Причинно-следственная связь между микробиотой кишечника и аутоиммунными заболеваниями: менделевское рандомизированное исследование с двумя выборками

Front. Immunol. 12:746998.

Causal Relationship Between Gut Microbiota and Autoimmune Diseases: A Two-Sample Mendelian Randomization Study

Qian Xu, Jing-Jing Ni, Bai-Xue Han, Shan-Shan Yan, Xin-Tong Wei, Gui-Juan Feng, Hong Zhang, Lei Zhang, Bin Li, Yu-Fang Pei

Причинно-следственная связь между микробиотой кишечника и аутоиммунными заболеваниями: менделевское рандомизированное исследование с двумя выборками

Аннотация

Аутоиммунные заболевания (АЗ) – это состояния, при которых иммунная система человека ошибочно атакует ткани своего хозяина. Пациенты с AЗ на протяжении всей жизни могут страдать от изнурительных симптомов, недостаточной функций органов, снижения производительности труда и высоких медицинских расходов. Аутоиммунные заболевания считаются важной причиной заболеваемости и смертности во всем мире. Накопленные данные свидетельствуют о неуклонном росте распространенности AЗ за последние несколько десятилетий.

Хотя этиология и патогенез AЗ до конца не изучены, генетические факторы, влияние окружающей среды и их взаимодействие играют значимую роль в их развитии. Кроме того, все больше данных свидетельствуют о том, что изменения в составе микробиоты кишечника тесно связаны с аутоиммунными заболеваниями.

Кишечная микробиота определяется как сообщество микроорганизмов, обитающих в желудочно-кишечном тракте человека. Микробный дисбактериоз кишечника наблюдался во многих исследованиях, посвященных аутоиммунным заболеваниям. Например, в многочисленных исследованиях сообщалось о снижении соотношения Firmicutes/Bacteroidetes (фермикутов/бактероидов) у пациентов с системной красной волчанкой (СКВ) и сахарным диабетом 1-го типа (СД1). В исследовании «случай-контроль» сообщалось о повышенном содержании Methanobrevibacter (метанобразующих бактерий) и Akkermansia (Akkermansia muciniphila) и снижении содержания Butyricimonas (бутирицимонас) у пациентов с рассеянным склерозом (РС). Chen и соавт. обнаружили, что у пациентов с ревматоидным артритом (РА) наблюдалось снижение количества Faecalibacterium (фекалибактерий) и увеличение количества Eggerthella (эггертелл) и Collinsella (коллинселл).

Бифидобактерии являются первичными микробами, колонизирующими кишечник человека. Предыдущие обсервационные исследования показали, что бифидобактерии играют важную роль в патогенезе множественных атопических дерматитов. Однако наблюдательные исследования дали противоречивые результаты относительно картины эффекта. Два исследования типа «случай-контроль» показали, что относительное количество бифидобактерий было выше у пациентов с СД1, чем в контроле.

Точно так же более высокая относительная численность Bifidobacterium наблюдалась у пациентов с целиакией. В соответствии с этими исследованиями наше исследование показало, что повышенная относительная численность Bifidobacterium была причинно связана с более высоким риском развития СД1. Напротив, в нескольких других исследованиях наблюдалось более низкое относительное количество бифидобактерий у пациентов с СД1 и цереброваскулярной болезнью, что предполагает их защитный эффект.

Все вышеперечисленные ассоциации кишечной микробиоты и AЗ были получены в результате перекрестных исследований, что делает причинно–следственную природу этих ассоциаций неуловимой. Однако установление причинно-следственных связей не только углубляет понимание патогенеза AЗ, обусловленного микробиотой кишечника, но и позволяет проводить в клиниках исследования микробиоты у больных AЗ. Следовательно, существует острая необходимость в выяснении причинно-следственной связи между кишечной микробиотой и различными AЗ.

Менделевская рандомизация (MR) – это статистический метод, который оценивает количественно причинно-следственную связь между модифицируемым воздействием на заболевание и результатом. Благодаря плодотворным результатам крупномасштабных исследований геномных ассоциаций (GWASs), проведенных на сегодняшний день как на уровне кишечной микробиоты, так и на уровне заболеваний, МR-анализ широко применяется для различных сценариев, включая причинно-следственные связи между кишечной микробиотой и AЗ. В предыдущих исследованиях Garcıa-Santisteban и соавт. провели МРТ-анализ и выявили причинно-следственную связь между составом кишечной микробиоты и целиакией. Другое исследование не выявило причинно-следственной связи между составом кишечной микробиоты и РА. Приведенные выше два исследования не соответствуют действительности в том смысле, что они рассматривают состав кишечной микробиоты в целом без выделения конкретных таксонов, в то время как различные таксоны микроорганизмов могут оказывать различное воздействие на здоровье человека. Во время подготовки этой статьи Zhang и соавт. и Xiang и соавт. исследовали причинно-следственные связи специфических таксонов микроорганизмов с двумя аутоиммунными заболеваниями – воспалительным заболеванием кишечника (ВЗК) и СКВ. Однако исследований по другим AЗ по-прежнему недостаточно.

В настоящем исследовании, направленном на изучение причинно-следственной связи между кишечной микробиотой и широким спектром AЗ, был проведен всесторонний МРТ-анализ шести AЗ с двумя выборками, включая СКВ, РА, ВЗК, РС, СД1 и целиакия.

doi.org