Пробиотически-мультивитаминный комплекс корригирует расстройства кишечной микробиоты и клеточного иммунитета у оперированных больных колоректальным раком тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.02.03, кандидат наук Ананьев Дмитрий Павлович

• Ананьев Дмитрий Павлович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Ананьев Дмитрий Павлович

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Глава 1. Иммуногомеостатическая роль кишечной микробиоты

Глава 2. Микробиологические факторы канцерогенеза и противоопухолевой

защиты

Глава 3. Пробиотики как средство коррекции микробиологических и иммунных расстройств и предотвращения послеоперационных инфекционных осложнений

у больных колоректальным раком

Глава 4. Бион 3 - современный пробиотически-мультивитаминный комплекс с

доказанной иммунотропной активностью

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИИ

1. Общая характеристика больных

2. Характеристика исследуемого пробиотически-мультивитаминного комплекса

3. Методы исследования

3.1. Методы бактериологического исследования

3.2. Методы иммунологического исследования

3.3. Методы статистической обработки результатов исследования

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИИ

Глава 1. Влияние Биона 3 на состояние кишечной микрофлоры у больных

колоректальным раком в периоперационном периоде

Глава 2. Влияние Биона 3 на системные показатели клеточного иммунитета у

больных колоректальным раком в периоперационном периоде

Глава 3. Действие Биона 3 на частоту послеоперационных инфекционных

осложнений у больных колоректальным раком

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ЖКТ - желудочно-кишечный тракт ИЛ - интерлейкин

ИОХВ - инфекция области хирургического вмешательства

ИФН - интерферон

КРР - колоректальный рак

МИК - минимальная ингибирующая концентрация ОСТ - отраслевой стандарт

ПАП - периоперационная антибиотикопрофилактика

ПК - пороговая концентрация

ПЦР - полимеразная цепная реакция

УПБ - условно-патогенные бактерии

ФНО - фактор некроза опухоли

DC-SIGN - Dendritic Cell-Specific Intercellular adhesion molecule-3-Grabbing Non-integrin

GALT - лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистыми кишечника

ISG - интерферон-стимулированные гены

NK - естественные киллеры

NKT - естественные киллерные Т-клетки

NNIS CDC - Национальная система наблюдения за нозокомиальными

инфекциями Центров по контролю и профилактике заболеваний США NLR - NOD-подобные рецепторы PRR - паттернраспознающие рецепторы Th - Т-хелперы

TLR - Toll-подобные рецепторы

Т-naive - посттимические-T-клетки-предшественники

Treg - регуляторные Т-клетки

Колоректальный рак (КРР) является второй из наиболее часто диагностируемых форм неопластических заболеваний и второй наиболее распространенной причиной онкологической смертности в США [99], Европе [56], России и странах СНГ [4, 5]. Несмотря на успехи в лечении и диагностики гастроинтестинальных опухолей, за последние два десятилетия выживаемость больных КРР практически не изменилась и имеет лишь незначительный восходящий тренд. При этом соотношение регистрируемых показателей смертности и заболеваемости остается на высоком уровне и колеблется в Европе в диапазоне 0,4-0,44 [113]. Вместе с тем К?Р потенциально излечим при раннем обнаружении до развития метастазов: после хирургической резекции опухоли, локализованной в толстой или прямой кишки (стадия A по классификации G.Duke), 5-летняя выживаемость превышает 90%. Наоборот, больные с КРР стадии D, когда опухоль уже распространилась на другие органы, имеют 5-летнюю выживаемость менее 10% [100].

Ключевое место в комплексном лечении этой формы рака занимает хирургический метод. Несмотря на существенные успехи в совершенствовании техники резекции злокачественных опухолей толстой и прямой кишки и снижение частоты послеоперационных осложнений, летальность в течение 30 дней после хирургических вмешательств по этому поводу даже в наиболее развитых странах мира (Англия, Канада, Норвегия, США) колеблется от 3 до 10% в зависимости от стадии и локализации заболевания, возраста больного, сопутствующих заболеваний, а также от экстренности, типа и продолжительности операции [53, 82, 88, 101]. Хирургическое лечение КРР имеет особенности, связанные с постоянным присутствием в просвете и непосредственно на слизистых оболочках этого биотопа желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) огромного числа микробных, главным образом бактериальных, клеток. Поэтому, несмотря на предоперационную подготовку больных (в случае плановой операции), соблюдение правил асептики и антисептики, а

также периоперационную антибиотикопрофилактику, область хирургического вмешательства неминуемо подвергается бактериальному обсеменению. Отдельную проблему составляет микробная транслокация (проникновение микроораганизмов и их продуктов из ЖКТ за его пределы), которая не только приводит к внекишечным инфекционным осложнениям, но и влияет на долгосрочную выживаемость больных КРР [51]. С другой стороны, многие представители индигенной микробиоты обеспечивают важнейшие механизмы противоинфекционной защиты всего организма как от эндогенных, так и от экзогенных патогенов [13].

Кроме того, некоторые симбионтные бактерии за счет толерогенных сигналов могут предотвращать избыточные воспалительные реакции в зоне операционной раны. Исход бактериальной контаминации области хирургического вмешательства, а также органов/тканей вне ЖКТ в значительной степени зависит от родовых, видовых и штаммовых особенностей кишечной микрофлоры, а также функционального состояния общих и локальных механизмов противоинфекционной защиты.

Иммуногомеостатическая роль микробиоты ЖКТ для пациентов, оперируемых по поводу КРР, особенно важна с учетом исходного иммунодефицита у большинства больных, а также дополнительного иммуносупрессивного влияния хирургического вмешательства и анестезии. В раннем послеоперационном периоде у этих пациентов выявляются выраженные функциональные и количественные нарушения иммунной системы [87,108], которые проявляются инфекционными осложнениями.

Доказана связь расстройств кишечной микробиоты и прогрессирующего развития колоректального рака. Микробиологические нарушения неминуемо ведут к дефектам противоопухолевой и противоинфекционной защиты. Периоперационная антибиотикопрофилактика, применяемая при всех хирургических вмешательствах на толстой и прямой кишках, и этиотропное лечение гнойных осложнений усугубляют расстройства микробиоценоза ЖКТ, исходно имеющиеся у большинства больных КРР.

Уже продемонстрирована способность пробиотиков снижать частоту и выраженность послеоперационных инфекционных осложнений у онкологических больных, в частности у пациентов с раком желчных путей [65]. Пробиотики и пробиотически-мультивитаминные препараты снижали частоту инфекционных осложнений и у оперированных больных колоректальным раком [33, 71]. Доказана целесообразность комбинирования пробиотических и иммунотропных средств для предотвращения послеоперационных осложнений у пациентов с колоректальным раком и карциномой мочевого пузыря [29].

Бифидобактерии и лактобациллы вполне обосновано являются наиболее привлекательными объектами поиска штаммов, пригодных для использования в составе пробиотических препаратов и продуктов для борьбы с активацией эндогенной инфекции. Кроме того, эти два рода бактерий признаны наиболее безопасными с позиций потенциальной патогенности и рисков привнесения в микробное сообщество хозяина генов антиботикорезистентности [8].

Введение препаратов, оказывающих антагонистическое действие в отношении патобионтов (стафилококков, протея, синегнойной палочки, иерсиний и других микроорганизмов), снижает риск возможных осложнений. Однако культуры пробиотических штаммов в незащищенном виде при пероральном приеме повреждаются соляной кислотой и ферментами желудочного сока, а также желчными кислотами. В результате в нижние отделы ЖКТ попадает лишь незначительная часть введенных симбионтов/комменсалов, и лечение оказывается клинически малоэффективным или занимает длительное время.

В этой связи внедрение в клиническую практику новых форм пробиотиков и синбиотиков, лишенных недостатков их предшественников, в частности имеющих сбалансированный состав и обеспечивающих сохранение жизнеспособности содержащихся микрооранизмов при транзите через желудок и двенадцатиперстную кишку, имеет крайне важное значение [2].

Пробиотически-мультивитаминный препарат Бион 3 (Merk Selbstmedikation, Германия), включающий в себя комбинацию трех тщательно

подобранных штаммов симбионтных бактерий (Lactobacillus gasseri PA 16/8, Bifidobacterium bifidum MF 20/5, Bifidobacterium longum SP 07/3), 12 витаминов, 12 микро- и макроэлементов, а также пребиотик инулин, уже хорошо зарекомендовал себя не только как средство коррекции расстройств микробиоты ЖКТ, но и как иммуномодулятор с клинически и лабораторно доказанной эффективностью [108, 110]. Однако вопрос о целесообразности его использования в периоперационном периоде у больных КРР оставался открытым.

Цель исследования - обосновать целесообразность применения пробиотически-мультивитаминного комплекса Бион 3 в периоперационном периоде у больных колоректальным раком для коррекции расстройств кишечной микробиоты и системных показателей клеточного иммунитета, а также снижения частоты инфекционных осложнений.

Задачи исследования:

1. Изучить состояние микробиоценоза толстой кишки у больных КРР в периоперационном периоде.

2. Изучить системные показатели клеточного иммунитета у пациентов с КРР в периоперационном периоде.

3. Изучить частоту возникновения инфекционных и других осложнений у больных КРР в послеоперационном периоде.

4. Оценить корригирующий эффект Биона 3 в отношении выявленных расстройств микробной экологии толстой кишки у пациентов с КРР.

5. Определить влияние Биона 3 на системные показатели клеточного иммунитета у больных, оперированных по поводу КРР.

6. Оценить способность Биона 3 снижать частоту возникновения послеоперационных инфекционных осложнений у больных КРР.

7. Сформулировать практические рекомендации по коррекции микробиологических и иммунных нарушений у больных ККР для снижения частоты послеоперационных осложнений.

Научная новизна

Впервые изучена эффективность Биона 3 как средства коррекции расстройств кишечной микробиоты и клеточного иммунитета у больных КРР, подверженных оперативному удалению опухоли.

Впервые установлена целесообразность использования этого пробиотически-мультивитаминного комплекса для коррекции расстройств кишечной микробиоты у больных КРР. Бион 3 увеличивал содержание бифидобактерий и лактобацилл в фекалиях, при этом уменьшал уровень патобионтов.

Впервые установлено, что курсовое применение Биона 3 до и после хирургического вмешательства снижало степень падения количественных показателей клеточного иммунитета в раннем послеоперационном периоде, а в позднем послеоперационном периоде способствовало более полному восстановлению измененных иммунологических показателей.

Впервые установлена способность Биона 3 снижать частоту возникновения инфекционных осложнений хирургических вмешательств по поводу КРР.

Практическая ценность работы

Основной прикладной потенциал работы заключается в выявлении нового эффективного и безопасного средства коррекции иммунных и микробиологических расстройств у больных КРР, подверженных оперативному лечению. Доказано, что включение Биона 3 в комплекс периоперационных мероприятий способствует снижению частоты развития инфекционных осложнений.

Создан необходимый научно-практический задел для дальнейших исследований эффективности этого комплексного препарата у других хирургических больных.

Существенную практическую ценность имеет сформулированное положение о способности Биона 3 укреплять противоинфекционную защиту в условиях исходного иммунодефицитного состояния, что существенно

Основные положения, выносимые на защиту

1) У большинства больных КРР выявлен дисбиоз толстой кишки, который усугубляется в раннем послеоперационном периоде и проявляется снижением содержания бифидобактерий, лактобацилл и некоторых других симбионтов/комменсалов и увеличением уровня патобионтов.

2) У большинства больных КРР в раннем послеоперационном периоде происходит падение системных показателей клеточного иммунитета; через 1 месяц после операции полного восстановления измененных показателей не происходит.

3) Периоперационный курс приема пробиотически-мультивитаминного комплекса Бион 3 корригирует выявленные микробиологические и иммунные расстройства и снижает частоту послеоперационных осложнений у пациентов с КРР.

Личный вклад автора

Автор самостоятельно сформулировал цель и задачи работы, подобрал методы, позволяющие решить поставленные задачи, проанализировал данные литературы по теме диссертации, выполнял клинико-инструментальные исследования и наблюдение за включенными в работу больными КРР, принимал непосредственное участие в хирургических вмешательствах по поводу КРР и в изучении показателей клеточного иммунитета в образцах периферической крови, а также содержания комменсалов и патобионтов в образцах кала, лично провел математическую обработку и интерпретацию результатов исследования, сформулировал выводы и практические рекомендации. Отдельные исследования проведены совместно с сотрудниками лаборатории иммунологии и регуляторных механизмов в хирургии Российского научного центра хирургии имени академика Б.В.Петровского (Винницкий Л.И., Бунятян К.А., Инвияева Е.В.) и Московской городской онкологической больницы №62 (Матвеев Д.А.).

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Изучение микробиоценоза толстой кишки у больных КРР и целесообразности использования пробиотически-мультивитаминного комплекса для коррекции выявленных микробиологических расстройств соответствует формуле научной специальности 03.02.03 - Микробиология - и следующим областям исследований указанной специальности:

2. Выделение, культивирование, идентификация микроорганизмов.

8. Использование сапрофитных бактерий антагонистов, продуцентов биологически активных веществ для оптимизации микробиоценозов.

10. Использование микроорганизмов в народном хозяйстве, ветеринарии и медицине.

Выявление системных нарушений клеточного иммунитета у больных КРР и поиск эффективного метода их коррекции соответствуют формуле научной специальности 14.03.09 - Клиническая иммунология, аллергология - и следующим областям исследований этой специальности:

- Изучение патогенеза иммунозависимых заболеваний (иммунодефицитных состояний, аллергической и аутоиммунной патологии).

- Разработка и усовершенствование методов диагностики, лечения и профилактики аллергических и иммунопатологических процессов.

Таким образом, диссертация полностью соответствует паспортам двух научных специальностей 03.02.03 - Микробиология - и 14.03.09 - Клиническая иммунология, аллергология.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Пробиотически-мультивитаминный комплекс корригирует расстройства кишечной микробиоты и клеточного иммунитета у оперированных больных колоректальным раком»

Апробация работы

Основные положения диссертации были представлены на IX научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы инфекционной патологии» (г. Краснодар, 29-30 мая 2014 года), X научно-практической конференции с международным участием «Актуальные вопросы инфекционной патологии» (г. Краснодар, 28-29 мая 2015 года).

Апробация диссертации состоялась 05 июня 2014 года на заседании секции Ученого Совета «Эпидемиология, микробиология, клиника

инфекционных заболеваний» Федерального бюджетного учреждения науки Московского научно-исследовательского института эпидемиологии и микробиологии им. Г.Н.Габричевского Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

Публикации

По теме диссертации опубликованы 5 печатных работ, в том числе 2 статьи в периодических изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы (4 главы), материалы и методы, результаты собственных исследований (3 главы), заключение, выводы, практические рекомендации, библиографический указатель литературы.

Указатель литературы содержит 40 отечественных и 75 иностранных источников.

Диссертация изложена на 99 страницах, иллюстрирована 5 рисунками и содержит 19 таблиц и 2 приложения.

В структуре и функционировании системы иммунитета человека особое значение имеет лимфоидная ткань, ассоциированная со слизистой оболочкой кишечника (GALT), которая включает более половины общей лимфоидной массы организма. Именно здесь вырабатывается около 60% иммуноглобулина А, продуцируемого организме в целом. GALT имеет весьма сложную архитектонику. Иммуноциты располагаются в разных зонах и в различных ассоциациях: сгруппированы в пейеровы бляшки и лимфоидные фолликулы; диффузно распределены в подслизистой и собственной пластинке слизистой оболочки; находятся непосредственно между эпителиальными клетками. Раскрыты ключевые механизмы, обеспечивающие передачу различных сигналов через целостные эпителиальные барьеры как из просвета ЖКТ клеткам иммунной системы, так и в обратном направлении [8].

В настоящее время наблюдается смена, а точнее трансформация, ключевых иммунологических парадигм, в частности происходит пересмотр роли иммунной системы в поддержании гомеостаза организма. Открытия значения паттернраспознающих рецепторов (PRR) в активации врождённого иммунитета и структурно-функционального полиморфизма CD4+-T-лимфоцитов явились важными событиями рубежа XX-XI веков, определившими текущие направления развития иммунологии. В свете этих открытий существенно изменились представления о роли кишечных микробов в обеспечении иммунного гомеостаза. Симбионты и комменсалы, во многом благодаря воздействию на рецепторно-сигнальные системы врожденного иммунитета, модулируют дифференцировку посттимических T-клеток-предшественников (T-naïve) в направлении как эффекторных, так и регуляторных клеток, обеспечивая иммуностимулирующие и толерогенные импульсы. В результате кишечная микробиота укрепляет

противоинфекционную защиту и предотвращает избыточные иммунные реакции не только в ЖКТ, но и в организме в целом [10].

История совместной эволюции макроорганизмов и колонизирующих их микроорганизмов измеряется сотнями миллионов лет. Известно, что некоторые органеллы эукариотической клетки (например, митохондрии и хлоропласты) произошли от бактерий, что говорит о непосредственном участии прокариотов в эволюции ядерно-клеточных форм жизни. Прокариоты вышли на эволюционную арену на два миллиарда лет раньше эукариотов и заселили удобные земные и водные ниши нашей планеты. С появлением многоклеточных форм жизни, их поверхность, открытые полости и, отчасти, внутренняя среда предстали как новые экологические ниши для бактерий [13].

Микробы заселили различные биотопы млекопитающих, в том числе человека: кожу, полость рта, слизистые оболочки мочеполовой системы и респираторного тракта; однако наибольшей количеством и разнообразием комменсалов характеризуются нижние отделы ЖКТ. В дистальной части тонкой кишки и в толстой кишке человека обитают бактерии, простейшие, археи и грибы. При этом бактерии однозначно преобладают: их общее количество в толстой кишке достигает 1*1014 клеток. По расчетам специалистов, число генов заселивших нас микробов примерно в 150 раз превышает количество генов человека [91].

Человек, как и многие другие животные, научился извлекать пользу от сосуществования с резидентными бактериями. При этом роль микробиоты не ограничивается участием в переваривании комплексных углеводов и снабжением макроорганизма важнейшими нутриентами.

Между комменсалами и «хозяином» происходит сложный диалог с использованием филогенетически закрепленных комплексных механизмов коммуникации, формировавшихся, как минимум, 500 миллионов лет, в течение которых прокариоты населяют многоклеточные организмы. Животные явились для бактерий крайне удобной экосистемой, изобилующей пищевыми продуктами. Стабильность этой экосистемы в прямую зависит от состояния

Исходя из вышесказанного, становиться понятным, почему резидентные бактерии эволюционировали в направлении не только оптимального потребления жизненно важных ресурсов, но и обеспечения здоровья и долгожительства «хозяина» [8]. По образному выражению О.В.Калюжина, животные, включая человека, заключили со многими из колонизирующих их микробов не только пакт о ненападении, но и договор о взаимопомощи на случай внешних угроз, в том числе исходящих от патогенов [8,13]. Это и явилось филогенетической основой формирования механизмов, благодаря которым симбионты/комменсалы поддерживают противоинфекционную защиту «хозяина».

Массовая колонизация ЖКТ микробами была бы невозможной без толерантности со стороны иммунной системы макроорганизма. Совместная эволюция микро- и макроорганизмов привела к возникновению сложных многоуровневых механизмов сохранения и пополнения индигенной микробиоты, которые в дальнейшем обусловили способность кишечной микробиоты защищать «хозяина» от чрезмерных реакций в ответ на собственные и чужеродные (в том числе пищевые) субстанции [8].

В конечном итоге сформировалась система бактериальных сигналов и их восприятия, за счет которых кишечная микробиота поддерживает иммунный гомеостаз человека, причем не только в ЖКТ, но и в организме в целом.

Традиционно филогенез иммунной системы животных, в частности ее адаптивной составляющей, рассматривался в свете длительного эволюционного давления со стороны инфекционных агентов. В этой связи долгое время доминировало мнение, что именно под влиянием постоянных инфекционных угроз возникла сложная система генетической вариабельности антигенсвязывающих участков Т-клеточных рецепторов и иммуноглобулинов, обладающих неограниченными способностями распознавать практически любого нового возбудителя. Как один из аргументов приводилась

филогенетическая временная взаимосвязь формирования адаптивного иммунитета с появлением челюстей у рыб [42]. Возникновение челюстей дало животным преимущества в поглощении пищи, позволило увеличить им свои размеры и продлить время жизни, но одновременно повысило риск травматизации и инфицирования, в том числе повторного, пищеварительного тракта. Это и считалось основным толчком развития адаптивного иммунитета и иммунной памяти [76].

Вместе с тем в последние годы формулируются альтернативные теории о движущих силах эволюции адаптивного иммунитета [10]. Так, не менее логичными и обоснованными представляются аргументы о том, что комменсалы оказывают еще большее эволюционное давление на иммунную систему, чем возбудители инфекций, и тем самым играют более значимую роль в филогенезе этой системы [45, 69].

В контексте биогенетического закона, в соответствии с которым онтогенез представляет собой краткое повторение филогенеза, примечательны данные о том, что неонатальное и постнатальное заселение микробами ЖКТ человека определяет характер онтогенетического развития мукозального и системного иммунитета, а также эффективность и адекватность противоинфекционного ответа [98].

Если защитная роль кишечной микробиоты непосредственно в ЖКТ, связанная с продукцией бактериоцинов, подкислением окружающей среды, образованием биопленки, конкуренцией с патогенами за питательные и ростовые факторы, т.е. колонизационная резистентность, уже давно не вызывает сомнений [1, 62, 84, 97], то регуляция иммунных реакций за пределами пищеварительного тракта, в частности в дыхательных путях, доказана относительно недавно.

Установлены основные рецепторы врожденного иммунитета, передающие в макроорганизм иммунорегулирующие сигналы от кишечных бактерий.

В первую очередь это Toll-подобные рецепторы (TLR) (рис. 1) [8]. TLR2, расположенные на плазмалемме, являются сенсорами липопротеинов и липотейхоевых кислот клеточных стенок бактерий. Поверхностные TLR4/MD2 и TLR5 распознают соответственно липополисахариды клеточной стенки и флагеллин жгутиков грамотрицательных бактерий, в частности Escherichia coli. Эндосомальные TLR9 проводят сигналы от неметилированных CpG-последовательностей бактериальной ДНК. Детально описаны внутриклеточные события, происходящие после взаимодействия указанных лигандов и соответствующих TLR и ведущие к активации факторов транскрипции и выработке ключевых цитокинов, обеспечивающих инициацию, стимуляцию и регуляцию иммунных реакций. Способность кишечных бактерий активировать противовирусный ответ в верхних отделах дыхательных путей и роль TLR в распознании комменсал-ассоциированных молекулярных паттернов подтверждены в экспериментах in vivo. В частности продемонстрировано, что кишечные бактерии поддерживают действенный иммунный ответ против вируса гриппа, в том числе потенцируют созревание вирус-специфических CD4+- и СВ8+-Т-клеток у мышей. Вызванное пероральным приемом антибиотиков истощение микробиоты ЖКТ существенно снижало устойчивость к интраназальному инфицированию вирусом гриппа А и увеличивало летальность зараженных животных. Это было обусловлено угнетением функции и миграции дендритных клеток в дыхательных путях, а также подавлением Т- и В-клеточных иммунных реакций. Особого внимания заслуживает то, что в условиях этой мышиной модели in vivo ректальное введение лигандов TLR восстанавливало подавленный антибиотиками противовирусный иммунный ответ и резистентность к интраназальному заражению вирусом гриппа А [64]. Это поддерживает концепцию иммунной солидарности слизистых и тезис о том, что стимулирующие противоинфекционную защиту сигналы, полученные в нижних отделах ЖКТ, передаются в слизистые оболочки других биотопов, включая респираторный тракт.

Рисунок 1

Паттернраспознающие рецепторы, через которые кишечные микробы модулируют иммунные реакции организма

Вышеописанные экспериментальные данные согласуются с клинически установленным фактом увеличения тяжести гриппа и других острых респираторных вирусных инфекций в результате нерационального приема антибактериальных средств.

Кроме того, доказана роль NOD-подобных рецепторов (NLR) и включающих их инфламмасом как сенсоров мурамилпептидов -компонентов пептидогликана бактериальной клеточной стенки, активирующих противоинфекционный ответ (рис. 1) [57]. Установлено, что эти низкомолекулярные продукты распада клеточной стенки бактерий (как комменсалов, так и патогенов) обладают широким спектром иммунокорригирующих эффектов и существенно усиливают защиту организма от болезнетворных вирусов, бактерий и грибов [6, 12, 15, 52]. Эти низкомолекулярные гликопептиды являются лигандами цитоплазматических рецепторов NOD2 [21]. Мурамилпептиды (NOD2-агонисты) и пептиды, включающие у^-глутамил-диаминопимелиновую кислоту (агонисты цитозольных рецепторов NOD1), индуцируют ЫР2-зависимую активацию транскрипционных факторов №-кВ и АР-1 и вызывают продукцию фактора некроза опухоли (ФНО), интрелейкина-1 (ИЛ-1), ИЛ-18 и некоторых других ключевых медиаторов противоинфекционного ответа [9, 11, 24]. Мурамилпептиды также стимулируют выработку интерферонов-а/р (ИФН-а/р) по NOD2-, ШР2-, ТВК1- и 1КЕ5/ЖЕ7-опосредованному пути [16]. ИФН I типа, в свою очередь, индуцируют экспрессию более 300 генов (так называемых интерферон-стимулированных генов - 1БО), продукты которых блокируют жизненный цикл вирусов на разных этапах, начиная с их проникновения в клетку и заканчивая высвобождением почкующегося вириона [8].

В контексте настоящего исследования не лишним будет указать, что мурмилпептиды обеспечивают целый ряд механизмов противоопухолевого иммунитета [14 ,7].

Некоторые паттернраспознающие рецепторы (PRR) передают не только стимулирующие, но и толерогенные (иммунорегуляторные) сигналы от кишечных бактерий. Так, взаимодействие кальций-зависимого лектина С-типа - DC-SIGN (Dendritic Cell-Specific Intercellular adhesion molecule-3-Grabbing Non-integrin) - на поверхности дендритных клеток с гликоэпитопами комменсалов (например, лактобацилл), содержащими маннозу, приводит к экспансии регуляторных Т-клеток (Treg) и синтез противовоспалительных цитокинов. Каскад внутриклеточных реакций, происходящих после связывания этого рецептора с соответствующими лигандами, также детально изучен [8].

Постепенно накапливается информация и о других рецепторах и внутриклеточных сигнальных системах, которые обеспечивают иммуногомеостатическую функцию микробиоты.

Доказана связь расстройств микробиоты и повышенного риска развития целого ряда опухолей (табл. 1.), а прогресс в секвенировании микробиома человека не оставляет сомнений в том, что этот список вскоре будет пополнен новыми типами неоплазий. Это может быть особенно актуально для некоторых карцином кишечника, респираторного тракта и мочеполовых путей, потому что плотность бактериальной колонизации наиболее высока вблизи эпителия слизистых оболочек этих биотопов. Слизистые оболочки образуют барьеры между тканями и микробными сообществами нашего тела, а также имеют важные иммунорегуляторные функции [105].

При некоторых состояниях, таких как болезнь Крона, морфофункциональная целостность слизистых оболочек нарушается, что сопровождается дефектами плотных контактов между эпителиоцитами и соответствующим увеличением проницаемости покровных тканей. Дизрегуляция компонентов плотных контактов, таких как Е-кадгерин и Р-катенин, отмечена и при эпителиальных опухолях [105]. Следует отметить, что наши знания о микробных сообществах толстой кишки более ограничены, чем можно ожидать, так как большая часть исследований кишечного микробиома проведена на легко доступных образцах кала. Вместе с тем известно, что состав бактериальных сообществ в образцах кала существенно отличается от такового, полученного в ходе колоноскопии [44, 55, 115].

Тип рака Биологический образец Изменения микробиома в сравнении с контролем

Плоскоклеточный рак полости рта Слюна Увеличение: Capnocytophaga gingivalis, C. ochracea, Eubacterium sabureum, Leptotrichia buccalis, Streptococcus mitis

Пищевод Барретта и рак пищевода Слюна; ткани, полученные при биопсии Увеличение: Campylobacter consisus, C. rectus, Treponema denticola, S. anginosus, S. mitis; Снижение: Helicobacter pylori

Рак поджелудочной железы Слюна Увеличение: n = 31, включая S. mitis and Neisseria elongata; Снижение: n = 25

Рак желчного пузыря Культура желчи Увеличение: Salmonella typhi, S. paratyphi; желчь обычно стерильна, но в случае рака контаминирована бактериями

Колоректальный рак Кал; ткани, полученные при биопсии Увеличение: S. bovis, Streptococcus spp., Escherichia coli, Fusobacterium nucleatum, Clostridium, Bacteroides; Снижение: Lactobacillus, бутират-продуцирующие бактерии (включая Roseburia и Fecalibacterium), Microbacterium, Anoxybacillus, Akkermansia muciniphilia (муцин-деградирующие виды)

Большинство изменений микробиоты, которые были определены при раке, затрагивают различные виды и группы микроорганизмов. При этом изолированные количественные изменения отдельных видов и штаммов имеют весьма незначительную связь с опухолевыми заболеваниями, в то время как совокупность выявленных микробиологических расстройств гораздо в большей степени ассоциирована с неоплазиями. Очевидно, что в большинстве случаев существует не одна, а целый комплекс причин злокачественной трансформации клетки.

Вместе с тем, как и при других заболеваниях, установлены патогены, способные в одиночку вызывать новообразования по принципу "один микроб - одна болезнь", например вирус папилломы человека при рака шейки матки и H. pylori при раке желудка (табл. 2). Особого внимания заслуживают опухолеассоциированные вирусы в свете недавно установленной способности привносить в организм протоонкогены.

В двух недавних исследованиях определены метагеномные последовательности большого числа парных образцов толстой кишки: участков злокачественного новообразования и смежных участков нормальной ткани тех же лиц. Установлены существенные микробиологические различия между смежными биотопами.

В зоне опухолевого роста отмечено существенное снижение числа представителей двух доминирующих у здоровых лиц родов, Bacteroidetes и Firmicutes, в то время как инвазивные анаэробы Fusobacterium nuculeatum, которых ранее связывали с пародонтитом и аппендицитом, встречались значительно чаще. Обе научные группы подтвердили свои выводы на расширенной когорте парных образцов (n = 95 и n = 99) методом ПЦР. Несмотря на эти различия, в целом микробные сообщества, локализованные в зоне опухолевого роста и в пределах нормальных тканей, у каждого индивидуума были более похожими друг на друга, в сравнении с таковыми у других людей вне зависимости от опухолевой или смежной локализации

Таблица 2

Патогены, способные в одиночку вызывать новообразования по прин-

ципу "один микроб - одна болезнь" [90]

Микроб Тип рака

Helicobacter pylori Аденокарциномы желудка, желудка лимфома, аденокарциномы пищевода

Human papillomavirus (HPV) Аногенитальные карциномы, карцинома ротоглотки

Epstein-Barr virus (EBV) Лимфомы, рак носоглотки

Human immunodeficiency virus (HIV) Лимфомы, саркомы Капоши

Hepatitis B virus Гепатоцеллюлярная карцинома

Hepatitis C virus Гепатоцеллюлярная карцинома, лимфомы

Human T-cell lymphotropic virus type 1 (HTLV-1) Т-клеточный лейкоз-лимфома взрослых

Human herpesvirus 8 (HHV-8) Саркома Капоши

Хирургия является основным методом радикального лечения КРР. Для его резектабельных форм предпочтительным объемом хирургического вмешательства является колэктомия с регионарной лимфаденэктомией [60,74]. Группы лимфоузлов, находящихся в области сосудов, питающих опухоль, и лимфатические узлы вне зоны резекции с подозрением на наличие метастазов должны быть биопсированы или, по возможности, удалены [43,73].

Большая потеря лимфоидной ткани в ходе операции, а также иммуносупрессия, индуцированная опухолевым процессом и проведенным хирургическим вмешательством, делают крайне актуальной задачу адъювантной иммунотерапии [40].

Ведутся споры относительно подготовки кишечника перед хирургическим вмешательством, которая традиционно используется большинством хирургов. Однако существуют расхождения во взглядах относительно необходимости выполнения данной процедуры. Основные споры ведутся вокруг назначения препаратов, обеспечивающих очистку кишечника от каловых масс, и антибиотиков. Недавно опубликованы результаты мета-анализа [61], в котором были проанализированы разные варианты подготовки к хирургическому вмешательству у 5805 пациентов: с очисткой кишечника; без очистки кишечника; с выполнением только очистительной клизмы. Анализ показал статистически значимые различия в уровне расхождения швов, летальных исходов, перитонитов, релапаротомий, инфекционных осложнений. Было сделано заключение о необходимости

Резекция толстой кишки является условно чистым оперативным вмешательством, требующим назначения антибиотиков. Существует множество противоречивых рекомендаций, основанных на правилах клиники, индивидуальных особенностях и собственном опыте. Споры в основном касаются вида используемого антибиотика, режима и длительности его назначения.

Несмотря на периоперационное назначение антибиотиков, уровень инфекций в послеоперационном периоде варьирует от 10% до 30% [49]. Большинство инфекций вызвано сапрофитными бактериями [105]. Широкое назначение антимикробных препаратов ведет к экспансии антибиотикорезистентных штаммов бактерий [48,81]. В результате хирургического вмешательства возникают расстройства микрофлоры ЖКТ, что проявляется в виде дисфункции кишечного барьера и микробного дисбаланса в кишке. Это может привести к развитию системного воспаления и снижению иммунного ответа [102]. Все эти факторы способствуют повышению риска развития послеоперационных инфекций и сепсиса [93], что делает актуальным поиск альтернативных стратегий подготовки пациентов к хирургическим вмешательствам на желудочно-кишечном тракте.

Пробиотики могут нивелировать некоторые из указанных факторов развития послеоперационных инфекций. Например, они могут стабилизировать кишечный барьер путем стимуляции роста эпителия и секреции слизи. Также пробиотики обладают влиянием на врожденный иммунитет, стимулируя функцию дендритных клеток, нейтрофилов и макрофагов, и адаптивные защитные реакции за счет усиления выработки секреторного 1§А. Доказана способность кишечных бактерий снижать выраженность чрезмерного воспаления и регулировать продукцию ИЛ-10 [111]. Более того, пробиотики угнетают рост потенциально патогенных

26

микроорганизмов. Эти свойства могут быть использованы в клинической практике в периоперационном периоде для профилактики развития послеоперационных инфекций.

В двух исследованиях, выполненных в Берлине, пациенты подвергались хирургическим вмешательствам больших объемов на верхних отделах ЖКТ. В одном исследовании сравнивали назначение Lactobacillus planetarium 299 c плацебо и термоинактивированными бактериями [92]. Бактерии назначались за 5-7 дней до операции. В двух группах, получавших лактобактерии (живые или инактивированные), уровень послеоперационных инфекций составил 10% по сравнению с 30% в контрольной группе (р<0,01). Влияние пробиотиков на микрофлору кишечника и иммунные параметры не изучалось.

В другое исследование были включены 89 пациентов, подвергнутых резекции поджелудочной железы [75]. Пациенты были рандомизированы в две подгруппы. В одной из них больные получали синбиотик, в другой -плацебо. Прием препарата или плацебо начинали за 1 день до хирургического вмешательства и продолжали в течение 8 дней [75]. Синбиотик содержал 4 вида лактобактерий и 4 вида биоактивных волокон: Р-глюкан, инулин, пектин и резистентный крахмал. Синбиотик вызывал снижение послеоперационных хирургических инфекций с 40% до 12,5% (р<0,05) и сокращал пребывание пациентов в стационаре, а медиана длительности антибактериальной терапии уменьшалась с 10 до 2 дней.

В еще одном рандомизированном исследовании оценили способность предотвращать послеоперационные инфекции комбинации Lactobacillus casei и Bifidobacterium breve с галактоолигосахаридами [47]. В одной группе больные получали лечение этим синбиотиком до и после хирургического вмешательства, в другой группе - только после операции. В обеих группах были назначены антибиотики с профилактической целью. При приеме синбиотика до и после операции было отмечено значительное снижение

уровня послеоперационных инфекционных осложнений (12% против 30%). Не было выявлено различий в коэффициенте проницаемости, измеренном при помощи лактулозо-маннитолового теста. После курса приема этого синбиотика пробиотические штаммы бактерий определялись в фекалиях. В результате пред- и постоперационного назначения синбиотика отмечено повышение активности естественных киллеров (NK), числа лимфоцитов и концентрации ИЛ-6 в периферической крови, тогда как уровень С-реактивного белка снижался.

В более ранней работе сравнили эффект Lactobacillus plantarum 299v и плацебо при назначении в пред- и послеоперационном периоде у больных, подвергнутых хирургическим вмешательствам на верхних и нижних отделах ЖКТ. Не было получено достоверных различий в частоте послеоперационных инфекций [85]. Количество назначенных лактобактерий

п

было ниже (разовая доза - 5^10 КОЕ), чем в вышеописанных исследованиях, что от части объясняет отсутствие влияния на уровень послеоперационных осложнений. В исследуемую популяцию входили пациенты с хирургическими вмешательствами на верхних и нижних отделах ЖКТ, однако у большинства была выполнена колоректальная резекция (82 против 129, соответственно). Раздельный анализ послеоперационных инфекций не проводился, общий уровень послеоперационного сепсиса составил 13% или 15% соответственно для групп больных, получавших Lactobacillus plantarum 299v или плацебо.

В другом исследовании на сходной выборке пациентов испытывали комбинацию из 4 видов бактерий и волокон в сравнении с плацебо [47]. Прием синбиотика начинали за 2 недели до хирургического вмешательства. Доза пробиотических бактерий была выше, чем в предыдущем исследовании (4*109 КОЕ) [85], однако статистически значимого изменения частоты развития послеоперационного сепсиса, бактериальной транслокации и уровня маркеров воспаления выявлено не было [85]. Примечательно, что в

этой работе уровень послеоперационной инфекции был в 3 раза выше, чем в других исследованиях с аналогичными группами больных и типами хирургических вмешательств.