Діагностичний напрямок
Ентеропатії
Загальна характеристика
Мікробіом кишківника — це сукупність мікроорганізмів, переважно бактерій, які населяють шлунково-кишковий тракт. Він бере участь у травленні, синтезі вітамінів, регуляції імунної системи, метаболізмі та впливає на роботу нервової системи через вісь «кишківник – мозок».
NGS- дослідження мікробіому кишківника (Next Generation Sequencing, секвенування нового покоління) є найбільш інформативним сучасним методом комплексного дослідження кишкового мікробіому. Технологія дозволяє проводити високоточний аналіз мікробної ДНК та отримувати детальну характеристику складу мікробіоти, включаючи мікроорганізми, які неможливо культивувати стандартними мікробіологічними методами.
Основою дослідження є аналіз гена 16S рибосомальної РНК (16S rRNA) — універсального молекулярного маркера бактерій, який містить як консервативні, так і варіабельні ділянки. Саме така будова дозволяє одночасно ідентифікувати широкий спектр бактерій та визначати їхню таксономічну належність.
На відміну від традиційного бактеріологічного посіву, NGS забезпечує всебічну оцінку структури мікробіому, визначення бактеріального різноманіття, співвідношення основних мікробних таксонів та виявлення змін, асоційованих із функціональними, запальними та метаболічними захворюваннями.
1.Ключові переваги NGS порівняно з традиційними методами
• Комплексний аналіз мікробіоти
На відміну від класичного бактеріологічного посіву, який дозволяє досліджувати лише культивовані мікроорганізми, NGS аналізує генетичний матеріал усіх мікроорганізмів, присутніх у зразку. Це забезпечує більш повніше уявлення про структуру кишкового мікробіому, включаючи облігатні анаероби та бактерії, що не культивуються.
• Висока аналітична інформативність
Технологія дозволяє одночасно оцінювати сотні та тисячі представників мікробіоти, визначати їх відносну кількість, структуру мікробного співтовариства та рівень бактеріального різноманіття.
• Неупереджений підхід до аналізу
На відміну від ПЛР-досліджень, які спрямовані на пошук конкретних заздалегідь визначених мікроорганізмів, NGS дає можливість отримати загальний профіль мікробіому без необхідності попереднього вибору потенційних патогенів.
2. Клінічне значення мікробіому та патологічні асоціації
Мікробіом кишківника є складною екосистемою, що бере активну участь у підтриманні метаболічного, імунного та бар'єрного гомеостазу організму.
Основні функції мікробіоти:
• участь у процесах травлення та ферментації харчових компонентів;
• синтез біологічно активних речовин і вітамінів;
• підтримка цілісності кишкового бар'єра;
• регуляція місцевої та системної імунної відповіді;
• захист від колонізації патогенними мікроорганізмами;
• участь у регуляції метаболічних та нейроендокринних процесів.
Порушення складу та функцій мікробіоти (дисбіоз) асоціюється з підвищеним ризиком розвитку або прогресування низки захворювань:
• синдрому подразненого кишківника;
• запальних захворювань кишківника;
• метаболічного синдрому;
• ожиріння;
• метаболічно-асоційованої стеатотичної хвороби печінки (MASLD);
• інсулінорезистентності та цукрового діабету 2 типу;
• окремих аутоімунних та алергічних захворювань;
• деяких дерматологічних патологій.
3. Основна цінність для клініциста
Дослідження мікробіому методом NGS надає лікарю додаткову інформацію про стан кишкової екосистеми та дозволяє:
• оцінити рівень бактеріального різноманіття та загальну структуру мікробіоти;
• виявити дисбіотичні зміни, які можуть бути пов'язані з клінічними симптомами пацієнта;
• оцінити наслідки антибіотикотерапії та інших факторів, що впливають на мікробіом;
• проводити моніторинг змін мікробіоти в динаміці;
• персоналізувати дієтичні та нутритивні рекомендації;
• використовувати додаткові дані при веденні пацієнтів із функціональними та хронічними захворюваннями шлунково-кишкового тракту.
Практична значущість:
1. Оцінка біорізноманіття та виявлення прихованого дисбіозу
• Індекси альфа- та бета-різноманітності: Високе мікробне різноманіття є фундаментальним ознакою здорового метаболізму та міцного імунітету. Зниження цих індексів асоційоване з хронічними запальними процесами.
• Співвідношення основних типів (Phyla): Оцінка балансу між Bacteroidetes , Firmicutes , Actinobacteria та Proteobacteria . Зсув цього балансу (наприклад, збільшення коефіцієнта Firmicutes/Bacteroidetes ) є маркером схильності до метаболічного синдрому, ожиріння та незначного системного запалення.
2. Верифікація патогенетичних механізмів при хронічних патологіях ШКТ
• Запальні захворювання кишківника (ЗЗК) та СПК: NGS дозволяє оцінити дефіцит специфічних протизапальних бактерій, таких як Faecalibacterium prausnitzii (головний продуцент бутирату), зниження рівня яких є критичним для пацієнтів із хворобою Крона, виразковим колитом та синдромом подразненого кишківника.
• Маркери запалення та онкопротекції: Виявлення експансії умовно-патогенних ентеробактерій ( Proteobacteria , зокрема Escherichia/Shigella ), які руйнують муцинову кулю та можуть провокувати пошкодження кишкового бар'єру (синдром «дірявої кишки»).
3. Оцінка метаболічного та синтетичного потенціалу мікробіоти
Метод досліджує функціональну здатність мікробіому синтезувати життєво важливі субстрати:
• Коротколанцюгові жирні кислоти (КЛЖК): Визначення генетичного потенціалу бактерий до продукції бутирату, ацетату та пропіонату, які забезпечують енергією колоноцити, регулюють місцевий імунітет та підтримують рН кишківника.
• Синтез вітамінів та нейромедіаторів: Оцінка здатності мікрофлори синтезувати вітаміни групи B, вітамін K, а також попередники серотоніну та гамма-аміномасляної кислоти (ГАМК), що визначає функціонування осі «кишківник-мозок».
4. Роль у системній аутоімунній та метаболічній патології
• Аутоімунна настороженість: Стан мікробіому безпосередньо модулює диференціацію T-регуляторних клітин імунної системи. Дисбіоз, верифікований за допомогою NGS, часто корелює із тригерами системних процесів (цукровий діабет 1 типу, ревматоїдний артрит, аутоімунний тиреоїдит Хашимото).
• Кардіометаболічні ризики: Оцінка бактерій, що беруть участь у метаболізмі холіну та карнітину з утворенням ТМАО (триметиламіноксиду) — маркера високого ризику розвитку атеросклерозу та серцево-судинних катастроф.
5. Персоналізована терапія та таргетний моніторинг
• Об'єктивний контроль лікування: NGS-профілювання є незамінним інструментом для оцінки динаміки відновлення мікробіому «до» та «після» тривалої антибіотикотерапії, курсу імуносупресорів чи хіміотерапії.
• Персоналізована нутрицевтична підтримка: Отримані дані дозволяють лікарю відійти від сліпого призначення пробіотиків та сформувати індивідуальний протокол, що базується на точковому підборі пребіотиків, метабіотиків та специфічних дієтичних стратегій (наприклад, FODMAP або корекція за типом харчових волокон) для вирощування мікробіоти пацієнтів.
Показання для призначення
1. Синдром подразненого кишківника та функціональні захворювання шлунково-кишкового тракту;
2. Запальні захворювання кишківника (хвороба Крона, виразковий коліт) – для діагностики та моніторингу лікування;
3. Тривалий прийом антибіотиків та підозра на дисбактеріоз кишківника;
4. Рецидивуючі кишкові інфекції;
5. Метаболічні порушення, ожиріння, МАСХП, проблеми з контролем ваги;
6. Алергічні реакції та харчова непереносимість;
7. Аутоімунні захворювання та імунодефіцитні стани;
8. Хронічні захворювання печінки та жовчовивідних шляхів;
9. Неврологічні та психічні розлади (депресія, тривожні стани, розлади аутистичного спектру);
10. Необхідність оцінки змін мікробіому в динаміці після терапевтичних або дієтичних втручань.
Маркер
• Виявлені зміни складу мікробіому не є специфічними для певного захворювання;
• Відсутні універсальні профілі мікробіому, які дозволяють підтвердити або виключити конкретний діагноз;
• Результати можуть змінюватися під впливом харчування, антибіотикотерапії, пробіотиків, інгібіторів протонної помпи, віку, способу життя та супутніх захворювань;
• Найбільшу клінічну цінність дослідження має при оцінці мікробіому в динаміці та моніторингу ефективності корекції харчування або терапії.
Клінічна значущість
• Визначення якісного та кількісного складу мікробіому кишківника для виявлення дисбіозу та розробки персоналізованої програми корекції мікрофлори;
• Моніторинг ефективності пробіотичної терапії та дієтичних втручань при лікуванні захворювань, асоційованих з порушеннями мікробіоценозу.
Склад показників:
Генетика. Мікробіом кишківника, NGS (кал, секвенування нового покоління)
Правила підготовки
кал
Інтерференція:
На результат можуть впливати:
Медикаменти:
• антибіотики;
• пробіотики;
• пребіотики;
• інгібітори протонної помпи;
• проносні препарати;
• імуномодулятори.
Харчування:
• різкі зміни дієти;
• елімінаційні дієти;
• високожирова дієта;
• кетогенна дієта;
• високий вміст клітковини.
Інші фактори:
• гострі кишкові інфекції;
• перенесені інфекційні захворювання;
• вік;
• ожиріння;
• куріння;
• вживання алкоголю;
• спосіб збору та транспортування зразка.
Інтерпретація:
Інтерпретацією результату повинен займатися кваліфікований фахівець, який чітко розуміє переваги та обмеження тесту, у контексті всіх клініко-анамнестичних даних. Неправильне використання тесту може збільшити ймовірність постановки помилкового діагнозу та призвести до непотрібних втручань і зниження якості життя пацієнта.
Основні параметри оцінки:
1. Альфа-різноманіття (α-diversity)
Відображає загальне різноманіття мікробіоти.
Зниження альфа-різноманіття може асоціюватися з:
• СПК;
• ЗЗК;
• ожирінням;
• метаболічним синдромом;
• наслідками антибіотикотерапії.
2. Таксономічний склад
Оцінюється відносна кількість ключових бактеріальних груп:
• Bifidobacterium
• Lactobacillus
• Akkermansia
• Faecalibacterium prausnitzii
• Bacteroides
• Prevotella
• Enterobacteriaceae
Виявлені зміни не є діагнозом, але можуть відображати дисбіотичні процеси.
3. Ознаки дисбіозу
Можуть включати:
• зниження бактеріального різноманіття;
• дефіцит бактерій із протизапальними властивостями;
• надлишкове представництво умовно-патогенних груп;
• порушення співвідношення основних таксонів.3. Функціонально значущі бактеріальні групи — оцінюється наявність бактерій, які беруть участь у підтримці кишкового бар'єра, продукції коротколанцюгових жирних кислот, регуляції імунної відповіді та метаболічних процесів.
4. Порівняння з референтними популяційними значеннями — дозволяє оцінити ступінь відхилення мікробіому від типових показників здорової популяції.
