Микробиом кишечника у больных, получающих гемодиализ, и влияние синбиотика на его профиль

Введение. Динамично развивающийся ландшафт научных открытий демонстрирует влияние микробиоты кишечника на здоровье человека, гомеостаз и на течение и развитие заболеваний. Ось «кишечник–почки» имеет важнейшее значение во взаимодействии между микробиотой кишечника и функцией почек. Дисбиоз и нарастающие биохимические изменения кишечного содержимого при почечной недостаточности приводят к хроническому воспалению с нарушением проницаемости стенки кишки. Системная транслокация токсических метаболитов измененной микробиоты, в частности уремических токсинов, способствует повреждению практически всех органов, в том числе и почек.

В настоящее время имеются лишь единичные и противоречивые работы по изучению микробиоты кишечника и метаболитов у больных, получающих гемодиализ, и влиянию синбиотиков на них.

Материалы и методы. В проспективное когортное исследование вошли 26 пациентов, получающих стандартный адекватный гемодиализ 3 р/в неделю, у которых исследовались образцы микробиоты кишечника. Исследование включало 2 фазы до приема синбиотика и через 2 месяца после приема. Состав микробиоты оценивался путем проведения 16S секвенирования с последующим биоинформатическим анализом.

Результаты. Применение синбиотика достоверно повлияло на изменение альфа- и бета-разнообразия кишечной микробиоты у больных на гемодиализе. После применения синбиотика были зафиксированы значимые изменения индексов альфа разнообразия: индексы Шеннона и Чао 1 снизились. Анализ бета-разнообразия микробиоты кишечника у пациентов в исследовании показал достоверный сдвиг в профиле микробных сообществ после завершения лечения: индекс Брея-Кёртиса зафиксировал значимую кластеризацию образцов. В то время, как исходные профили микробиоты пациентов были относительно сходны, после вмешательства наблюдается достоверное увеличение дисперсии. Отмечено повышение представленности семейств Lactobacillaceae и Veillonellaceae, в то же время, уменьшилось количество семейств Anaerovoracaceae и Acidaminococcaceae за счет родов: [Ruminococcus] gnavus, [Ruminococcus] gauvreauii, Phascolarctobacterium и Sutterella.

Выводы. Полученные результаты профиля микробиоты кишечника у пациентов до применения синбиотика и после носят сложный характер для интерпретации, однако применение синбиотика, на наш взгляд, приводит к позитивным изменениям. Окончательная же трактовка результатов воздействия синбиотика на микробиоту должна осуществляться с учетом изменения метаболитов в крови и динамики состояния пациентов и требует проведения дальнейших исследований.

1. International Society of Nephrology. In the 21st century, over 850 million people suffer from some form of kidney disease, including acute kidney injury (AKI), chronic kidney disease (CKD), and end-stage renal disease. Available from: https://www.theisn.org/more-than-850-million-worldwide-have-some-form-of-kidney-disease-help-raise-awareness/

2. Jager KJ, Kovesdy C, Langham R, et al. A single number for advocacy and communication-worldwide more than 850 million individuals have kidney diseases. Kidney Int. 2019;96(5):1048-1050. DOI: 10.1016/j.kint.2019.07.012.

3. Vollset SE, Ababneh HS, Abate YH et al. Burden of disease scenarios for 204 countries and territories, 2022-0250: a forecasting analysis for the Global Burden of Disease Study 2021. Lancet 2024;403:2204-2256. DOI: 10.1016/S0140-6736(24)00685-8

4. Statista. Countries forecast to have the highest share of 65-year-old people worldwide in 2050. www.statista.com/statistics/1359964/world-population-age-65-years-country-forecast

5. Torra R. Kidney health matters: a global imperative for public health. Nephrol Dial Transplant. 2024 Aug 30;39(9):1371-1374. DOI: 10.1093/ndt/gfae083.

6. Braun L, Sood V, Hogue S. et al. High burden and unmet patient needs in chronic kidney disease. Int J Nephrol Renovasc Dis. 2012;5:151-163. DOI: 10.2147/IJNRD.S37766.

7. Foreman KJ, Marquez N, Dolgert A. et al. Forecasting life expectancy, years of life lost, and all-cause and cause-specific mortality for 250 causes of death: reference and alternative scenarios for 2016-40 for 195 countries and territories. Lancet. 2018 Nov 10;392(10159):2052-2090. DOI: 10.1016/S0140-6736(18)31694-5.

8. Stavropoulou E., Kantartzi K., Tsigalou C. et al. Focus on the Gut-Kidney Axis in Health and Disease. Front. Med. 2020;7:620102. DOI: 10.3389/fmed.2020.620102.

9. Cao C., Zhu H., Yao Y. et al. Gut Dysbiosis and Kidney Diseases. Front. Med. 2022;9:829349. DOI: 10.3389/fmed.2022.829349.

10. Lehto M., Groop P.H. The Gut-Kidney Axis: Putative Interconnections Between Gastrointestinal and Renal Disorders. Front. Endocrinol. 2018;9:553. DOI: 10.3389/fendo.2018.00553.

11. Sumida K., Kovesdy C.P. The gut-kidney-heart axis in chronic kidney disease. Physiol. Int. 2019;106:195-206. DOI: 10.1556/2060.106.2019.19.

12. Huang Y., Xin W., Xiong J. et al. The Intestinal Microbiota and Metabolites in the Gut-Kidney-Heart Axis of Chronic Kidney Disease. Front. Pharmacol. 2022;13:837500. DOI: 10.3389/fphar.2022.837500.

13. Anders H.J., Andersen K., Stecher B. The intestinal microbiota, a leaky gut, and abnormal immunity in kidney disease. Kidney Int. 2013;83:1010-1016. DOI: 10.1038/ki.2012.440.

14. Hugerth L. W., Wefer H. A., Lundin S. et al. DegePrime, a program for degenerate primer design for broad-taxonomic-range PCR in microbial ecology studies /Applied and environmental microbiology. 2014;80(16):5116-5123. DOI:10.1128/AEM.01403-14

15. Merkel A. Y., Tarnovetskii I. Y., Podosokorskaya O. A. et al. V. Analysis of 16S rRNA primer systems for profiling of thermophilic microbial communities.Microbiology. 2019;88:671-680. DOI: 10.1134/S0026261719060110

16. Kochetkova T. V., Toshchakov S. V., Zayulina K. S. et al. Hot in cold: Microbial life in the hottest springs in permafrost.Microorganisms. 2020;9:1308. DOI: 10.1099/ijsem.0.003902

17. Renaud G., Stenzel U., Maricic T. et al. deML: robust demultiplexing of Illumina sequences using a likelihood-based approach.Bioinformatics. 2015;31(5): 770-772. DOI: 10.1093/bioinformatics/btu719

18. Voroneanu L., Burlacu A., Brinza C. et al. Gut Microbiota in Chronic Kidney Disease: From Composition to Modulation towards Better Outcomes-A Systematic Review. J. Clin. Med. 2023;12:1948. DOI: 10.3390/jcm12051948.

19. Hegazy AN, West NR, Stubbington MJT et al. Oxford IBD Cohort Investigators; Bergthaler A, Teichmann SA, Keshav S, Powrie F. Circulating and Tissue-Resident CD4+ T Cells With Reactivity to Intestinal Microbiota Are Abundant in Healthy Individuals and Function Is Altered During Inflammation. Gastroenterology. 2017 Nov;153(5):1320-1337.e16. DOI: 10.1053/j.gastro.2017.07.047.

20. Jiang S., Xie S., Zhang Y. et al. A reduction in the butyrate producing species Roseburia spp. and Faecalibacterium prausnitzii is associated with chronic kidney disease progression. Antonie Van Leeuwenhoek. 2016;109(10):1389-1396. DOI: 10.1007/s10482-016-0737-y

21. Zhou J., Yang C., Lei W. et al. Exploration of the correlation between intestinal flora and Escherichia coli peritoneal dialysis-related peritonitis. BMC Nephrol. 2022;23(1):76. DOI: 10.1186/s12882-022-02704-y.

22. Gao Q., Li D., Wang Y. et al. Analysis of intestinal flora and cognitive function in maintenance hemodialysis patients using combined 16S ribosome DNA and shotgun metagenome sequencing. Aging Clin. Exp. Res. 2024;36:28. DOI: 10.1007/s40520-023-02645-y

23. Williams CE, Hammer TJ, Williams CL. Diversity alone does not reliably indicate the healthiness of an animal microbiome. ISME J. 2024 Jan 8;18(1):wrae133. DOI: 10.1093/ismejo/wrae133.

24. Coyte KZ, Schluter J, Foster KR. The ecology of the microbiome: Networks, competition, and stability. Science. 2015 Nov 6;350(6261):663-666. DOI: 10.1126/science.aad2602.

25. Ma ZS, Li L, Gotelli NJ. Diversity-disease relationships and shared species analyses for human microbiome-associated diseases. ISME J. 2019 Aug;13(8):1911-1919. DOI: 10.1038/s41396-019-0395-y.

26. Duvallet C, Gibbons SM, Gurry T et al. Meta-analysis of gut microbiome studies identifies disease-specific and shared responses. Nat Commun. 2017;8(1):1784. DOI: 10.1038/s41467-017-01973-8.

27. Scheiman J, Luber JM, Chavkin TA et al. Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism. Nat Med. 2019;25(7):1104-1109. DOI: 10.1038/s41591-019-0485-4.

28. Hirasawa Y, Isobe J, Hosonuma M et al. Veillonella and Streptococcus are associated with aging of the gut microbiota and affect the efficacy of immune checkpoint inhibitors. Front Immunol. 2025;16:1528521. DOI: 10.3389/fimmu.2025.1528521.

29. Wu S, Luo Y, Wei F. et al. Lactic acid bacteria target NF-κB signaling to alleviate gastric inflammation. Food Funct. 2025;16(8):3101-3119. DOI: 10.1039/d4fo06308b.

30. Alipour S, Halimi H, Asri N et al. Anti-Inflammatory effects of Lactobacillus helveticus and Arthrospira platensis on colonic cells inflamed by Crohn's disease-associated Escherichia coli. BMC Mol Cell Biol. 2025;26(1):20. DOI: 10.1186/s12860-025-00545-9.

31. Liu Z, Yue T, Zheng X et al. Microbial and metabolomic profiles of type 1 diabetes with depression: A case-control study. J Diabetes. 2024;16(4):e13542. DOI: 10.1111/1753-0407.13542.v