ+ и γδ+. В эпителиальных клетках усиливается экспрессия лигандов для этих рецепторов: MIC
и HLA-E [8]. Вследствие этого через лигандную
систему Fas/Fas или через индуцированный IL-15
перфорин-гранзим и NFG2D-MIC сигнальный путь
ИЭЛ нарушают процесс апоптоза эпителия, обусловливая типичные для Ц морфологические изменения СОТК [9]. IL-15, который секретируется эпителием и дендритными клетками, вероятно, является главным фактором, регулирующим экспансию
ИЭЛ [9]. Более того, в экспериментах на животных
показано, что IL-15 может блокировать действие
TGF-β и Tr-клеток, обеспечивающих иммунологическую толерантность [10].
45
ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ
cовет
медицинский
ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ
cовет
До настоящего времени не ясно, как глютен
может оказывать такой широкий спектр воздействий на иммунитет. Возможно, для развития Ц,
кроме глютена и генетической предрасположенности, необходимы какие-то дополнительные факторы, которые инициируют патологический
иммунный ответ. По этому поводу существует ряд
гипотез, в частности, обсуждаются следующие возможные механизмы:
■ нарушение проницаемости кишечного барьера;
■ нарушение формирования толерантности к глютену или срыв ее вследствие внешних факторов.
В норме кишечный барьер непроницаем для
макромолекул. При Ц усиливается проницаемость
межклеточных соединений, глютен вызывает высвобождение зонулина – белка, который усиливает
проницаемость СОТК. В эксперименте после стимуляции нормальных клеток кишечного эпителия
крыс глютеном пшеницы глиадином высвобождается зонулин, через протеин-киназу С он индуцирует
полимеризацию внутриклеточных нитей актина,
которые прямо связаны с комплексом белков межклеточных соединений, в результате усиливается
проницаемость эпителиального барьера [11].
Недавние исследования, которые были сфокусированы на раннем воздействии глиадина на СОТК,
показали, что глиадин активирует образование
зонулина, в результате чего происходит немедленное снижение барьерных функций эпителия и усиливается проникновение макромолекул в подслизистый слой [12]. Однако в других исследованиях
обнаружено, что пептиды глютена могут быть также
транспортированы прямо через эпителий путем
трансцитоза [13] или в комплексе с SIgA – ретротрансцитозом [14]. То есть способы проникновения
пептидов глютена через эпителиальный слой могут
быть более сложными или сочетанными.
Несмотря на убедительные доказательства нарушения кишечного барьера при Ц, не исключено,
что пусковым фактором, способствующим повышению проницаемости, могут стать дополнительные причины, наиболее вероятная из которых –
воспаление, обусловленное инфекцией или изменениями кишечного биоценоза. Известно, что
медиаторы воспаления, такие как TNF-α и IFN-γ,
№1
2013
усиливают проницаемость эпителия и эндотелия
[3], т. е. первоначальная брешь кишечного барьера,
вызванная воспалительным процессом, может усиливаться после проникновения пептидов глютена в
подслизистый слой. Именно утрата эпителиальных
барьерных функций может вызывать неконтролируемое поступление глютена и других кишечных
антигенов из просвета кишки в lamina propria с
последующей презентацией их иммунной системе.
Обнаружение антиглиадиновых антител (АГА), особенно IgG, отражает скорее всего это нарушение
проницаемости СОТК и может служить биомаркером первоначальной иммунизации к глютену
вследствие нарушенной проницаемости, поэтому
признано, что АГА недостаточно специфичны для
диагностики целиакии [1].
Высокое содержание пролина
в глютене вследствие
недостаточной активности пролилэндопептидазы при Ц способствует
его резистентности к полному
перевариванию панкреатическими
и кишечными ферментами, приводя
к аккумуляции в тонкой кишке
относительно крупных частиц
белка – пептидов глютена, с высоким
содержанием пролина и глютамина
Другие факторы окружающей среды, которые
могут способствовать развитию Ц, немногочисленны и пока плохо объяснимы. Менее 10% людей с
генетической предрасположенностью к Ц развивают клинически значимую болезнь, и у большинства
этих людей Ц развивается через много лет после
введения глютена. Это наводит на мысль, что что-то
еще наряду с глютеном участвует в развитии заболевания. Несколько механизмов может приводить к
развитию специфического Т-клеточного иммунного ответа на глютен. Например, предполагается
молекулярная мимикрия между Е1В белка аденовируса 12 типа [15] или белка мембраны Candida
albicans [16] и глютеном. Было отмечено также, что
высокая частота ротавирусной инфекции повышает риск Ц у детей с генетической предрасположен-
46
медицинский
ностью, особенно при повторной инфекции [17],
в последние годы показана также связь с норовирусом. Через стимуляцию Toll-like рецепторов (TLR) 3
типа и повышение продукции интерферона при
иммунном ответе на вирус происходит активация
Th1-клеток и повышение проницаемости СОТК,
при этом возможна потеря толерантности к глютену. Вирусная инфекция может инициировать и
гиперпродукцию IL-15 в СОТК.
Формирование толерантности к глютену
происходит в первый год жизни, поэтому особенности питания ребенка: продолжительность грудного вскармливания, время введения, количество и
качество глютена, могут играть ключевую роль. В
ряде исследований был оценен риск раннего введения глютена, однако результаты оказались противоречивыми [10]. Анализ причин «эпидемии Ц» в
Швеции, которая наблюдалась в 1985–1987 гг., когда
частота Ц у детей раннего возраста повысилась в 4
раза, показал, что она была обусловлена двукратным
увеличением потребления глютена и введением его
с 6 мес. уже после окончания грудного вскармливания. Заболеваемость Ц снизилась к 1995 г., в первую
очередь за счет увеличения числа детей на грудном
вскармливании (с 54% до 76%), а также за счет
уменьшения количества вводимого глютена.
Основываясь на этом наблюдении, было рекомендовано начинать вводить глютен в период введения
других продуктов прикорма (с 4 до 6,5 мес.), но в
небольших количествах, постепенно и, что очень
важно – на фоне грудного вскармливания [18]. То
есть ключевым фактором в формировании толерантности к глютену было признано грудное молоко. Протективную роль грудного молока в формировании толерантности подтвердило недавнее
исследование на мышах, которое показало, что воздействие аллергенов на лактирующих мышей снижает вероятность формирования аллергии к ним у
потомства. Индукция толерантности через грудное
молоко основана на присутствии TGF-β в молоке и
образовании CD4+ Tr-клеток и связанного с ними
синтеза TGF-β у потомства [19]. Однако толерогенное действие грудного молока комплексное и его
нельзя объяснить только лишь присутствием TGF-β.
В формировании толерантности принимают уча-
№1
2013
стие и другие его компоненты: лимфоциты молока,
докозопентаеновая кислота, SIgA и др. Важнейшую
роль играет микрофлора женского молока, которая
вместе с молоком попадает в ЖКТ ребенка, давая
основу формирования его кишечного биоценоза.
В последние годы множество исследований,
посвященных изучению кишечной микробиоты,
доказали ее ведущую роль в формировании иммунного ответа организма хозяина. В экспериментах
на животных-гнотобионтах было продемонстрировано, что в отсутствии кишечной микрофлоры
все составляющие местной иммунной системы
кишечника остаются незрелыми. После инокуляции безмикробным животным обычной кишечной
флоры происходит процесс как морфологического, так и иммунологического формирования ЖКТ.
Именно кишечная микробиота способствует переключению преимущественной дифференцировки
Th-лимфоцитов с Th2-типа, свойственного новорожденным, на образование Tr (регуляторных) клеток, с соответствующим усилением образования
TGF-β и IL-10, т. е. под влиянием кишечной микрофлоры формируется иммунологическая толерантность. Этот процесс, происходящий в первый год
жизни ребенка, оказывает долгосрочное воздействие, закладывая особенности иммунного ответа
организма хозяина на внешние антигены, как
инфекционные, так и пищевые, и предопределяя
предрасположенность к развитию той или иной
патологии в дальнейшем.
Учитывая это, можно предположить, что и в патогенезе Ц микробиота ЖКТ может играть важную
роль. Обсуждаемые выше кишечные инфекции могут
быть причиной срыва иммунологической толерантности у детей, но их роль в развитии Ц у взрослых
менее убедительна. Скорее, микроэкологическая
система кишечника в целом, а не какие-то специфические возбудители, способна удерживать иммунный
ответ в состоянии толерантности или способствовать переключению его на состояние активности у
генетически предрасположенных субъектов.
К сожалению, пока мы располагаем весьма
скромными сведениями о состоянии кишечной
микрофлоры при Ц. Но даже немногие исследования, посвященные этому вопросу, показывают, что
47
ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ
cовет
медицинский
ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ
cовет
№1
2013
Нарушения в составе микробиоты при Ц
касаются и облигатных представителей.
Согласно данным Y. Sanz с соавт. [23], уровень лактобацилл и бифидобактерий в кале больных Ц снижен,
но состав штаммов лактобацилл отличается от здоровых большим многообразием: у здоровых – это преимущественно группа L. casei (L. casei, L. paracasei,
L. rhamnosus), а при Ц – также L. curvatus, L. mesenteroides, L. camosum. Бифидобактерии в кале пациентов с
Ц, напротив, как количественно, так и качественно,
снижены и представлены 1–2 штаммами (B. longum,
B. pseudocatenulatum). В работе Collado M. c соавт. [24]
проведена сравнительная оценка состава штаммов
бифидобактерий в биоптатах двенадцатиперстной
кишки (ДПК) и в кале больных Ц (активной и неактивной) в сравнении с контрольной группой, по данным ПЦР в реальном времени. Общее количество
бифидобактерий было снижено при Ц как в кале, так
и в ДПК, причем в активной стадии болезни это снижение было более выражено. Выявлены особенности
штаммов: снижение при Ц B. longum и повышение
B. adolescentis. Уровень B. longum был достоверно
ниже в активной стадии Ц как в кале, так и в ДПК.
по сравнению со здоровыми у больных Ц имеются
некоторые особенности биоценоза. Современные
молекулярно-генетические методы оценки (ПЦР с
последующим электрофорезом в геле и определением градиента денатурации – DGGE, количественная ПЦР в реальном времени, флюоресцентная
гибридизация in situ – FISH и т. д.) показали, что как
у здоровых, так и у больных Ц микробиоценоз
отличается индивидуальностью, но есть и некоторые общие черты. Так, число микроорганизмов в
кале больных Ц, по данным DGGE, несколько выше,
чем в контроле (8,4 против 7,2, p < 0,05), при этом
повышено количество Грам (-) бактерий [20], которые, как известно, обладают наиболее высоким
провоспалительным потенциалом. В исследовании
E. Sanchez с соавт. [21] среди представителей Грам
(-) бактерий класса Enterobacteriaceae у больных Ц
как в активной, так и в неактивной стадии достоверно чаще присутствовали E. coli. При этом, если у
здоровых детей превалировали непатогенные E.
coli, принадлежащие к филогенетическим типам А и
В1, то у пациентов с Ц в любой стадии их количество было снижено. Вирулентные же E. coli, напротив, чаще присутствовали у больных Ц, причем в
активной стадии Ц доминировали E. coli B2 типа,
а в неактивной стадии – D типа. Изучение пристеночной микрофлоры тонкой кишки у больных Ц
выявило признаки синдрома избыточного бактериального роста (СИБР). Популяция Грам (-) микробов была также значительно повышена в активной
стадии болезни, а Грам (+) – снижена [22]. На фоне
безглютеновой диеты выраженность СИБР несколько уменьшалась, но полностью дисбиотические
изменения и превалирование Грам (-) бактерий не
устранялись. Доминирование Грам (-) палочек в
кишечнике больных Ц может способствовать активному воспалению СОТК, поскольку компоненты
этих бактерий, в частности липополисахариды
(ЛПС), известны как наиболее активные стимуляторы врожденного иммунного ответа, в частности,
TLR4, инициирующих воспалительный каскад с
последующей активацией Th1-лимфоцитов и выработкой провоспалительных цитокинов. ЛПС, наряду с провоспалительными цитокинами, повышают
и проницаемость эпителиального барьера.
Крупные мультицентровые
исследования с применением
современных методов, проведенные
в последние годы, показали довольно
высокую распространенность Ц,
которая варьирует в небольших
пределах между популяциями
европейских стран – от 0,3%
в Германии до 2,5% в Финляндии
Таким образом, все исследования микробиоты
кишечника больных Ц как в активной, так и в неактивной стадии выявили существенные изменения ее
состава. Но недостатком всех этих исследований
было то, что они не изучали микрофлору кишечника
в динамике, поэтому вопрос о том, что первично –
изменения микробиоценоза или воспалительные и
атрофические изменения СОТК, оставался открытым. Традиционным было мнение, что первичны
изменения СОТК, а дисбиоз и СИБР развиваются
вторично на их фоне. Но динамическое исследова-
48
медицинский
ние R. Di Cagno с соавт. [25], проследившее состояние биоценоза кишечника у больных Ц после 2 лет
соблюдения безглютеновой диеты, показало, что
дисбаланс кишечной микробиоты устраняется на
фоне диеты лишь частично. То есть хотя прямая
роль каких-либо микроорганизмов в развитии Ц не
установлена, упорство течения кишечного дисбиоза
у больных Ц и невозможность его полного устранения, несмотря на восстановление СОТК, свидетельствует о том, что изменения микробиоты у больных
Ц вряд ли можно рассматривать только как следствие атрофии СОТК, как предполагалось ранее.
Уникальное проспективное исследование
детей с генетическим риском развития Ц с рождения и до 2 лет было предпринято M. Sellitto с соавт.
[26]. 47 детей, все 1 степени родства больных Ц,
были включены в исследование с первых месяцев
жизни, все дети были на грудном вскармливании. Из
34 у 47 детей обнаружены генетические маркеры Ц:
HLA DQ2 и/или DQ8. В группе А введение глютенсодержащих продуктов было отсрочено до 12 мес.,
в группе В глютен введен с 6 мес. 13 детей из каждой
группы были включены в протокол исследования,
кишечный микробиом и метаболом в динамике
изучены у 8 детей каждой группы. Всего 96 проб
кала этих 16 детей были проанализированы в разные возрастные периоды: в 7 и 30 дней, 6, 8, 10, 12,
18 и 24 мес. Оценено воздействие позднего или
раннего введения глютена на кишечный микробиом, микробный метаболизм и иммунологическую
толерантность, включая развитие Ц. Для оценки
состояния кишечной микрофлоры использованы 2
некультуральных метода: уникальный метод ПЦР с
пиросеквенированием ампликонов генов 16S rРНК,
а также количественная ПЦР; метаболический анализ проведен с использованием 1H-ЯМР (протонной
ядерно-магнитно-резонансной) спектроскопии.
Никто из 8 детей в группе А не заболел Ц, в группе В она развилась у 1 ребенка к 2 годам (12,5%).
Диагноз основывался на повышении АТ к ТГ2, ЭМА,
АГА-IgA, появлении симптомов. Повышение уровня
АГА-IgG наблюдалось также чаще у детей группы В –
в 60% случаев к 12 мес., в группе А отмечено лишь
небольшое повышение АГА-IgG только у 1 ребенка
(12,5%) к 18 мес. с последующим снижением показа-
№1
2013
телей до нормальных значений. Это свидетельствует о том, что раннее введение глютена детям с
генетическим риском развития Ц сопряжено с
повышением проницаемости СОТК к белкам и
иммунным ответом GALT на глютен, что отражает
срыв иммунологической толерантности к глютену,
но еще не сопровождается аутоиммунным механизмом. Вероятно, на этой стадии процесс может
носить обратимый характер.
Оценка кишечной микробиоты, по данным
пиросеквенирования ампликонов 16S rРНК, показала, что у всех детей, генетически предрасположенных к Ц, на 7 день жизни доминируют представители 2 типов: Proteobacteriaе и Fermicutes. С 30 дня
жизни количество Proteobacteriaе снижается,
а Actinobacteriaе увеличивается. К 12 мес. у детей
обеих групп доминировали 2 типа: Actinobacteriaе и
Fermicutes. К 18 мес. Fermicutes установились как
доминирующий тип и составили более 90% микробиоты. В отличие от здоровых детей без генетического риска Ц микробиота детей с наличием DQ2/
DQ8 отличалась низким уровнем Bacteroidetes
(ниже 1% всей микробиоты). Количественная ПЦР в
реальном времени показала, что количество бактероидов варьировало в очень низких пределах –
102–107 копий на грамм фекалий при общем уровне микробов – 109–1010 копий на грамм, т. е. на
3 порядка ниже общего количества бактерий. Эти
данные отличаются от показателей здоровых детей
этого возраста, которые с помощью того же метода
пиросеквенирования были в динамике оценены
C. Palmer с соавт. [27]. Согласно данным последних,
бактероиды присутствуют в достаточно большом
количестве в кишечнике здоровых детей после 6
мес., после введения прикорма.
На уровне родов бактерий в наибольшем количестве выявлялись принадлежащие к Fermicutes:
Streptococcus, Erysipetotrichae, Lactobacillus, Bryantella и Enterobacter. При этом отмечены несколько
разные тенденции развития микробиоты двух сравниваемых групп после введения глютена, касающиеся в основном Fermicutes и Proteobacteria.
Ребенок из группы В, у которого развилась Ц в 2
года, демонстрировал крайние отклонения в сравнении с другими детьми. Введение глютена этому
49
ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ
cовет
медицинский
ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ
cовет
ребенку в 6 мес. сопровождалось значительным
количеством Lactobacillus вплоть до 12 мес. К 18
мес. его микробиота стала более сходной с микробиоценозами других детей. Но количественный
анализ видов показал, что если микробное сообщество других детей количественно возрастало и становилось многообразным, то у данного ребенка
отмечено существенное снижение числа видов,
особенно значимое в возрасте 8 и 10 мес.
Анализ фекальных метаболитов с помощью
1H-ЯМР-спектроскопии показал, что у всех детей в
возрасте до 30 дней в кале присутствуют сахара –
лактоза, глюкоза. С 6 мес. уровень сахаров резко
падает, но более явным становится уровень короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК) и аминокислот. Уровень ацетата высок вплоть до 24 мес.,
а сукцинат снижается после 10 мес. Бутират практически отсутствует до 6 мес., но повышается у большинства детей после 10 мес. В отличие от других
детей у ребенка с развившейся позднее целиакией в
возрасте 6–12 мес. среди метаболитов доминировал лактат. Это соответствовало высокому уровню
лактобацилл, которые составляли 88%, 57% и 81%
его биоценоза в 6, 8 и 12 мес. соответственно.
Это, пусть небольшое по объему, но уникальное
по глубине, дизайну и примененным высокоинформативным методам проспективное исследование позволило пролить свет на некоторые неясные
или спорные вопросы развития Ц:
■ во-первых, оно показало, что у DQ2/DQ8 (+) детей более позднее введение глютена – после 12 мес.,
уменьшает вероятность развития Ц, во всяком случае
отсрочивает ее начало. Вероятно, ранние стадии развития Ц характеризуются иммунным ответом, свидетельствующим о потере толерантности к глютену,
а аутоиммунный механизм развивается позднее;
■ во-вторых, у детей с генетическим риском Ц выявлены особенности кишечной микрофлоры, которые предшествуют развитию заболевания. В норме
у детей состав микробиоты меняется в определенные моменты жизни, главный из которых – введение прикорма. В целом микробная экосистема у
каждого здорового ребенка достигает стабильности, приобретая профиль, сходный со взрослой микробиотой, уже к концу первого года жизни. В от-
№1
2013
личие от здоровых, микробиота детей с DQ2/DQ8
не стабилизируется и не становится аналогичной
взрослым к 12 мес. жизни и даже к 24 мес. То есть
ключевым результатом этого исследования стало
доказательство недостаточной зрелости кишечной
микробиоты вплоть до 2 лет у детей с риском Ц. Ребенок, развивший Ц, отличался крайними отклонениями в составе и недостаточным разнообразием
микробиоты – меньшим количеством видов микробов, по сравнению с другими детьми, а также отсутствием нарастания количества видов с возрастом;
Как в грудном молоке матери,
так и в кишечнике здорового ребенка
первого года жизни превалируют
т. н. «младенческие» штаммы
бифидобактерий: B. longum, B. lactis,
B. breve. Как указывалось выше,
в кишечнике детей с Ц доминируют
«взрослые» штаммы (B. adolescentis,
B. pseudocatenulatum),
а уровень B. longum снижен
■ в-третьих, для детей с генетическим риском Ц
оказалось характерным доминирование Fermicutes
и низкий уровень бактероидов. Благоприятную роль
бактероидов, включая Bacteroides fragilis, показали
последние исследования [28]. B. fragilis устанавливает cross-talk между кишечной микробиотой и кишечным эпителием. Через продукцию полисахаридов
капсулы он прямо индуцирует развитие FoxP3+ Тrклеток, которые в свою очередь продуцируют TGF-β
и IL-10. Недостаток бактероидов может быть главным фактором у детей, предрасположенных к Ц, поскольку количественный или качественный дефект
FoxP3+Тr-клеток нарушает процессы формирования
иммунологической толерантности, что может лежать в основе патологического иммунного, в частности аутоиммунного, ответа, типичного для Ц [29];
■ в-четвертых, у детей с генетическим риском Ц
отмечен сниженный уровень КЦЖК, особенно пропионата, что также объясняется низким уровнем
бактероидов. Недостаток КЦЖК отражается на процессах энергетического обмена, регенерации эпителия, снижает противовоспалительный потенциал
50
медицинский
и предрасполагает к формированию заболеваний
кишечника. Интересно, что у ребенка, который
развил к 2 годам Ц, наблюдался необычно высокий уровень лактата в возрасте 6–12 мес. (в период
введения глютена). Это коррелировало с высоким
уровнем лактобацилл. У другого ребенка, у которого тоже был повышен уровень лактата в возрасте от
6 до 10 мес., к 22 мес. жизни развился сахарный диабет 1 типа. Это наводит на мысль о возможном влиянии избытка лактобацилл и их метаболита лактата
на формирование аутоиммунных заболеваний, но
эта гипотеза требует дальнейших подтверждений.
Суммируя результаты современных исследований, можно говорить о растущей доказательной
базе, которая подтверждает вероятную роль
кишечной микробиоты как пускового фактора
нарушения толерантности к глютену. Процесс
становления кишечного биоценоза у ребенка индивидуален и зависим от многих факторов: состояния
здоровья матери, способа родоразрешения, применения антибиотиков и т. д. Ключевая роль в нем,
бесспорно, принадлежит грудному вскармливанию.
Селективная транслокация материнской кишечной
микрофлоры в ее молочную железу и с молоком в
кишечник ребенка обеспечивает первичную закладку будущего биоценоза. Не случайно важнейшим
этапом формирования микробиоты у детей на грудном вскармливании является доминирование бифидобактерий, относящихся к типу Actinobacteria. Как
в грудном молоке матери, так и в кишечнике здорового ребенка первого года жизни превалируют т. н.
«младенческие» штаммы бифидобактерий: B. longum,
B. lactis, B. breve. Как указывалось выше, в кишечнике
детей с Ц доминируют «взрослые» штаммы
(B. adolescentis, B. pseudocatenulatum), а уровень
B. longum снижен. Противовоспалительный потенциал и толерогенное действие «младенческих»
штаммов бифидобактерий было доказано ранее в
целом ряде исследований [30]. Изменение в составе
и формировании биоценоза, в частности снижение
количества «младенческой» бифидофлоры, может
негативно отражаться на формировании процессов
иммунологической толерантности. Этот же механизм лежит в основе предрасположенности к пищевой аллергии, воспалительных заболеваний кишеч-
№1
2013
ника и других аутоиммунных заболеваний.
Закономерно возникает вопрос: почему при предполагаемых общих механизмах нарушения формирования толерантности в дальнейшем развиваются
разные болезни? Вероятно, это зависит от генетического фона. В частности, если ребенок имеет HLADQ2/DQ8 генотип, то воспалительные изменения и
повышение проницаемости СОТК, обусловленные
дисбиозом, могут стать пусковым фактором потери
толерантности к глютену. Как показало исследование M. Sellitto [26], развитию Ц предшествуют изменения микробиоты, которые усугубляются в период
введения прикорма. Действительно, введение прикорма открывает важный этап дальнейшего формирования кишечного микробиоценоза, приближая
его к взрослому типу. У детей с генетической предрасположенностью к Ц и на этом этапе отмечены
особенности, в частности недостаток бактероидов,
обладающих, наряду с бифидобактериями, мощным
противовоспалительным и толерогенным действием. Вероятно, продолжение грудного вскармливания после введения прикорма или, при отсутствии
молока у матери, введение смесей, содержащих
бифидобактерии «младенческих» штаммов, могут
способствовать более гладкому преодолению этого
этапа. Формирование кишечной микробиоты и обусловленное ею созревание местной иммунной
системы кишечника в основном осуществляются к
концу 1 года жизни. Поэтому раннее введение глютена детям с генетической предрасположенностью
к Ц на фоне еще не сформировавшегося микробиологически и иммунологически ЖКТ сопряжено с
более высоким риском срыва толерантности.
Однако для пересмотра официальных рекомендаций необходимы дополнительные исследования.
Возможно, профилактическое применение пробиотиков, в частности «младенческих» штаммов бифидобактерий, позволит предотвратить потерю толерантности и препятствовать развитию Ц у детей с
генетической предрасположенностью к ней. Однако
для утвердительного ответа на этот вопрос необходимы дальнейшие исследования.
Полный список литературы вы можете запросить в редакции.
51
ГАСТРОЭНТЕРОЛОГИЯ
cовет