КОЛОНИЗАЦИОННАЯ РЕЗИСТЕНТНОСТЬ И МИКРОБИОТА КИШЕЧНИКА КАК ФАКТОРЫ ПРОТИВОДЕЙСТВИЯ РАЗВИТИЮ КИШЕЧНЫХ ИНФЕКЦИЙ (ОБЗОР)
Аннотация
При сохраняющейся тенденции роста заболеваемости детей острыми кишечными инфекциями в раннем детском возрасте в последние годы сохраняется значение бактериальных возбудителей условно-патогенной природы. Вопросы этиологической и эпидемиологической значимости условно-патогенных энтеробактерий у детей, не имеющих признаков иммунодефицита, остаются нерешенными. Существует множество уровней защиты организма человека от патогенов, которые реализуются за счет прямых механизмов взаимодействия между микробами и косвенных механизмов, опосредованных стимуляцией иммунной системы слизистой оболочки индигенными представителями микробиоты. Бактерио цины комменсальных бактерий могут ингибировать патогенные и условно-патогенные микроорганизмы, участвуя в формировании структуры микробиоты желудочно-кишечного тракта. Колонизационная резистентность слизистых оболочек кишечника и колонизационная активность микробов представляют собой прямо противоположные, но взаимосвязанные процессы. Условно-патогенные энтеробактерии приобретают свойства патогенности и становятся опасными возбудителями инфекционных диарей при определенных условиях, которые создаются при изменении свойств среды. Микробиота кишечника в зависимости от своего состояния активно участвует в предотвращении, но иногда и в провоцировании диарейных заболеваний. В настоящее время среди условно-патогенных возбудителей кишечных инфекций внебольничного происхождения у детей первых трех лет жизни лидирующая роль принадлежит Klebsiella pneumoniae.
Литература
О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2022 году: Государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. 2023.
Сергевнин В.И. Современные тенденции в многолетней динамике заболеваемости острыми кишечными инфекциями бактериальной и вирусной этиологии. Эпидемиология и вакцинопрофилактика. 2020; 19(4): 14–9.
Карпович Г.С., Васюнин А.В., Краснова Е.И., Дегтярев А.И. Эпидемиологические и лабораторные особенности кишечных инфекций вирусной этиологии у детей первого года жизни в Новосибирске. Сибирский медицинский вестник. 2020; 2: 35–40.
Ковалев О.Б., Молочкова О.В., Коняев К.С. и др. Этиология и клинические проявления острых кишечных инфекций у детей, по данным стационара за 2016–2018 гг. Детские инфекции. 2019; 18(2): 54–7.
Мурзабаева Р.Т., Мавзютов А.Р., Валишин Д.А. Клинико-иммунологические параллели при острых кишечных инфекциях, вызванных условно-патогенными энтеробактериями. Инфекционные болезни. 2018; 16(4): 79–85.
Гончар Н.В., Ермоленко К.Д., Климова О.И. и др. Бактериальные кишечные инфекции с синдромом гемоколита у детей: этиология, лабораторная диагностика. Медицина экстремальных ситуаций. 2019; 1: 90–104.
Бондаренко В.М., Рыбальченко О.В. Оценка микробиоты и пробиотических штаммов с позиций новых научных технологий. Фарматека. 2016; 11(324): 21–33.
Murphy C., Clegg S. Klebsiella pneumoniae and type 3 fimbriae: nosocomial infection, regulation and biofilm formation. Future Microbiol. 2012; 7 (8): 991–1002. DOI: 10.2217/fmb.12.74.
Минушкин О.Н., Елизаветина Г.А., Ардатская М.Д. Нарушения баланса микрофлоры и ее коллекция. Эффективная фармакотерапия. 2013; 41: 16–20.
Lawley T.D., Walker A.W. Intestinal colonization resistance. Immunology. 2013; 38(1): 1–11. DOI: 10.1111/j.1365-2567.2012.03616.x.
Lammers K.M., Brigidi P., Gionchetti B.V.P. et al. Immunomodulatory effects of probiotic bacteria DNA: IL-1 and IL-10 response in human peripheral blood mononuclear cells. FEMS Immunology & Medical Microbiology. 2003; 38(2): 165–72. DOI: 10.1016/S0928-8244(03)00144-5.
Eckburg P.B., Bik E.M,. Bernstein C.N. et al. Diversity of the Human Intestinal Microbial Flora. Science. 2005; 308(5728): 1635–8. DOI: 10.1126/science.1110591.
Николаева И.В., Царегородцев А.Д., Шайхиева Г.С. Формирование кишечной микробиоты ребенка и факторы, влияющие на этот процесс. Рос. вестн. перинатол. и педиатр 2018; 63(3): 13–8. DOI: 10.21508/1027-4065-2018-63-3-13-18.
Mariat D., Firmesse O., Levenez F. et al. The Firmicutes/Bacteroidetes ratio of the human microbiota changes with age. BMC Microbiology. 2009; 9: 123. DOI: 10.1186/1471-2180-9-123.
Dieterich W., Schink M., Zopf Y. Microbiota in the Gastrointestinal Tract. Med Sci (Basel). 2018; 6(4): 116. DOI: 10.3390/medsci6040116.
Pereira F.C., Berry D. Microbial nutrient niches in the gut. Environ Microbiol. 2017; 19(4): 1366–78. DOI: 10.1111/1462-2920.13659.
Liou C.W., Yao T.H., Wu W.L. Intracerebroventricular Delivery of Gut-Derived Microbial Metabolites in Freely Moving Mice. J. Vis. Exp. 2022; 184: e63972. DOI: 10.3791/63972.
Koh A., de Vadder F., Kovatcheva-Datchary P., Backhed F. From Dietary Fiber to Host Physiology: Short-Chain Fatty Acids as Key Bacterial Metabolites. Cell. 2016; 165: 1332–45. DOI: 10.1016/j.cell.2016.05.041.
Hopkins M.J., Macfarlane G.T. Nondigestible oligosaccharides enhance bacterial colonization resistance against Clostridium difficile in vitro. 2003; 69(4): 1920–7. DOI: 10.1128/AEM.69.4.1920-1927.2003.
McKenney P.T., Pamer E.G. From hype to hope: the gut microbiota in enteric infectious disease. Cell. 2015; 163(6): 1326–32. DOI: 10.1016/j.cell.2015.11.032.
Bin P., Tang Z., Liu S. Intestinal microbiota mediates Enterotoxigenic Escherichia coli-induced diarrhea in piglets. BMC Vet Res. 2018; 14(385). DOI: 10.1186/s12917-018-1704-9.
Zhang Y., Tan P., Zhao Y., Ma X. Enterotoxigenic Escherichia coli: intestinal pathogenesis mechanisms and colonization resistance by gut microbiota. Gut Microbes. 2022; 14(1): 2055943. DOI: 10.1080/19490976.2022.2055943.
Pace F., Rudolph S.E., Chen Y. et al. The Short-Chain Fatty Acids Propionate and Butyrate Augment Adherent-Invasive Escherichia coli Virulence but Repress Inflammation in a Human Intestinal Enteroid Model of Infection. 2021; 9(2): e0136921. DOI: 10.1128/Spectrum.01369-21.
Бондаренко В.М., Лиходед В.Г., Фиалкина С.В. Комменсальная микрофлора и эндогенные индукторы патофизиологических реакций врожденного иммунитета. Журнал микробиологии, эпидемиологии, иммунобиологии. 2015; 1: 81–5.
Soltani S., Hammami R., Cotter P.D. et al. Bacteriocins as a new generation of antimicrobials: toxicity aspects and regulations. FEMS Microbiol. Rev. 2021; 45: 1–24. DOI: 10.1093/femsre/fuaa039.
Donia S.M., Cimermancic P., Schulze C.J. et al. A systematic analysis of biosynthetic gene clusters in the human microbiome reveals a common family of antibiotics. Cell. 2014; 158(6): 1402–14. DOI: 10.1016/j.cell.2014.08.032.
Hanchi H., Hammami R., Gingras H. et al. Inhibition of MRSA and of Clostridium difficile by durancin 61A: synergy with bacteriocins and antibiotics. Future Microbiol. 2017; 12: 205–12. DOI: 10.2217/fmb-2016-0113.
Kumarasamy K., Toleman M.A., Walsh T.R. et al. Emergence of a new antibiotic resistance mechanism in India, Pakistan, and the UK: A molecular, biological, and epidemiological study. The Lancet Infectious Diseases. 2010; 10(9): 597–602. DOI: 10.1016/S1473-3099(10)70143-2.
Yu H., Li N., Zeng X. et al. A comprehensive antimicrobial activity evaluation of the recombinant microcin J25 against the foodborne pathogens Salmonella and E. coli O157:H7 by using a matrix of conditions. Front Microbiol. 2019; 10: 1954. DOI: 10.3389/fmicb.2019.01954.
Gomaa A.I., Martinent C., Hammami R. et al. Dual coating of liposomes as encapsulating matrix of antimicrobial peptides: development and characterization. Front Chem. 2017; 5: 103. DOI: 10.3389/fchem.2017.00103.
Dreyer L., Smith C., Deane S.M. et al. Migration of bacteriocins across gastrointestinal epithelial and vascular endothelial cells, as determined using in vitro simulations. Sci Rep 2019; 9: 1–11. DOI: 10.1038/s41598-019-47843-9.
McCaughey L.C., Ritchie N.D., Douce G.R. et al. Efficacy of species-specific protein antibiotics in a murine model of acute Pseudomonas aeruginosa lung infection. Sci Rep. 2016; 6: 30201. DOI: 10.1038/srep30201.
Osakowicz C., Fletcher L., Caswell J.L., Li J. Protective and Anti-Inflammatory Effects of Protegrin-1 on Citrobacter rodentium Intestinal Infection in Mice. Int J Mol Sci. 2021; 22(17): 9494. DOI: 10.3390/ijms22179494.
McGuckin M.A., Linden S.K., Sutton P., Florin T.H. Mucin dynamics and enteric pathogens. Nat Rev Microbiol. 2011; 9: 265e78. DOI: 10.1038/nrmicro2538.
Акиньшина А.И., Смирнова Д.В., Загайнова А.В. и др. Перспективы использования методов коррекции микробиоты при терапии воспалительных заболеваний кишечника. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2019; 29(2): 12–22. DOI: 10.22416/1382-4376-2019-29-2-12-22.
De Sá Almeida J.S., de Oliveira Marre A.T., Teixeira F.L. et al. Lactoferrin and lactoferricin B reduce adhesion and biofilm formation in the intestinal symbionts Bacteroides fragilis and Bacteroides thetaiotaomicron. Anaerobe. 2020; 64: 102232. DOI: 10.1016/j.anaerobe.2020.102232.
Caruso G., Giammanco A., Cardamone C. et al. Extra-Intestinal Fluoroquinolone-Resistant Escherichia coli Strains Isolated from Meat. Biomed Res Int. 2018: 8714975. DOI: 10.1155/2018/8714975.
Johnson J.R., Russo T.A. Extraintestinal pathogenic Escherichia coli: «The other bad E coli». The Journal of Laboratory and Clinical Medicine. 2002; 139(3): 155–62.
McKenney P.T., Pamer E.G. From hype to hope: The gut microbiota in enteric infectious disease. Cell. 2015; 163(6): 1326–36. DOI: 10.1016/j.cell.2015.11.032.
Мустаева Г.Б. Особенности течения клебсиеллезной инфекции по данным Самаркандской областной клинической больницы. Вестник науки и образования. 2020; 18-2 (96): 81–5.
Li B., Zhang J., Chen Y. et al. Alterations in microbiota and their metabolites are associated with beneficial effects of bile acid sequestrant on icteric primary biliary Cholangitis. Gut Microbes. 2021; 13(1): e1946366.
Tang R., Wei Y., Li Y. et al. Gut microbial profile is altered in primary biliary cholangitis and partially restored after UDCA therapy. Gut. 2018; 67: 534–71.
Хаертынов Х.С., Анохин В.А., Ризванов А.А. и др. Вирулентность и антибиотикорезистентность изолятов Klebsiella pneumoniae у новорожденных с локализованными и генерализованными формами клебсиеллезной инфекции. Российский вестник перинатальной патологии и педиатрии. 2018; 63(5): 139–46.
Bor M., Ilhan O. Carbapenem-Resistant Klebsiella pneumoniae Outbreak in a Neonatal Intensive Care Unit: Risk Factors for Mortality. Journal of Tropical Pediatrics. 2021; 67(3): fmaa057. DOI: 10.1093/tropej/fmaa057.
Королева И.В., Гончар Н.В., Березина Л.В., Суворов А.Н. Микробиологический и молекулярно-генетический анализ факторов патогенности K. pneumoniae, вызывающих острые кишечные инфекции у детей грудного возраста. Вестник Российской Военно-медицинской академии. 2008; 1(21): 107–13.
De Sales R., Leaden L., Migliorini L.B., Severino P. A Comprehensive Genomic Analysis of the Emergent Klebsiella pneumoniae ST16 Lineage: Virulence, Antimicrobial Resistance and a Comparison with the Clinically Relevant ST11 Strain. Pathogens. 2022; 11(12): 394. DOI: 10.3390/pathogens11121394.
Bengoechea J.A., Sa Pessoa J. Klebsiella pneumoniae Infection Biology: Living to Counteract Host Defences. FEMS Microbiology Review. 2019; 43(2): 123–44. DOI: 10.1093/femsre/fuy043.
Broberg C.A., Palacios M., Miller V.L. Klebsiella: a long way to go towards understanding this enigmatic jet-setter. F1000Prime Rep. 2014; 6: 64. DOI: 10.12703/P6-64. eCollection 2014.
Савилов Е.Д., Анганова Е.В., Духанина А.В., Чемезова Н.Н. Фенотипические маркеры патогенности у представителей семейства Enterobacteriaceae, выделенных от детей при острых кишечных инфекциях. Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2012; 113(6): 93–5.
Гончар Н.В., Коперсак А.К., Скрипченко Н.В. и др. Резистентность к антибактериальным препаратам и бактериофагам изолятов Klebsiella pneumoniae, выделенных от детей разного возраста с кишечными инфекциями. Детские инфекции. 2023; 22(1): 27–31. DOI: 10.22627/2072-8107-2023-22-1-27-31.
Qiu Y., Lin D., Xu Y. et al. Invasive Klebsiella pneumoniae Infections in Community–Settings and Healthcare Settings. Infect Drug Resist. 2021; 14: 2647–56.
Rakotondrasoa A., Passet V., Herindrainy P. et al. Characterization of Klebsiella pneumoniae isolates from a mother-child cohort in Madagascar. J Antimicrob Chemother. 2020; 75(7): 1736–46. DOI: 10.1093/jac/dkaa107.
Семенова Д.Р., Николаева И.В., Фиалкина С.В. и др. Частота колонизации «гипервирулентными» штаммами Klebsiella pneumoniae новорожденных и грудных детей с внебольничной и нозокомиальной клебсиеллёзной инфекцией. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 2020; 65(5): 158–63. DOI: 10.21508/1027-4065-2020-65-5-158-163.
Харченко Г.А., Кимирилова О.Г. Клинико-эпидемиологические особенности острых кишечных инфекций, вызванных условно-патогенными энтеробактериями у детей раннего возраста. Лечащий Врач. 2021; 4(24): 37–41. DOI: 10.51793/OS.2021.62.72.007.
Тхакушинова Н.Х., Горелов А.В. Повторные острые кишечные инфекции ротавирусной этиологии у детей: особенности течения, факторы риска, условия развития и исходы. Инфекционные болезни. 2017; 15(1): 29–34. DOI: 10.20953/1729-9225-2017-1-29-34.
Rodríguez-Díaz J., García-Mantrana I., Vila-Vicent S. et al. Relevance of secretor status genotype and microbiota composition in susceptibility to rotavirus and norovirus infections in humans. Sci Rep. 2017; 7: 45559. DOI: 10.1038/srep45559.
Azagra-Boronat I., Massot-Cladera M., Knipping K. et al. Oligosaccharides Modulate Rotavirus-Associated Dysbiosis and TLR Gene Expression in Neonatal Rats. Cells. 2019; 8: 876. DOI: 10.3390/cells8080876.
Mizutani T., Aboagye S.Y., Ishizaka A. et al. Gut microbiota signature of pathogen-dependent dysbiosis in viral gastroenteritis. Sci Rep. 2021; 11(1): 13945. DOI: 10.1038/s41598-021-93345-y.
Wu P., Sun P., Nie K. et al. A Gut Commensal Bacterium Promotes Mosquito Permissiveness to Arboviruses. Cell Host & Microbe. 2019; 25(1): 101–12. DOI: 10.1016/j.chom.2018.11.004.
Чичерин И.Ю., Погорельский И.П., Колодкин А.М. и др. Роль колонизационной резистентности слизистой оболочки желудка и кишечника в развитии инфекций бактериальной природы желудочно-кишечного тракта. Инфекционные болезни. 2019; 17(3): 55–68. DOI: 10.20953/1729-9225-2019-3-55-68.
