Современные представления о роли кишечной микробиоты в развитии туберкулеза легких
https://doi.org/10.58838/2075-1230-2023-101-1-74-82
Аннотация
В обзоре представлены данные из 55 литературных источников, описывающих взаимосвязь микробиома кишечника c туберкулезом. Обсуждаются механизмы, с помощью которых микробиота кишечника может влиять на различные звенья иммунной системы, представлены данные о влиянии противотуберкулезных препаратов на микробиом кишечника, а также возможные перспективы использования пробиотиков в лечении и профилактике туберкулеза.
При поддержке: Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского научного фонда (№ 22-25-00272, https://www.rscf.ru/project/22-25-00272/).
Об авторах
М. М. Юнусбаева
ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет ИТМО»
Россия
Россия
Юнусбаева Миляуша Мусиевна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории эволюционной биомедицины
191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, д. 9
Л. Я. Бородина
ГБУЗ «Республиканский клинический противотуберкулезный диспансер»
Россия
Россия
Бородина Лилия Явдатовна, врач-фтизиатр высшей категории, заведующая кабинетом мониторинга туберкулеза
450080, г. Уфа, ул. С. Агиша, д. 4
А. М. Закирова
ГБУЗ «Республиканский клинический противотуберкулезный диспансер»
Россия
Россия
Закирова Айгуль Масхатовна, врач-фтизиатр, методист кабинета мониторинга туберкулеза
450080, г. Уфа, ул. С. Агиша, д. 4
Р. А. Шарипов
ГБУЗ «Республиканский клинический противотуберкулезный диспансер»; ГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет»
Россия
Россия
Шарипов Рауль Ахнафович, кандидат медицинских наук, главный врач
450080, г. Уфа, ул. С. Агиша, д. 4
Б. Б. Юнусбаев
ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский университет ИТМО»; Институт геномики, Тартуский университет
Россия
Россия
Юнусбаев Баязит Булатович, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией эволюционной медицины
191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, д. 9
Список литературы
1. Белова И. В., Соловьева И. В., Точилина А. Г., Барболина С. Ф., Павлунин А. В., Шпрыков А. С. Эффективность использования нового иммобилизованного пробиотика в комплексе лечения больных туберкулезом легких // Туб. и болезни лёгких. – 2017. – Т. 95, № 5. – С. 34-40.
2. Пузанов В. А., Комиссарова О. Г., Никоненко Б. В. Бактериальная микробиота нижних отделов кишечника и бронхов у больных туберкулезом // Туб. и болезни лёгких. – 2020. ‒ Т. 98, № 5. – С. 37-43.
3. Соловьева И. В., Соколова К. Я., Белова И. В., Репина Н. Б., Иванова Т. П., Точилина А. Г. Туберкулезная инфекция у детей: дополнение алгоритма лечения новым пробиотиком // Медицинский альманах. – 2009. – Т. 2, № 7. – С. 56-58.
4. Abraham C., Medzhitov R. Interactions between the host innate immune system and microbes in inflammatory bowel disease // Gastroenterology. – 2011. Vol. 140, № 6. – Р. 1729-1737.
5. Aoyama M., Kotani J., Usami M. Butyrate and propionate induced activated or non-activated neutrophil apoptosis via HDAC inhibitor activity but without activating GPR-41/GPR-43 pathways // Nutrition. – 2010. ‒ Vol. 26, № 6. P. 653-661.
6. Arias L., Goig G. A., Cardona P. et al. Influence of gut microbiota on progression to tuberculosis generated by high fat diet-induced obesity in C3HeB/FeJ Mice // Front. Immunol. – 2019. ‒ Vol. 10. – P. 2464.
7. Arnold I. C., Hutchings C., Kondova I. et al. Helicobacter hepaticus infection in BALB/c mice abolishes subunit-vaccine-induced protection against M. tuberculosis // Vaccine. – 2015. ‒ Vol. 33. – P. 1808-1814.
8. Arrieta M.-C., Stiemsma L. T., Dimitriu P. A., Thorson L., Russell S., Yurist-Doutsch S., Kuzeljevic B., Gold M. J., Britton H. M., Lefebvre D. L., Subbarao P., Mandhane P., Becker A., McNagny K. M., Sears M. R., Kollmann T., Mohn W. W., Turvey S. E., Finlay B. B. Early infancy microbial and metabolic alterations affect risk of childhood asthma // Sci. Transl. Med. – 2015. – Vol. 7, № 307. – P. 152-159.
9. Atarashi K., Tanoue T., Shima T., Imaoka A., Kuwahara T., Momose Y. et al. Induction of colonic regulatory T cells by indigenous Clostridium species // Science. – 2011. ‒ Vol. 331. – P. 337-341.
10. Baker M. A., Lin H.-H., Chang H.-Y., Murray M. B. The risk of tuberculosis disease among persons with diabetes mellitus: a prospective cohort study // Clin. Infect. Dis. – 2012. – Vol. 54, № 6. – P. 818-825.
11. Bravo M., Combes T., Martinez F. O., Cerrato R., Rey J., Garcia-Jimenez W. et al. Lactobacilli isolated from wild boar (Sus scrofa) antagonize Mycobacterium bovis Bacille Calmette-Guerin (BCG) in a species-dependent manner // Front Microbiol. – 2019. ‒ Vol. 10. – P. 1663.
12. Cao A. T., Yao S., Gong B., Elson C. O., Cong Y. Th17 cells upregulate polymeric Ig receptorand intestinal IgA and contribute to intestinal homeostasis // J. Immunol. – 2012. – Vol. 189. – P. 4666-4673.
13. Cardona P., Marzo-Escartín E., Tapia G. et al. Oral administration of heat-killed Mycobacterium manresensis delays progression toward active tuberculosis in C3HeB/FeJ mice // Front Microbiol. – 2016. ‒ Vol. 6. ‒ P. 1482.
14. Carroll J., Draper L. A., O’Connor P. M., Coffey A., Hill C., Paul Ross, Cotter P. D., O’Mahony J. Comparison of the activities of the lantibiotics nisin and lacticin 3147 against clinically significant mycobacteria // Intern. J. Antimicrob. Agents. – 2010. – Vol. 36, № 2. – P. 132-136.
15. Chang P. V., Hao L., Offermanns S., Medzhitov R. The microbial metabolite butyrate regulates intestinal macrophage function via histone deacetylase inhibition. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America // PNAS. – 2014. – Vol. 111, № 6. – P. 2247-2252.
16. Comberiati P., Di Cicco M., Paravati F., Pelosi U., Di Gangi A., Arasi S., Barni S., Caimmi D., Mastrorilli C., Licari A., Chiera F. The role of gut and lung microbiota in susceptibility to tuberculosis // Int. J. Envir. Res. Publ. Health 2021. ‒ Vol. 18, № 22. – P. 12220.
17. Erturk-Hasdemir D., Oh S. F., Okan N. A. et al. Symbionts exploit complex signaling to educate the immune system // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 2019. Vol. 116, №. 52. ‒ P. 26157-26166.
18. Gavrilova N. N., Ratnikova I. A., Sadanov A. K., Bayakisheva.K., Tourlibaeva Z. J., Belikova O. A. Application of probiotics in complex treatment of tuberculosis // Int. J. Engin. Res. Applic. – 2014. ‒ Vol. 4, № 11. ‒ P. 13-18.
19. Goldstein B. P. Resistance to rifampicin: A review // J. Antibiot. – 2014. – Vol. 67, № 9. – P. 625-630.
20. Honda K., Littman D. R. The microbiota in adaptive immune homeostasis and disease // Nature. – 2016. – Vol. 535. – P. 75-84.
21. Hu Y., Yang Q., Liu B., Dong J., Sun L., Zhu Y., Su H., Yang J., Yang F., Chen X. Gut microbiota associated with pulmonary tuberculosis and dysbiosis caused by anti-tuberculosis drugs // J. Infect. ‒ 2019. – Vol. 78, № 4. – P. 317-322.
22. Hu Y., Feng Y., Wu J., Liu F., Zhang Z., Hao Y. et al. The gut microbiome signatures discriminate healthy from pulmonary tuberculosis patients // Front. Cell Infect. Microbiol. – 2019. – Vol. 9. – P. 90.
23. Ivanov I. I., Atarashi K., Manel N., Brodie E. L., Shima T., Karaoz U. et al. Induction of intestinal Th17 cells by segmented filamentous bacteria // Cell. 2009. – Vol. 139. – P. 485-498.
24. Jeon C. Y., Murray M. B., Baker M. A. Managing tuberculosis in patients with diabetes mellitus: why we care and what we know // Exp. Rev. Anti-Inf. Ther. 2012. ‒ Vol. 10, № 8. – P. 863-868.
25. Kaufmann S. H. Indole propionic acid: a small molecule links between gut microbiota and tuberculosis // Antimicrob. Agents Chemother. – 2018. Vol. 62. – P. e00389-18.
26. Khaliq A., Ravindran R., Afzal S., Jena P. K., Akhtar M. W., Ambreen A. et al. Gut microbiome dysbiosis and correlation with blood biomarkers in active-tuberculosis in endemic setting // PLoS ONE. 2021. – Vol. 16, № 1. P. e0245534.
27. Khan N., Vidyarthi A., Nadeem S., Negi S., Nair G., Agrewala J. N. Alteration in the gut microbiota provokes susceptibility to tuberculosis // Front Immunol. 2016. – Vol. 7. – P. 529.
28. Khusro A., Aarti C., Mahizhaveni B., Dusthackeer A., Agastian P., Esmail G. A., Ghilan A. M., Al-Dhabi N. A., Arasu M. V. Purification and characterization of anti-tubercular and anticancer protein from Staphylococcus hominis strain MANF2: In silico structural and functional insight of peptide // Saudi J. Biol. Sci. – 2020. – Vol. 27, № 4. – P. 1107-1116.
29. Kurita-Ochiai T., Ochiai K., Fukushima K. Butyric acid-induced T-cell apoptosis is mediated by caspase-8 and -9 activation in a Fas-independent manner // Clin. Diagn. Lab. Immunol. – 2001. ‒ Vol. 8, № 2. – P. 325-332.
30. Lachmandas E., van den Heuvel C. N., Damen M. S., Cleophas M. C., Netea M. G., van Crevel R. Diabetes Mellitus and Increased Tuberculosis Susceptibility: The Role of Short-Chain Fatty Acids // J. Diab. Res. – 2016. 2016:6014631.
31. Lankarani K. B., Honarvar B., Athari S. S. The Mechanisms underlying helicobacter pylori-mediated protection against allergic asthma // Tanaffos. 2017. ‒ Vol. 16, № 4. – P. 251-259.
32. Li Y., Zhao L., Hou M., Gao T., Sun J., Luo H., Wang F., Zhong F., Ma A., Cai J. Lactobacillus casei improve anti-tuberculosis drugs-induced intestinal adverse reactions in rat by modulating gut microbiota and short-chain fatty acids // Nutrients. – 2022. – Vol. 14. – P. 1668.
33. Li W., Zhu Y., Liao Q. et al. Characterization of gut microbiota in children with pulmonary tuberculosis // BMC Pediatr. ‒ 2019. – Vol. 19. – P. 445.
34. Liu Y., Wang J., Wu C. Microbiota and tuberculosis: a potential role of probiotics, and postbiotics // Front Nutr. – 2021. – Vol. 7, № 8. – P. 626254.
35. Lokesh D., Parkesh R., Kammara R. Bifidobacterium adolescentis is intrinsically resistant to antitubercular drugs // Sci. Rep. – 2018. – Vol. 8, № 1. – P. 11897.
36. Luo M., Liu Y., Wu P., Luo D.-X., Sun Q., Zheng H., Hu R., Pandol S. J., Li Q.-F., Han Y.-P. Alternation of gut microbiota in patients with pulmonary tuberculosis // Front Physiol. – 2017. – Vol. 8. – P. 822.
37. Majlessi L., Sayes F., Bureau J. et al. Colonization with Helicobacter is concomitant with modified gut microbiota and drastic failure of the immune control of Mycobacterium tuberculosis // Mucosal. Immunol. – 2017. ‒ Vol. 10. – P. 1178-1189.
38. Namasivayam S., Maiga M., Yuan W., Thovarai V., Costa D. L., Mittereder L. R., Wipperman M. F., Glickman M. S., Dzutsev A., Trinchieri G., Sher A. Longitudinal profiling reveals a persistent intestinal dysbiosis triggered by conventional anti-tuberculosis therapy // Microbiome. – 2017. – Vol. 5, № 1. ‒ P. 1-17.
39. Negatu D. A., Joe Liu, Zimmerman M., Kaya F., Dartois V., Aldrich C. C., Gengenbacher M., Dick T. Whole-Cell Screen of Fragment Library Identifies Gut Microbiota Metabolite Indole Propionic Acid as Antitubercular // Antimicr. Agent. Chemother. – 2018. – Vol. 62, № 3. ‒ P. 1571-1579.
40. Negatu D. A., Yamada Y., Xi Y., Go M. L., Zimmerman M., Ganapathy U., Dartois V., Gengenbacher M., Dick T. Gut microbiota metabolite indole propionic acid targets tryptophan biosynthesis in Mycobacterium tuberculosis // Antimicr. Agent. Chemother. – 2019. – Vol. 10, № 2. – P. 1565-1572.
41. Rahim M. A., Seo H., Kim S. et al. In vitro anti-tuberculosis effect of probiotic Lacticaseibacillus rhamnosus PMC203 isolated from vaginal microbiota // Sci. Rep. – 2022. – Vol. 12. – P. 8290.
42. Perry S., De Jong B. C., Solnick J. V. et al. Infection with Helicobacter pylori is associated with protection against tuberculosis // PLoS One – 2010. – Vol. 5. P. e8804.
43. Round J., Mazmanian S. The gut microbiota shapes intestinal immune responses during health and disease // Nat Rev Immunol. – 2009. - № 9. - Р. 313-323.
44. Schulthess J., Pandey S., Capitani M., Rue-Albrecht K. C., Arnold I., Franchini F., Chomka A., Ilott N. E., Johnston D., Pires E. et al. The Short Chain Fatty Acid Butyrate Imprints an Antimicrobial Program in Macrophages // Immunity. 2019. Vol. 50. – P. 432-445.
45. Scriba T. J., Carpenter C., Pro S. C., Sidney J., Musvosvi M., Rozot V., Seumois G., Rosales S. L., Vijayanand P., Goletti D. et al. Differential recognition of Mycobacterium tuberculosis ‒ specific epitopes as a function of tuberculosis disease history // Am. J. Respir. Crit. Care Med. – 2017. – Vol. 15. – P. 772-781.
46. Smith P. M., Howitt M. R., Panikov N., Michaud M., Gallini C. A., Bohlooly-Y. M., Glickman J. N., Garrett W. S. The microbial metabolites, short-chain fatty acids, regulate colonic Treg cell homeostasis // Science. – 2013. – Vol. 341, № 6145. P. 569-573.
47. van den Elsen L. W., Poyntz H. C., Weyrich L. S., Young W., Forbes-Blom E. E. Embracing the gut microbiota: the new frontier for inflammatory and infectious diseases // Clin. Transl. Immunol. – 2017. ‒ Vol. 6, № 1. – P. e125.
48. Van Rie A., Warren R., Richardson M., Victor T. C., Gie R. P., Enarson D. A., Beyers N., van Helden P. D. Exogenous reinfection as a cause of recurrent tuberculosis after curative treatment // N. Engl. J. Med. – 1999. – Vol. 341. P. 1174-1179.
49. Verver S., Warren R. M., Beyers N., Richardson M., van der Spuy G. D., Borgdorff M. W., Enarson D. A., Behr M. A., van Helden P. D. Rate of reinfection tuberculosis after successful treatment is higher than rate of new tuberculosis // Am. J. Respir. Crit. Care Med. – 2005. Vol. 171. – P. 1430-1435.
50. Wang J., Xiong K., Zhao S., Zhang C., Zhang J., Xu L. et al. Long-term effects of multi-drug-resistant tuberculosis treatment on gut microbiota and its health consequences // Front Microbiol. – 2020. – Vol. 11. – P. 53.
51. Winglee K., Eloe-Fadrosh E., Gupta S., Guo H., Fraser C., Bishai W. Aerosol Mycobacterium tuberculosis infection causes rapid loss of diversity in gut microbiota // PLoS One. – 2014. – Vol. 9, № 5. ‒ P. 97048.
52. Wipperman M. F., Fitzgerald D. W., Juste M. A. J., Taur Y., Namasivayam S., Sher A., Bean J. M., Bucci V., Glickman M. S. Antibiotic treatment for tuberculosis induces a profound dysbiosis of the microbiome that persists long after therapy is completed // Sci. Rep. – 2017. – Vol. 7, № 1. – P. 10767.
53. Wood M. R., Yu E. A., Mehta S. The human microbiome in the fight against tuberculosis // Am. J. Trop. Med. Hyg. – 2017. Vol. 96, № 6. – P. 1274-1284.
54. Zheng D., Liwinski T., Elinav E. Interaction between microbiota and immunity in health and disease // Cell. Res. – 2020. – Vol. 30. – P. 492-506.
55. Zuo Z. T., Ma Y., Sun Y., Bai C. Q.., Ling C H., Yuan F. L. The protective effects of Helicobacter pylori infection on allergic asthma // Int. Arch. Allergy Immunol. 2021. – Vol. 182, № 1. – P. 53-64.
Рецензия
Для цитирования:
Юнусбаева М.М., Бородина Л.Я., Закирова А.М., Шарипов Р.А., Юнусбаев Б.Б. Современные представления о роли кишечной микробиоты в развитии туберкулеза легких. Туберкулез и болезни легких. 2023;101(1):74-82. https://doi.org/10.58838/2075-1230-2023-101-1-74-82
For citation:
Yunusbaeva M.M., Borodina L.Ya., Zakirova A.M., Sharipov R.A., Yunusbayev B.B. Modern Concepts about the Role of Gut Microbiota in Development of Pulmonary Tuberculosis. Tuberculosis and Lung Diseases. 2023;101(1):74-82. (In Russ.) https://doi.org/10.58838/2075-1230-2023-101-1-74-82
Просмотров:
654
Послать статью по эл. почте 