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.
Тип біоматеріалу та способи взяття:
| Тип БМ | ||||
|---|---|---|---|---|
| кал |
Правила підготовки
кал
У лабораторному довіднику можна ознайомитися з докладним описом дослідження
