Микробиота асцитической жидкости и других биотопов при циррозе печени: пилотный проект

Цель исследования. Определить композиционный состав микробиоты асцитической жидкости (АЖ) у пациентов с циррозом печени (ЦП) и сопоставить его с микробиотой кишечника и уробиотой.

Материалы и методы. Проведено поперечное одноцентровое исследование 5 госпитализированных пациентов с декомпенсированным ЦП с асцитом, которым наряду со стандартными методами исследования выполнено метагеномное секвенирование АЖ, мочи и кала. Высокопроизводительное секвенирование проводилось с помощью генетического анализатора MiSeq (Illumina, США) с использованием протокола, основанного на анализе вариабельных регионов гена 16s рРНК. Назначение таксономических уровней и количественная оценка состава микробиома выполнялись с помощью программы Kraken 2 (база PlusPF от 05.06.2024). Исследование зарегистрировано в Clinicaltrials.gov (NCT05335213).

Результаты. У пациентов с ЦП с асцитом при отсутствии спонтанного бактериального перитонита (СБП) определен уникальный состав микробиоты АЖ, который представлен 29 типами, 35 классами, 67 порядками, 129 семействами, 231 родом, 266 видами бактерий. В микробиоте АЖ доминирующим типом является Pseudomonadota (95,4 % [94,8; 95,9]), классом — Gammaproteobacteria (47,7 % [45,9; 48,4]), родом — Stenotrophomonas (47,6 % [46,2; 48,0]).

Впервые показано, что общность микробиоты АЖ и уробиоты на уровне типа составляет 68,3 %, микробиоты АЖ и кишечника — 69,0 %.

Заключение. В исследовании изучена микробиота АЖ у пациентов с ЦП с использованием метагеномного секвенирования. Несмотря на отрицательные результаты культуральных методов исследования, показано, что АЖ не является стерильной средой и содержит большое количество микроорганизмов, которые в большинстве случаев имеют общность с микробиотой кишечника и мочевыводящих путей.

1. Yu X, Jiang W, Huang X, Lin J, Ye H, Liu B. rRNA Analysis Based on Long-Read High-Throughput Sequencing Reveals a More Accurate Diagnostic for the Bacterial Infection of Ascites. Biomed Res Int. 2021;2021:6287280. DOI: https://doi.org/10.1155/2021/6287280

2. Shi P, Liu J, Liang A, Zhu W, Fu J, Wu X, et al. Application of metagenomic next-generation sequencing in optimizing the diagnosis of ascitic infection in patients with liver cirrhosis. BMC Infectious Diseases. 2024;24(1):503. DOI: https://doi.org/10.1186/s12879-024-09396-9

3. Малаева Е.Г. Инфекции мочевыводящих путей и микробиота. Проблемы здоровья и экологии. 2021;18(3):5-14. DOI: https://doi.org/10.51523/2708-6011.2021-18-3-1

4. Feng Y, Chen CL, Chen TH, Liang YH, Chen HL, Lin CY, et al. Application of next-generation sequencing to study ascitic microbiome in cirrhotic patients with or without spontaneous bacterial peritonitis. J Microbiol Immunol Infect. 2015;48(5):504-509. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmii.2014.07.005

5. Wu HX, Wei FL, Zhang W, Han J, Guo S, Wang Z, et al. Clinical Evaluation of Metagenomic Next-Generation Sequencing Method for the Diagnosis of Suspected Ascitic Infection in Patients with Liver Cirrhosis in a Clinical Laboratory. Microbiol Spectr. 2023;11(1):e0294622. DOI: https://doi.org/10.1128/spectrum.02946-22

6. Zapater P, Francés R, González-Navajas JM, de la Hoz MA, Moreu R, Pascual S, et al. Serum and ascitic fluid bacterial DNA: a new independent prognostic factor in noninfected patients with cirrhosis. Hepatology. 2008;48(6):1924-1931. DOI: https://doi.org/10.1002/hep.22564

7. Santiago A, Pozuelo M, Poca M, Gely C, Nieto JC, Torras X, et al. Alteration of the serum microbiome composition in cirrhotic patients with ascites. Sci Rep. 2016;6:25001. DOI: https://doi.org/10.1038/srep25001

8. Efremova I, Maslennikov R, Medvedev O, Kudryavtseva A, Avdeeva A, Krasnov G, et al. Gut Microbiota and Biomarkers of Intestinal Barrier Damage in Cirrhosis. Microorganisms. 2024;12(3):463. DOI: https://doi.org/10.3390/microorganisms12030463

9. Martinez-Gili L, Pechlivanis A, McDonald JAK, Begum S, Badrock J, et al. Bacterial and metabolic phenotypes associated with inadequate response to ursodeoxycholic acid treatment in primary biliary cholangitis. Gut Microbes. 2023;15(1):2208501. DOI: https://doi.org/10.1080/19490976.2023.2208501

10. Fernández J, Bert F, Nicolas-Chanoine MH. The challenges of multi-drug-resistance in hepatology. J Hepatol. 2016;65(5):1043-1054. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jhep.2016.08.006

11. Ferstl PG, Müller M, Filmann N, Hogardt M, Kempf VA, et al. Noninvasive screening identifies patients at risk for spontaneous bacterial peritonitis caused by multidrug-resistant organisms. Infect Drug Resist. 2018;11:2047-2061. DOI: https://doi.org/10.2147/IDR.S172587

12. Ahrens AP, Culpepper T, Saldivar B, Anton S, Stoll S, Handberg EM, et al. A Six-Day, Lifestyle-Based Immersion Program Mitigates Cardiovascular Risk Factors and Induces Shifts in Gut Microbiota, Specifically Lachnospiraceae, Ruminococcaceae, Faecalibacterium prausnitzii: A Pilot Study. Nutrients. 2021;13(10):3459. DOI: https://doi.org/10.3390/nu13103459

13. Zhang LJ, Huang WQ, Zhang Y, Zhou YL, Xu HM, et al. Exploring the diagnostic potential of immunoglobulin A-microbiota interplay in liver cirrhosis and spontaneous bacterial peritonitis. Kaohsiung J Med Sci. 2024;40(9):837-851. DOI: https://doi.org/10.1002/kjm2.12876

14. Rodríguez-Negrete EV, Gálvez-Martínez M, Sánchez-Reyes K, Fajardo-Felix CF, Pérez-Reséndiz KE, Madrigal-Santillán EO, et al. Liver Cirrhosis: The Immunocompromised State. J Clin Med. 2024;13(18):5582. DOI: https://doi.org/10.3390/jcm13185582

15. Vu PQ, Thiriveedi M, Patel S, Gopal K. Spontaneous Bacterial Peritonitis: A Rare Incidence by Achromobacter xylosidans. Cureus. 2024;16(8):e67855. DOI: https://doi.org/10.7759/cureus.67855

16. Pan S, Moming Z, Awuti A, Zhou K, Tuerxun M, Chong Y, et al. Clinical Insights into Brucella Peritonitis: A Comprehensive Analysis of Four Cases. J Epidemiol Glob Health. 2024;14(3):1300-1304. DOI: https://doi.org/10.1007/s44197-024-00287-5

17. Goelz H, Wetzel S, Mehrbarzin N, Utzolino S, Häcker G, Badr MT. Next- and Third-Generation Sequencing Outperforms Culture-Based Methods in the Diagnosis of Ascitic Fluid Bacterial Infections of ICU Patients. Cells. 2021;10(11):3226. DOI: https://doi.org/10.3390/cells10113226

18. He T, Luo N, Kang J, Ling N, Zhang D. Use of metagenomic next-generation sequencing for diagnosis of peritonitis in end-stage liver disease. Int J Med Sci. 2023;20(13):1698-1704. DOI: https://doi.org/10.7150/ijms.89242

19. Liu B, Zhou Z, Jin Y, Lu J, Feng D, Peng R, et al. Hepatic stellate cell activation and senescence induced by intrahepatic microbiota disturbances drive progression of liver cirrhosis toward hepatocellular carcinoma. J Immunother Cancer. 2022;10(1):e003069. DOI: https://doi.org/10.1136/jitc-2021-003069

20. Громова ГГ, Верижникова ЛН, Карпин ВА. Роль дисбактериоза кишечника в возникновении инфекции мочевых путей. Вестник СурГУ. Медицина. 2019;2 (40):86-89.

21. Iqbal ZS, Halkjær SI, Ghathian KSA, Heintz JE, Petersen AM. The Role of the Gut Microbiome in Urinary Tract Infections: A Narrative Review. Nutrients. 2024;16(21):3615. DOI: https://doi.org/10.3390/nu16213615