Особенности микробиоты у детей с отягощенным преморбидным состоянием при вирусных диареях. Способы коррекции нарушений

Тенденции. Метод ПЖХ. Исследование микробиоты с использованием ПЖХ. Результаты проведенных исследований..

РМЖ, Мескина Е.Р.

Современные данные свидетельствуют о том, что вирусные диареи занимают лидирующие позиции в стру­ктуре острых кишечных инфекций (ОКИ) у детей [1-3]. В настоящее время патогенез вирусных кишечных инфекций в целом изучен, подходы к лечению разработаны. Рекомендованы безлактозная диета, регидратационные мероприятия, сорбенты и пробиотики [4-6]. Тем не менее остаются нерешенными ряд проблем. Не ясны особенности течения вирусной диареи у детей с отягощенным преморбидным состоянием и дисбиозом кишечника, окончательно не обозначены особенности функционального состояния желудочно­кишечного тракта (ЖКТ) после перенесенной инфекции. Дискутируется необходимость назначения антибак­териальной терапии пациентам первых месяцев жизни, с отягощенным преморбидным состоянием или сопутствующими заболеваниями. Не разработана тактика ведения больных в периоде реконвалесценции, поскольку не выделены контингенты пациентов, нуждающихся в реабилитационных мероприятиях. Исследования, направленные на изучение функционального состояния ЖКТ в остром периоде вирусной диареи и в периоде реконвалесценции, позволяют оценить объемы необходимой терапевтической тактики, и в конечном итоге направлены на минимализацию последствий заболевания.

В последние годы заслуженную популярность в качестве диагностического метода, оценивающего состоя­ния микробиоты толстой кишки, приобретает исследование спектра короткоцепочечных (летучих) жирных кислот (КЖК) с помощью газожидкостной хроматографии (ПЖХ) [7,8]. По мнению исследователей, спектр КЖК является биомаркером микробиологического состояния толстой кишки и показателем функционального благополучия кишечника [9,10]. КЖК играют важные физиологические функции в организме: обеспечивают энергией эпителиоциты, участвуют в обмене электролитов и воды, иммунных, пролиферативных процессах в кишечнике [9-12].

С точки зрения диагностики микробиологических нарушений этот метод интересен тем, что позволяет оце­нить состояние анаэробных популяций бактерий толстой кишки, что недоступно общепринятым бактериоло­гическим посевам фекалий.

Методом ПЖХ определяют абсолютные концентрации уксусной (С2), пропионовой (С3), масляной (С4), изомасляной 0С4), валериановой (С5), изо-валериановой 0С5), капроновой (С6) и изо-капроновой (Ю6) жирных кислот, продуцируемых совокупностью бактерий, присутствующих в толстой кишке. Дополнительно рассчи­тываются: суммарное содержание (общий уровень) КЖК, позволяющее судить об интегральной активности микрофлоры; сумма изо-кислот (сумма Юп) признак активности протеолитической микрофлоры; анаэроб­ный индекс (АИ) отношение суммы концентраций кислот, кроме уксусной, к концентрации С2; индекс изо­кислот (ИИ) суммарное отношение нормальных кислот к изо-формам и отношения Ю4/С4, Ю5/С5, Ю6/С6, отражающие соотношение протеолитической и сахаролитической активности анаэробной микрофлоры. Ана­эробный индекс показатель популяционного соотношения строгих анаэробов к факультативно­анаэробным, поскольку продуцентами С3-С6 являются только строгие анаэробы, а уксусной кислоты почти вся индигенная микрофлора. Кроме того, оцениваются доли С2-С4 в их сумме (профиль КЖК) показатель, отражающий сбалансированность анаэробной микрофлоры.

Концентрации КЖК в фекалиях у здоровых детей находятся в прямой зависимости от возраста и отличаются в следующих возрастных группах: дети первого года жизни, 12-18 месяцев, 1,5-4 года, старше 4 лет [13]. Поэтому нами был предложен способ унификации результатов ПЖХ путем расчета для каждого пациента отклонений от нормы (выраженных в процентах) индивидуальных концентраций КЖК и соответствующих ин­дексов. Это позволяет оценить уровень нарушений показателей в каждой возрастной группе, а также общую

их динамику в группах, состоящих из детей разных возрастов.

Исследование микробиоты с использованием ПЖХ было проведено у 139 детей с подтвержденной вирус­ной диареей и госпитализированных в стационар. Выявлено, что метаболическая активность микрофлоры в остром периоде болезни существенно отличается в зависимости от возраста и находится в обратной корре­ляции с ним (рис. 1). Если у детей первого года жизни в основном обнаруживались высокие концентрации КЖК (50-70%), что свидетельствовало об увеличении численности анаэробных бактерий в толстой кишке, то у пациентов старше 4 лет в 100% наблюдений отмечены очень низкие концентрации КЖК до 20-30% от нормы (признак резкого угнетения микрофлоры).

В динамике лечения вирусной диареи отмечены тенденции к восстановлению микробиоценоза, однако к моменту нормализации стула не выявлено нормализации ее метаболической активности, так как референт­ные значения отдельных КЖК обнаруживались только у 10-40% пациентов вне зависимости от возраста. Следует подчеркнуть, что к моменту ликвидации симптомов заболевания нормальная структура микробио­ты (соотношение сахаролитических и протеолитических анаэробов) диагностировалась не более чем у по­ловины пациентов (33-50%). Отклонение анаэробного индекса в область резко отрицательных значений (преобладание строгих анаэробов с протеолитическими возможностями) наблюдалось в 43, 36, 54 и 26% случаев в вышеуказанных возрастных группах соответственно (p>0,05). Активация строгих анаэробов являе­тся неблагоприятным прогностическим критерием, так как способствует дисфункции ЖКТ и поддерживает длительный дисбиоз.

Был проведен поиск факторов, оказывающих негативное влияние на структуру микробиоты в раннем пери­оде реконвалесценции. Интерес представляет анализ клинико-лабораторных данных у детей от 1 года до 4 лет, поскольку в этой возрастной группе чаще всего регистрируются вирусные диареи. Выявлено, что худ­шее ее состояние обнаруживалось у пациентов с отягощенным преморбидным состоянием. В качестве клинически значимых преморбидных факторов у пациентов этого возраста следует отметить следующие: частые повторные респираторные заболевания, наличие гастроинтестинальных жалоб и дисфункции ЖКТ в анамнезе, атопический дерматит.

У детей, имевших указанные факторы в анамнезе (n=50), в остром периоде болезни установлена большая частота гемодинамических нарушений (68 против 34%, р=0,006), колитических примесей в стуле (64 против 38%, р=0,034), а также более продолжительная рвота (1,7±0,1 против 1,2±0,1 дня, р=0,05). В отличие от де­тей, не имевших указанные факторы в анамнезе (n=32), у них обнаруживались низкие концентрации уксус­ной кислоты в фекалиях (Ме=55,3 против Ме=82,7% от нормы, р=0,027) и более высокие количества воспа­лительного белка (р=0,020, рис. 2). Эти данные указывают на меньшую численность сахаролитических анаэ­робов (основными продуцентами уксусной кислоты являются облигатные бактерии) и более выраженный во­спалительный процесс в кишечнике. Комплекс клинико-лабораторных отличий, характеризующий детей с отягощенным преморбидным состоянием, позволяет заподозрить активацию бактериальной микрофлоры в кишечнике на фоне вирусной ОКИ.

Несмотря на равную продолжительность диарейного синдрома (3,1±0,2 и 3,0±0,2 дня), у детей с отягощен­ным преморбидным состоянием обнаруживалось худшее состояние микробиоценоза в периоде ранней ре­конвалесценции. У них по-прежнему сохранялось низкое содержание уксусной кислоты в фекалиях (Ме=52,1 против 78,7% от нормы, р=0,034). Но более существенным является то, что у большинства этих пациентов была существенно нарушена структура микробиоценоза в пользу преобладания продуцентов масляной кис­лоты. Частота обнаружения ее высокой доли в профиле КЖК была достоверно большей (р=0,0007), а низкой доли уксусной кислоты меньшей (р=0,004, рис. 3).

Основными продуцентами масляной кислоты у детей раннего возраста являются бактерии рода Clostridium[13]. Активация маслянокислого брожения и снижение активности уксуснокислого свидетельство преобла­дания строгих анаэробов (в большей мере клостридий) над облигатными бактериями, что является крите-

рием микробиологического неблагополучия в толстой кишке. Вероятно, вирусная диарея у детей с неблагоп­риятным анамнезом усугубляет фоновый структурный дисбиоз, сутью которого является преобладание стро­гих анаэробов и дефицит облигатных «сахаролитиков». Эти дети нуждаются в разработке корригирующих мероприятий как в стационаре, так и в периоде реконвалесценции.

Учитывая полученные ранее данные о том, что препараты интерферона благоприятным образом сказываю­тся на сроках выздоровления пациентов с ОКИ [14], нами была предпринята попытка оценить эффектив­ность препарата Кипферон® суппозитории для вагинального или ректального введения, содержащего реко­мбинантный человеческий а2-интерферон и иммуноглобулины классов G, А, М, у детей с отягощенным преморбидным состоянием, госпитализированных в стационар с вирусной диареей. Особое внимание было уделено оценке состояния микробиоты кишечника, как показателю полноты клинического выздоровления. Исследование микробиоты было проведено с использованием метода ПЖХ.

В исследование было включено 50 детей от 1 года до 4 лет, 90% пациентов дети раннего возраста. Крите­риями включения пациентов в исследование были: подтвержденная вирусная диарея, среднетяжелая фор­ма инфекции, отягощенное преморбидное состояние по сочетанию не менее трех преморбидных факторов.

В числе последних регистрировались: гастроинтестинальные жалобы и нарушения характера стула в анам­незе 58%, частые повторные ОРВИ 32%, сопутствующая респираторная инфекция 64% (протекавшая в осложненной форме у 20%), отягощенный аллергический анамнез 46%, клинические признаки атопичес­кого дерматита 18%, кандидоз слизистых полости рта и кожи в перианальной области 20%. В течение месяца до настоящей госпитализации 40% детей перенесли ОРЗ, в том числе 24% получали антибактериа­льную терапию, 14% лечились в стационаре. Ротавирусный гастроэнтерит был подтвержден у 70%, норовирусный у 24%, микст-вирусные инфекции у 6% детей (для диагностики вирусных инфекций использова­лись реакция непрямой гемагглютинации (РНПА) и полимеразная цепная реакция с флуорисцентной детек­цией в режиме реального времени (ПЦР-РВ)). У всех пациентов заболевание протекало по типу гастроэнте­рита. Комплекс лечения включал: оральную регидратацию или при необходимости инфузионную (62%) тера­пию, безлактозную диету, смектит диоктаэдрический и пробиотики (100%). Парэнтеральная антибактериаль­ная терапия по поводу сопутствующих заболеваний была назначена 6% пациентов, флуконазол по поводу грибковой инфекции 8%. Кипферон® был назначен с первого дня госпитализации по 1 суппозиторию дваж­ды в сутки 25 детям в течение 5-7 дней. Дети группы сравнения Кипферон® не получали. Сравниваемые группы были сопоставимы по всем клиническим показателям (р>0,05).

Наблюдение за пациентами продемонстрировало быстрые сроки ликвидации симптомов интоксикации и ги­погидратации без достоверных отличий в сравниваемых группах, что было обусловлено эффективной реги­дратацией и правильной диетой. Вместе с тем у детей, получавших Кипферон®, отмечены более короткие сроки устранения диареи, в том числе жидкого характера фекалий, и что крайне важно слизи (рис. 4). Эффективность лечения в сравниваемых группах была высокой и составила 100 и 96%. Статистически не отличалась и частота вирусологической санации к моменту нормализации стула (36 и 20%).

Вместе с тем у пациентов, получавших Кипферон®, в соответствии с данными клинического наблюдения от­мечены более быстрые сроки ликвидации местного воспалительного процесса по всем копроцитологическим признакам (табл. 1). Следует отметить, что у трети пациентов с отягощенным преморбидным состоянием, получавших общепринятое лечение, в раннем периоде реконвалесценции, несмотря на нормальный стул, сохранялся местный выраженный воспалительный процесс с признаками повреждения морфологической целостности кишечного эпителия.

Коррелирующие данные получены и при исследовании метаболической активности анаэробной микрофло­ры. Дополнительно подтверждено резкое угнетение бактериальной ферментации и, следовательно, числен­ности бактериальных популяций в толстой кишке в остром периоде болезни у детей с отягощенным премор­бидным состоянием (рис. 5А). Одновременно выявлены признаки преобладания бактериального протеолиза,

в том числе популяций с гемолитической активностью, поскольку индекс изо-кислот (Ме=152 и 144% от нор­мы) и отношение Ю5/С5 (Ме=183,7 и 218,9%) в сравниваемых группах были очень высокими (р>0,05). Это соответствует выраженному местному воспалительному процессу.

В периоде ранней реконвалесценции у получавших Кипферон® отмечено нарастание концентрации всех КЖК (рис. 5Б) за исключением масляной и изо-валериановой кислот. Это способствовало в целом норма­лизации метаболической активности микробиоты и отражало полноту выздоровления пациентов. У детей группы сравнения не обнаруживалось достоверно значимой динамики групповых показателей. Причем кон­центрация общего уровня КЖК, С2, С3 и С5 у этих пациентов была достоверно более низкой, чем у получа­вших иммунотропную терапию (р<0,05). В качестве еще одного положительного аспекта лечения Кипфероном® следует отметить более низкие значения соотношения Ю5/С5 после лечения (Ме=139,9 против 272,4%, р=0,003), что указывает на снижение активности гемолитической микрофлоры и сопоставляется с более низким содержанием скрытой крови и воспалительного белка в фекалиях.

Интересно, что благодаря восстановлению численности сахаролитических бактерий, продуцентов уксусной кислоты, у получавших Кипферон® реже наблюдалась задержка опорожнения кишечника в раннем периоде реконвалесценции (24% против 48%, р=0,048), что расценивалось как косвенное свидетельство нормализа­ции и моторной функции кишечника за счет восстановления общего пула КЖК, играющих важную роль в осуществлении этой функции ЖКТ [9,11,15].

В целом структура микробиоценоза у пациентов после лечения Кипфероном® была более сбалансирован­ной и соответствовала таковой у детей без отягощенного преморбидного фона, поскольку не наблюдалось активации маслянокислого брожения за счет подавления уксуснокислого у большинства пациентов (рис. 6А и Б).

Таким образом, поскольку обнаружена существенная разница микробиоты в остром периоде болезни у де­тей различных возрастных категорий при вирусной ОКИ, лечебные мероприятия, в целом направленные на коррекцию патогенетических нарушений, должны учитывать указанное обстоятельство. Поэтому тактика ведения и реабилитации детей разного возраста, перенесших вирусную диарею, должна совершенствовать­ся.

У детей от 1 года до 4 лет, чаще болеющих вирусной диареей, отдельные преморбидные факторы негативно сказываются на состоянии микробиоты, обусловливая активацию бактериальной микрофлоры, как в остром периоде болезни, так и в периоде реконвалесценции. Поэтому эти пациенты нуждаются в дополнительных корригирующих мерах, причем обязательно щадящих.

Настоящее исследование продемонстрировало, что использование Кипферона® сокращает сроки выздоро­вления, и что особенно важно улучшает состояние ЖКТ, в частности, толстой кишки, в раннем периоде реконвалесценции.

Представляется, что иммунокорригирующие эффекты интерфероновых препаратов, в том числе и на мест­ном уровне, позволяют нивелировать неблагоприятное влияние бактериальных популяций, в том числе и строгих анаэробов в кишечнике у детей с неблагоприятным преморбидным состоянием и способствуют бо­лее быстрому восстановлению функции ЖКТ и выздоровлению.

Полученные данные свидетельствуют, что несмотря на признаки активации бактериального процесса в тол­стой кишке на фоне вирусной диареи у детей с отягощенным преморбидным состоянием, они в большинстве своем могут лечиться без использования антибактериальных препаратов, особенно находясь под наблюде­нием в стационаре. Более того, назначение антибиотиков этим детям нежелательно, так как значительно ухудшает состояние микробиоценоза, подавляя активность облигатных сахаролитических бактерий. Введение в программу лечения иммунотропного препарата Кипферон® приводит к более быстрому наступ­лению клинического выздоровления за счет модуляции иммунных реакций, в том числе и на местном уровне. Более быстрое восстановление микробиоты у получавших Кипферон® косвенное свидетельство ликвидации воспалительного процесса и элиминации бактериальных патогенов, активация которых на фоне вирус­ной диареи у детей с отягощенным преморбидным состоянием особенно велика.

Литература 

1. Учайкин В.Ф. Решенные и нерешенные проблемы инфекционной патологии у детей// Детские инфекции. 2003. №4. С. 3-7.
2. Тихомирова О.В., Сергеева Н.В., Сироткин А.К. Вирусные диареи у детей: особенности клинического тече­ния и тактика терапии//Детские инфекции. 2003. №3. С. 7-11.
3. Ротавирусная инфекция у детей: особенности клинического течения, диагностические подходы и тактика терапии: Пособие для врачей/ О.В.Тихомирова, Н.В.Сергеева, О.А. Аксенов. СПб., 2005. 32 с.
4. Клинические рекомендации по диагностике и лечению острых кишечных инфекций у детей: Пособие для врачей/А.В. Горелов, Л.Н. Милютина, Д.В. Усенко. М., 2006. 91 с.
5. Горелов А.В. Современные подходы к стартовой терапии острых кишечной инфекций у детей//Вопросы современной педиатрии. 2003. Т.2, №2,3. С. 2-4.
6. Мазанкова Л.Н., Боровик Т.Э., Рославцева Е.А. Осмотическая диарея у детей и принципы патогенетичес­кого лечения//Вопросы современной педиатрии. 2003. Т.2, №4. С. 47-54.
7. Иконников О.А., Ардатская М.Д., Дубинин А.В. и др. Способ разделения смеси жирных кислот, фракций С2-С7 методом газожидкостной хроматографии, Патент РФ №9910669/12. Приоритет от 04.04.1999 г.
8. Определение метаболической активности микрофлоры кишечника в комплексной оценке микроэкологических и функциональных нарушений толстого кишечника: Пособие для врачей // О.А. Кондракова, В.Н.Бабин, Е.А. Грубова и др. М., 2003. 26 с.
9. Colonic health: fermentation and short chain fatty acid/J.M.Wong, R. de Souza, C.W. Kendall at al. // J Clin Gastroenterol. 2006., Vol. 40. №3. P. 235-243.
10. Cook SI., Sellin JH. Review article: Short chain fatty acids in health and disease // Aliment Pharmacol Ther. -1 998. Vol. 12. P 499-507.
11. Short-Chain Fatty Acid Reguiate the Enterc Neurons and Control Neurons and Control Gastrointestinal Motility in Rats / R. Soret, J. Chevalier, P. Coppet et al. // Gastroenterology. 2010. Vol.138. P. 1772-1782.
12. Stimulation of sodium chloride absorption from secreting rat colon by short-chain fatty acids / S. Krishnan, B.S. Ramakrishna, H.J. Binder // Dig Dis Sci. 1999. Vol.44. P.1924-1930.
13. Метаболические критерии дисбактериоза кишечника при острых кишечных инфекциях у детей/ Н.О. Иль­ина, Л.Н. Мазанкова, О.А. Кондракова О.А., Затевалов А.М. // Consiliummedicum. Приложение Гастроэнтрология. 2010, №1 С. 32-38.
14. Оптимизация методов лечения детей с вирусно-бактериальными инфекциями различной этиологии. ФС № 2009/326 от 30 сентября 2009г: Новая медицинская технология // Л.В. Феклисова, Е.Р.Мескина, Л.А. Гал­кина и др. М., 2010.-16с.
15. The relationship between the effects of short-chain fatty acids on intestinal motility in vitro and GPR43 receptor activation. / N.B. Dass, A.K. John, A.K. Bassil et al.//Neurogastroenterol Motil. 2007. Vol.19.P. 66-74.