zdorПроблемы здоровья и экологииHealth and Ecology Issues2220-09672708-6011Gomel State Medical University10.51523/2708-6011.2024-21-4-10zdor-2810Research ArticleКЛИНИЧЕСКАЯ МЕДИЦИНАCLINICAL MEDICINEИзменения микробиоты желудка на фоне эрадикационной терапии Helicobacter pylori у пациента с гастритомChanges in gastric microbiota associated with Helicobacter pylori eradication therapy in a patient with gastritishttps://orcid.org/0000-0002-9435-6109ВоропаевЕ. В.VoropaevE. V.

Воропаев Евгений Викторович, к.м.н., доцент, проректор по научной работе

г. Гомель

Evgenii V. Voropaev, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Vice-Rector for Scientific Work

Gomel

voropaev.evgenii@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-1931-4224ОсипкинаО. В.OsipkinaO. V.

Осипкина Ольга Викторовна, заведующий научно-исследовательской лабораторией

г. Гомель

Olga V. Osipkina, Head of the Research Laboratory

Gomel

olga.osipkina@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9148-487XКовалевА. А.KovalevA. A.

Ковалёв Алексей Алексеевич, старший преподаватель кафедры медицинской и биологической физики

г. Гомель

Alexey A. Kovalev, Senior Lecturer at the Department of Medical and Biological Physics

Gomel

kovalev.data.analysis.gsmu@yandex.byhttps://orcid.org/0000-0002-6725-5353ШафоростА. С.ShaforostA. S.

Шафорост Александр Сергеевич, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории

г. Гомель

Alexander S. Shaforost, Senior Researcher at the Research Laboratory

Gomel

asofocl@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9542-3791ЗятьковА. А.ZiatskovA. A.

Зятьков Алексей Александрович, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории

г. Гомель

Aliaksei A. Ziatskov, Senior Researcher at the Research Laboratory

Gomel

ziatskovaa@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-0213-2421ВоропаеваА. В.VoropaevaA. V.

Воропаева Алла Викторовна, к.б.н., доцент, врач клинической лабораторной диагностики

г. Гомель

Alla V. Voropaeva, Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Doctor of Clinical Laboratory Diagnostics

Gomel

allo4ka3665@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0579-6215ШевченкоН. И.ShevchenkoN. I.

Шевченко Наталья Ивановна, к.м.н., доцент, заведующий лабораторией клеточных технологий

г. Гомель

Natalia I. Shevchenko, Candidate of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Laboratory of Cell Technologies

Gomel

shevchenkoni@bk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5696-1690НазарчукЮ. А.NazarchukYu. A.

Назарчук Юрий Алексеевич, врач-эндоскопист (заведующий) диагностического отделения

г. Гомель

Yury A. Nazarchuk, Endoscopist (Head) at the Diagnostic Department, Gomel City Clinical Hospital No. 4

Gomel

nazarius2201@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0483-7329СтомаИ. О.StomaI. O.

Стома Игорь Олегович, д.м.н., профессор, ректор

г. Гомель

Igor O. Stoma, Doctor of Medical Sciences, Professor, Rector

Gomel

igor.stoma@gsmu.byГомельский государственный медицинский университетGomel State Medical UniversityРеспубликанский научно-практический центр радиационной медицины и экологии человекаRepublican Scientific and Practical Center for Radiation Medicine and Human EcologyГомельская городская клиническая больница № 4Belarus20241601202521491102Copyright © Воропаев Е.В., Осипкина О.В., Ковалев А.А., Шафорост А.С., Зятьков А.А., Воропаева А.В., Шевченко Н.И., Назарчук Ю.А., Стома И.О., 20252025Воропаев Е.В., Осипкина О.В., Ковалев А.А., Шафорост А.С., Зятьков А.А., Воропаева А.В., Шевченко Н.И., Назарчук Ю.А., Стома И.О.Voropaev E.V., Osipkina O.V., Kovalev A.A., Shaforost A.S., Ziatskov A.A., Voropaeva A.V., Shevchenko N.I., Nazarchuk Y.A., Stoma I.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.gsmu.by/jour/article/view/2810Цель исследования

Цель исследования. С использованием метода высокопроизводительного секвенирования, основанного на анализе вариабельных регионов гена 16s рРНК, оценить динамические изменения микробиоты желудка на фоне эрадикационной терапии Helicobacter pylori у пациента с гастритом.

Материалы и методы

Материалы и методы. Пациент (мужчина, 57 лет) с хроническим ассоциированным с Helicobacter pylori (H. pylori) умеренновыраженным умеренноактивным гастритом антрума и тела желудка без атрофии и метаплазии. Первичная резистентность H. pylori к кларитромицину по результатам полимеразной цепной реакции отсутствует. Для исследования микробиоты желудка использовался метод высокопроизводительного секвенирования, основанный на анализе вариабельных регионов гена 16S рРНК. Эрадикацию H. pylori проводили по схеме: амоксициллин, кларитромицин, омепразол. В исследование включены образцы биоптатов слизистой оболочки желудка (СОЖ), полученные из неизмененной ткани (N) и патологически измененной ткани (P) на различных этапах лечения на протяжении 12 месяцев. Таксономическую идентификацию прочтений проводили с использованием программного пакета DRAGEN Metagenomics (алгоритм Kraken2).

Результаты

Результаты. Отрицательная динамика альфа-разнообразия микробиома желудка (в 5,8 раза) отмечена у пациента без лечения при оценке неизмененной ткани СОЖ. При использовании антибиотикотерапии отмечено увеличение альфа-разнообразия микробиоты желудка более чем в 8 раз.

Заключение

Заключение. Анализ данных таксономического разнообразия микробиоты желудка в морфологически различных образцах СОЖ на различных этапах терапии свидетельствует о положительных изменениях динамического состава микробиоты желудка в процессе лечения, что подтверждается снижением относительной представленности H. pylori. При использовании терапии, основанной только на ингибиторах протонной помпы, снизить количество H. pylori удается незначительно. Динамика альфа-разнообразия микробиоты желудка связана с морфологическим состоянием ткани и без применения терапии имеет значительную и достаточно быструю тенденцию к существенному снижению (в 2 раза менее чем за два месяца). При использовании стандартной эрадикационной терапии первой линии на основе кларитромицина удается достичь снижения H. pylori до минимальных количеств, но полной эрадикации не происходит.

Objective

Objective. To evaluate dynamic changes in the gastric microbiota against the background of Helicobacter pylori eradication therapy in a patient with gastritis using the method of high-throughput sequencing based on the analysis of variable regions of the 16s rRNA gene.

Materials and methods

Materials and methods. The patient (male, 57 years old) with chronic associated Helicobacter pylori (H. pylori) moderately severe and moderately active gastritis of the antrum and body of the stomach without atrophy and metaplasia. There is no primary resistance of H. pylori to clarithromycin according to polymerase chain reaction results.

Next generation sequencing method based on the analysis of variable regions of the 16S rRNA gene was used to study the gastric microbiota. H. pylori eradication was performed according to the following scheme: amoxicillin, clarithromycin, omeprazole. The study included gastric mucosa (GM) biopsy samples obtained from unchanged tissue (N) and pathologically altered tissue (P) at different stages of treatment during 12 months. Taxonomic identification of reads was performed using the DRAGEN Metagenomics software package (Kraken2 algorithm).

Results

Results. Negative dynamics of alpha-diversity of gastric microbiome (by 5.8 times) was noted in the patient without treatment when assessing the unchanged tissue of the stomach. When antibiotic therapy was used, an increase in alpha-diversity of the gastric microbiota by more than eight times was noted.

Conclusion

Conclusion. Analysis of the data of taxonomic diversity of gastric microbiota in morphologically different samples of the gastric microbiota at different stages of therapy indicates positive changes in the dynamic composition of the gastric microbiota in the course of treatment, which is confirmed by a decrease in the relative representation of H. pylori. When using therapy based only on proton pump inhibitors, the number of H. pylori is not significantly reduced. The dynamics of alpha-diversity of gastric microbiota is related to the morphological state of the tissue, and without the use of therapy has a significant and rather rapid tendency to a significant decrease (2-fold in less than two months). It is possible to achieve reduction of H. pylori to minimal amounts using standard first-line eradication therapy based on clarithromycin, but complete eradication does not occur.

H. pyloriэрадикационная терапиявысокопроизводительное секвенирование16S рРНКантибиотикорезистентностьдинамический состав микробиоты желудкаH. pylorieradication therapy high-throughput sequencing16S rRNAantibiotic resistancedynamic composition of gastric microbiotaИсследование проведено в рамках выполнения проекта «Изучить особенности микробиоты различных биотопов организма человека в норме и при патологических состояниях, оценить ее значение в развитии связанных с ними заболеваний», рег. № НИОКТР 20220463, Государственная программа научных исследований «Трансляционная медицина», подпрограмма 4.2 «Фундаментальные аспекты медицинской науки».The study was carried out within the project «To study the features of microbiota of different biotopes of the human body in norm and pathological conditions, to assess its significance in the development of related diseases» State registration number: 20220463 State programme of scientific research «Translational Medicine», subprogramme 4.2 «Fundamental Aspects of Medical Science».ReferencesJia Z, Zheng M, Jiang J, Cao D, Wu Y, Zhang Y, et al. Positive H. pylori status predicts better prognosis of noncardiac gastric cancer patients: results from cohort study and meta-analysis. BMC Cancer. 2022;22(1):155. DOI: https://doi.org/10.1186/s12885-022-09222-yJia Z, Zheng M, Jiang J, Cao D, Wu Y, Zhang Y, et al. Positive H. pylori status predicts better prognosis of noncardiac gastric cancer patients: results from cohort study and meta-analysis. BMC Cancer. 2022;22(1):155. DOI: https://doi.org/10.1186/s12885-022-09222-yPopescu D, Andronescu D, Babes PA. The association between Helicobacter pylori infection and liver and biliary tract disorders. Curr Health Sci J. 2018;44(2):186-191. DOI: https://doi.org/10.12865/CHSJ.44.02.16Popescu D, Andronescu D, Babes PA. The association between Helicobacter pylori infection and liver and biliary tract disorders. Curr Health Sci J. 2018;44(2):186-191. DOI: https://doi.org/10.12865/CHSJ.44.02.16Pormohammad A, Mohtavinejad N, Gholizadeh P, Dabiri H, Salimi Chirani A, Hashemi A, et al. Global estimate of gastric cancer in Helicobacter pylori-infected population: A systematic review and meta-analysis. J Cell Physiol. 2019;234(2):1208-1218. DOI: https://doi.org/10.1002/jcp.2711Pormohammad A, Mohtavinejad N, Gholizadeh P, Dabiri H, Salimi Chirani A, Hashemi A, et al. Global estimate of gastric cancer in Helicobacter pylori-infected population: A systematic review and meta-analysis. J Cell Physiol. 2019;234(2):1208-1218. DOI: https://doi.org/10.1002/jcp.2711Jemilohun AC, Otegbayo JA. Helicobacter pylori infection: past, present and future. The Pan African Med J. 2016;(23):216. DOI: https://doi.org/10.11604/pamj.2016.23.216.88524 Jemilohun AC, Otegbayo JA. Helicobacter pylori infection: past, present and future. The Pan African Med J. 2016;(23):216. DOI: https://doi.org/10.11604/pamj.2016.23.216.8852Gupta A, Shetty S, Mutalik S, Chandrashekar H R, K N, Mathew EM, Jha A, et al. Treatment of H. pylori infection and gastric ulcer: Need for novel Pharmaceutical formulation. Heliyon. 2023;9(10):e20406. DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023. e20406Gupta A, Shetty S, Mutalik S, Chandrashekar H R, K N, Mathew EM, Jha A, et al. Treatment of H. pylori infection and gastric ulcer: Need for novel Pharmaceutical formulation. Heliyon. 2023;9(10):e20406. DOI: https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2023. e20406Kim SY, Choi DJ, Chung JW. Antibiotic treatment for Helicobacter pylori: Is the end coming? World J Gastrointest Pharmacol Ther. 2015;6(4):183-198. DOI: https://doi.org/10.4292/wjgpt.v6.i4.183Kim SY, Choi DJ, Chung JW. Antibiotic treatment for Helicobacter pylori: Is the end coming? World J Gastrointest Pharmacol Ther. 2015;6(4):183-198. DOI: https://doi.org/10.4292/wjgpt.v6.i4.183Smith SI, Yamaoka Y. Antibiotic resistance and therapy for Helicobacter pylori infection. Antibiotics (Basel). 2023;12(12):1669. DOI: https://doi.org/10.3390/antibiotics12121669Smith SI, Yamaoka Y. Antibiotic resistance and therapy for Helicobacter pylori infection. Antibiotics (Basel). 2023;12(12):1669. DOI: https://doi.org/10.3390/antibiotics12121669Boyanova L, Hadzhiyski P, Gergova R, Markovska R. Evolution of Helicobacter pylori resistance to antibiotics: a topic of increasing concern. Antibiotics (Basel). 2023;12(2):332. DOI: https://doi.org/10.3390/antibiotics12020332Boyanova L, Hadzhiyski P, Gergova R, Markovska R. Evolution of Helicobacter pylori resistance to antibiotics: a topic of increasing concern. Antibiotics (Basel). 2023;12(2):332. DOI: https://doi.org/10.3390/antibiotics12020332Thung I, Aramin H, Vavinskaya V, Gupta S, Park JY, Crowe SE, et al. Review article: the global emergence of Helicobacter pylori antibiotic resistance. Aliment Pharmacol Ther. 2016;43(4):514-533. DOI: https://doi.org/10.1111/apt.13497Thung I, Aramin H, Vavinskaya V, Gupta S, Park JY, Crowe SE, et al. Review article: the global emergence of Helicobacter pylori antibiotic resistance. Aliment Pharmacol Ther. 2016;43(4):514-533. DOI: https://doi.org/10.1111/apt.13497Ford AC, Gurusamy KS, Delaney B, Forman D, Moayyedi P. Eradication therapy for peptic ulcer disease in Helicobacter pylori-positive people. Cochrane Database Syst Rev. 2016;4(4):CD003840. DOI: https://doi.org/10.1002/14651858CD003840.pub5Ford AC, Gurusamy KS, Delaney B, Forman D, Moayyedi P. Eradication therapy for peptic ulcer disease in Helicobacter pylori-positive people. Cochrane Database Syst Rev. 2016;4(4):CD003840. DOI: https://doi.org/10.1002/14651858CD003840.pub5Luo X, Qi S, Chen M, Gan T, Lv X, Yang J, et al. Maintaining H. pylori negativity after eradication can consolidate its benefit in gastric cancer prevention: a meta-analysis. Clin Transl Gastroenterol. 2024;15(8):e00742. DOI: https://doi.org/10.14309/ctg.0000000000000742Luo X, Qi S, Chen M, Gan T, Lv X, Yang J, et al. Maintaining H. pylori negativity after eradication can consolidate its benefit in gastric cancer prevention: a meta-analysis. Clin Transl Gastroenterol. 2024;15(8):e00742. DOI: https://doi.org/10.14309/ctg.0000000000000742Serrano C, Harris PR, Smith PD, Bimczok D. Interactions between H. pylori and the gastric microbiome: impact on gastric homeostasis and disease. Curr Opin Physiol. 2021;21: 57- 64. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cophys.2021.04.003Serrano C, Harris PR, Smith PD, Bimczok D. Interactions between H. pylori and the gastric microbiome: impact on gastric homeostasis and disease. Curr Opin Physiol. 2021;21: 57- 64. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cophys.2021.04.003Alarcon T, Perez Perez G I. Microbiota and gastric diseases in 2022. Microb Health Dis. 2022;4:e764. DOI: https://doi.org/10.26355/mhd_20229_764Alarcon T, Perez Perez G I. Microbiota and gastric diseases in 2022. Microb Health Dis. 2022;4:e764. DOI: https://doi.org/10.26355/mhd_20229_764Wagner BD, Grunwald GK, Zerbe GO, Mikulich-Gilbertson SK, Robertson CE, Zemanick ET, et al. On the Use of Diversity Measures in Longitudinal Sequencing Studies of Microbial Communities. Front Microbiol. 2018;9:1037. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.01037Wagner BD, Grunwald GK, Zerbe GO, Mikulich-Gilbertson SK, Robertson CE, Zemanick ET, et al. On the Use of Diversity Measures in Longitudinal Sequencing Studies of Microbial Communities. Front Microbiol. 2018;9:1037. DOI: https://doi.org/10.3389/fmicb.2018.01037Sitkin S, Lazebnik L, Avalueva E, Kononova S, Vakhitov T. Gastrointestinal microbiome and Helicobacter pylori: eradicate, leave it as it is, or take a personalized benefit-risk approach? World J Gastroenterol. 2022;28(7):766-774. DOI: https://doi.org/10.3748/wjg.v28.i7.766Sitkin S, Lazebnik L, Avalueva E, Kononova S, Vakhitov T. Gastrointestinal microbiome and Helicobacter pylori: eradicate, leave it as it is, or take a personalized benefit-risk approach? World J Gastroenterol. 2022;28(7):766-774. DOI: https://doi.org/10.3748/wjg.v28.i7.766Carlosama YH, Acosta CP, Sierra CH, Rosero CY, Bolaños HJ. The operative link on gastritis assessment (OLGA) system as a marker for gastric cancer and dysplasia in a colombian population at risk: a multicenter study. Biomedica. 2023;43(Sp. 3):30-40. DOI: https://doi.org/10.7705/biomedica.6995Carlosama YH, Acosta CP, Sierra CH, Rosero CY, Bolaños HJ. The operative link on gastritis assessment (OLGA) system as a marker for gastric cancer and dysplasia in a colombian population at risk: a multicenter study. Biomedica. 2023;43(Sp. 3):30-40. DOI: https://doi.org/10.7705/biomedica.6995Воропаева А.В., Борсук А.Д., Шевченко Н.И., Мартыненко С.М. Определение резистентности Helicobacter pylori к кларитромицину в образцах биоптатов СОЖс использованием TaqManR® MGB-зондов. Проблемы здоровья и экологии. 2023;20(1):144-151. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2023-20-1-18Voropaeva AV, Borsuk AD, Shevchenko NI, Martynenko SM. Determination of Helicobacter pylori resistance to clarithromycin in biopsy samples of gastric mucosa using TaqMan® MGB probes. Health and Ecology Issues. 2023;20(1):144-151. (In Russ.) DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2023-20-1-18Wood DE, Lu J, Langmead B. Improved metagenomic analysis with Kraken 2. Genome Biol. 2019;20(1):257. DOI: https://doi.org/10.1186/s13059-019-1891-0Wood DE, Lu J, Langmead B. Improved metagenomic analysis with Kraken 2. Genome Biol. 2019;20(1):257. DOI: https://doi.org/10.1186/s13059-019-1891-0

The authors declare that there are no conflicts of interest present.