Основні філотипи кишкової мікробіоти та їхній зв’язок зі ступенем ожиріння та стадією фіброзу печінки у хворих на неалкогольну жирову хворобу печінки

Автор(и)

  • Н. І.  Черелюк ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків, Україна https://orcid.org/0000-0002-4227-6529
  • О. Є. Гріднєв ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків, Україна https://orcid.org/0000-0003-4716-3520

DOI:

https://doi.org/10.30978/MG-2023-1-24

Ключові слова:

неалкогольна жирова хвороба печінки, ожиріння, кишкова мікробіота, фіброз

Анотація

Мета — проаналізувати стан відносного складу кишкової мікробіоти (КМ) на рівень основних філотипів у хворих на неалкогольну жирову хворобу печінки (НАЖХП) з різним індексом маси тіла та ступенем фіброзу печінки.

Матеріали та методи. У дослідження було залучено 105 осіб. Основну групу утворили 85 хворих на НАЖХП на тлі ожиріння 36,50 [32,00; 40,60] кг/ м2, яких розподілили на три підгрупи залежно від ступеня ожиріння: І підгрупа — 38 хворих з І ступенем ожиріння, ІІ підгрупа — 23 хворих з ІІ ступенем, ІІІ підгрупа — 24 хворих з ІІІ ступенем. Контрольну групу утворили 20 практично здорових особи, середній індекс маси тіла — 23,50 [21,35; 25,78] кг/ м2. Ступінь фіброзу визначали за шкалою METAVIR з використанням показника середньої жорсткості паренхіми печінки в режимі зсувнохвильової еластографії. Вивчення складу КМ на рівні основних філотипів проводили шляхом ідентифікації загальної бактеріальної ДНК і ДНК Bacteroidetes, Firmicutes, а також співвідношення Firmicutes/Bacteroidetes методом кількісної полімеразної ланцюгової реакції в режимі реального часу з використанням універсальних праймерів для гена 16S рРНК і таксон‑специфічних праймерів. Статистичну обробку здійснювали за допомогою пакета програм Statistica 13.1.

Результати. При коморбідному перебігу НАЖХП та ожиріння I ступеня у 47,37 % пацієнтів не виявлено ознак фіброзу, ще у 47,37 % — діагностовано фіброз 1 стадії (F1), у 2 (5,26 %) — F2, випадків F3 не було. У ІІ підгрупі дві третини пацієнтів мали фіброз печінки, але випадків F3 не було, у ІІІ підгрупі лише 20,83 % пацієнтів не мали ознак фіброзу печінки, тоді як у 37,50 % діагностовано F1, у 33,33 % — F2, у 8,33 % — F3. У хворих І підгрупи виявлено статистично значуще збільшення величини співвідношення Firmicutes/Bacteroidetes порівняно з контрольною групою: за відсутності фіброзу — у 3,07 разу (p < 0,01), за наявності F1 — у 3,21 разу (p < 0,01), за наявності F2 — майже у 4 рази (p < 0,01). При порівнянні цього показника у пацієнтів з різними стадіями фіброзу статистично значущої різниці не виявлено (p > 0,05), зміни мали лише характер тенденції. У хворих ІІ підгрупи також зафіксовано статистично значуще збільшення величини співвідношення Firmicutes/Bacteroidetes з контрольною групою: за відсутності фіброзу — у 3,25 разу (p < 0,01), за наявності F1 — у 3,81 разу (p < 0,01), за наявності F2 — у 5,08 разу (p < 0,01). Виявлено статистично значуще підвищення величини співвідношення Firmicutes/Bacteroidetes у 1,57 разу (p < 0,01) при F2 порівняно з F0, відмінності між іншими стадіями фіброзу не були статистично значущими і мали характер тенденції. У хворих ІІІ підгрупи за відсутності фіброзу величина співвідношення Firmicutes/Bacteroidetes перевищувала показник контрольної групи та прогресивно збільшувалася зі зростанням ступеня фіброзу. Установлено статистично значущу відмінність за величиною співвідношення Firmicutes/Bacteroidetes між F2 та F0 у 1,28 разу (p < 0,01), між F3 та F0 — у 1,35 разу (p < 0,01).

Висновки. Виявлено, що підвищення стадії фіброзу печінки асоціюється з певними порушеннями співвідношення Firmicutes/Bacteroidetes, відносного вмісту Firmicutes і Bacteroidetes. У І підгрупі відносний склад КМ статистично значущо відрізнявся лише від показника контрольної групи, тоді як у хворих ІІ підгрупи з фіброзом F2 зафіксовано статистично значуще підвищення більш ніж у 1,5 разу величини співвідношення Firmicutes/Bacteroidetes порівняно з хворими без ознак фіброзу. У хворих ІІІ підгрупи з фіброзом не лише F2, а й F3 зафіксовано статистично значуще збільшення величини співвідношення Firmicutes/Bacteroidetes.

 

Біографії авторів

Н. І.  Черелюк, ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків

доктор філософії, мол. наук. співр. відділу вивчення захворювань
органів травлення та їхньої коморбідності з неінфекційними захворюваннями

О. Є. Гріднєв, ДУ «Національний інститут терапії імені Л. Т. Малої НАМН України», Харків

д. мед. н., ст. наук. співр., пров. наук. співр. відділу вивчення захворювань органів травлення та їхньої коморбідності з неінфекційними захворюваннями

Посилання

Chereliuk NI. Ratio of the main phylotypes of gut microbiota in patients with non-alcoholic fatty liver disease and obesity. Modern Gastroenterology (Ukraine). 2019;(5):26-33. doi: 10.30978/MG-2019-5-26.

Arumugam M, Raes J, Pelletier E et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature. 2011;473:174-180. doi: 10.1038/nature09944.

Bajaj JS, Heuman DM, Hylemon PB, Sanyal AJ, White MB, Monteith P, Noble NA, Unser AB, Daita K, Fisher AR, Sikaroodi M, Gillevet PM. Altered profile of human gut microbiome is associated with cirrhosis and its complications. J Hepatol. 2014 May;60(5):940-7. doi: 10.1016/j.jhep.2013.12.019. Epub 2013 Dec 25. PMID: 24374295; PMCID: PMC3995845.

Campos-Murguía A, Ruiz-Margáin A, González-Regueiro JA, Macías-Rodríguez RU. Clinical assessment and management of liver fibrosis in non-alcoholic fatty liver disease. World J Gastroenterol. 2020; 26 (39):5919-43. doi: 10.3748/wjg.v26.i39.5919.

Caussy C, Tripathi A, Humphrey G, Bassirian S, Singh S, Faulkner C et al. A gut microbiome signature for cirrhosis due to nonalcoholic fatty liver disease. Nat Commun. 2019;10:1406. doi: 10.1038/s41467-019-09455-9.

Dong TS, Katzka W, Lagishetty V, Luu K, Hauer M, Pisegna J, Jacobs JP. A Microbial signature identifies advanced fibrosis in patients with chronic liver disease mainly due to NAFLD. Sci Rep. 2020 Feb 17;10(1):2771. doi: 10.1038/s41598-020-59535-w. PMID: 32066758; PMCID: PMC7026172.

Dulai PS, Singh S, Patel J, Soni M, Prokop LJ, Younossi Z et al. Increased risk of mortality by fibrosis stage in nonalcoholic fatty liver disease: Systematic review and meta-analysis. Hepatology (Baltimore, Md). 2017;65(5):1557-65.

Estes C, Anstee QM, Arias-Loste MT, Bantel H, Bellentani S, Caballeria J et al. Modeling NAF.LD disease burden in China, France, Germany, Italy, Japan, Spain, United Kingdom, and United States for the period 2016-2030. J Hepatol. 2018;69(4):896-904. doi: 10.1016/j.jhep.2018.05.036.

Godoy-Matos AF, Silva Júnior WS, Valerio CM. NAFLD as a continuum: from obesity to metabolic syndrome and diabetes. Diabetol Metab Syndr. 2020;12:60. doi: 10.1186/s13098-020-00570-y.

Hagström H, Nasr P, Ekstedt M, Hammar U, Stål P, Hultcrantz R et al. Fibrosis stage but not NASH predicts mortality and time to development of severe liver disease in biopsy-proven NAFLD. J Hepatol. 2017;67(6):1265-73. doi: 10.1016/j.jhep.2017.07.027.

Heyens LJM, Busschots D, Koek GH, Robaeys G, Francque S. Liver fibrosis in non-alcoholic fatty liver disease: from liver biopsy to non-invasive biomarkers in diagnosis and treatment. Front Med (Lausanne). 2021;8:615978.

Huh Y, Cho YJ, Nam GE. Recent epidemiology and risk factors of nonalcoholic fatty liver disease. J Obes Metab Syndr. 2022;31(1):17-27. doi: 10.7570/jomes22021.

Huttenhower C, Gevers D et al. Structure, function and diver-sity of the healthy human microbiome: The Human Microbi-ome Project. Nature. 2012;486:2.

Janssen F, Bardoutsos A, Vidra N. Obesity Prevalence in the long-term future in 18 European countries and in the USA. Obes Facts. 2020;13:514-27. doi: 10.1159/000511023.

Ko JS. New perspectives in pediatric nonalcoholic fatty liver disease: epidemiology, genetics, diagnosis, and natural history. Pediatr Gastroenterol Hepatol Nutr. 2019;22(6):501-510. doi: 10.5223/pghn.2019.22.6.501.

Le MH, Devaki P, Ha NB, Jun DW, Te HS, Cheung RC et al. Prevalence of non-alcoholic fatty liver disease and risk factors for advanced fibrosis and mortality in the United States. PloS one. 2017;12(3):e0173499.

Liang Q, Zhang M, Hu Y, Zhang W, Zhu P, Chen Y, Xue P, Li Q, Wang K. Gut microbiome contributes to liver fibrosis impact on T cell receptor immune repertoire. Front Microbiol. 2020 Nov 27;11:571847. doi: 10.3389/fmicb.2020.571847. PMID: 33329430; PMCID: PMC7729130.

Liu BN, Liu XT, Liang ZH, Wang JH. Gut microbiota in obesity. World J Gastroenterol. 2021 Jul 7;27 (25):3837-3850. doi: 10.3748/wjg.v27.i25.3837. PMID: 34321848; PMCID: PMC8291023.

Loomba R, Seguritan V, Li W, Long T, Klitgord N, Bhatt A et al. Gut microbiome-based metagenomic signature for non-invasive detection of advanced fibrosis in human nonalcoholic fatty liver disease. CellMetab. 2017;25:1054-1062.e5. doi: 10.1016/j.cmet.2017.04.001.

Lu FB, Hu ED, Xu LM, Chen L, Wu JL, Li H et al. The relationship between obesity and the severity of non-alcoholic fatty liver disease: systematic review and meta-analysis. Expert Rev Gastroenterol Hepatol. 2018;12(5):491-502. doi: 10.1080/17474124.2018.1460202.

Mitra S, De A, Chowdhury A. Epidemiology of non-alcoholic and alcoholic fatty liver diseases. Transl Gastroenterol Hepatol. 2020;5:16. doi: 10.21037/tgh.2019.09.08.

Moran-Lev H, Cohen S, Webb M, Yerushalmy-Feler A, Amir A, Gal DL, Lubetzky R. Higher BMI. predicts liver fibrosis among obese children and adolescents with NAFLD — an interventional pilot study. BMC Pediatr. 2021;21(1):385.

Ng CH, Lim WH, Hui Lim GE, Hao Tan DJ, Syn N, Muthiah MD, Huang DQ, Loomba R. Mortality outcomes by fibrosis stage in nonalcoholic fatty liver disease: a systematic review and meta-analysis. Clin Gastroenterol Hepatol. 2022 May 2:S1542-3565 (22)00439-6. doi: 10.1016/j.cgh.2022.04.014. Epub ahead of print. PMID: 35513235.

O’Gorman P, Norris S Exercising in the ­COVID‑19 era: implications in non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD). BMJ Open Gastroenterology. 2021;8:e000568.

Porras D, Nistal E, Martínez-Flórez S, González-Gallego J, García-Mediavilla MV, Sánchez-Campos S. Intestinal microbiota modulation in obesity-related non-alcoholic fatty liver disease. Front Physiol. 2018;9:1813.

Samir AE, Dhyani M, Vij A, Bhan AK, Halpern EF, Méndez-Navarro J, Corey KE, Chung RT. Shear-wave elastography for the estimation of liver fibrosis in chronic liver disease: determining accuracy and ideal site for measurement. Radiology. 2015 Mar;274(3):888-96. doi: 10.1148/radiol.14140839. Epub 2014 Nov 13. PMID: 25393946; PMCID: PMC4455676.

Schwiertz A, Taras D, Schafer K et al. Microbiota and SCFA in lean and overweight healthy subjects. Obesity (Silver Spring). 2010;18:190-195.

Suk KT, Kim DJ. Gut microbiota: novel therapeutic target for nonalcoholic fatty liver disease. Expert Rev Gastroenterol Hepatol. 2019;13(3):193-204.

Taylor RS, Taylor RJ, Bayliss S, Hagström H, Nasr P, Schattenberg JM et al. Association between fibrosis stage and outcomes of patients with nonalcoholic fatty liver disease: a systematic review and meta-analysis. Gastroenterology. 2020;158(6):1611-125.e12. doi: 10.1053/j.gastro.2020.01.043.

Wynn TA, Ramalingam TR. Mechanisms of fibrosis: therapeutic translation for fibrotic disease. Nat Med. 2012;18(7):1028-40. .

Younossi ZM, Koenig AB, Abdelatif D, Fazel Y, Henry L, Wymer M. Global epidemiology of nonalcoholic fatty liver disease-Meta-analytic assessment of prevalence, incidence, and outcomes. Hepatology. 2016;64(1):73-84. doi: 10.1002/hep.28431.

Yumuk V, Tsigos C, Fried M, Schindler K, Busetto L, Micic D, Toplak H. Obesity management task force of the european association for the study of obesity. European guidelines for obesity management in adults. Obes Facts. 2015;8(6):402-24.

Zhan S, Li N, Liu C, Mao R, Wu D, Li T et al. Intestinal fibrosis and gut microbiota: clues from other organs. Front Microbiol. 2021;12:694967. doi: 10.3389/fmicb.2021.694967.

Zhu L, Baker SS, Gill C et al. Characterization of gut microbiomes in nonalcoholic steatohepatitis (NASH) patients: a connection between endogenous alcohol and NASH. Hepatology. 2013;57,2:601-609. doi: 10.1002/hep.26093.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-02-27

Номер

Розділ

Оригінальні дослідження