Связь ароматических микробных метаболитов, воспалительных и аутоиммунных биомаркеров с клинической динамикой при тяжелых заболеваниях центральной нервной системы

Закрыть метаданные

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучение связи изменения профиля метаболитов микробиоты, а также ряда воспалительных и аутоиммунных биомаркеров с динамикой неврологического статуса (уменьшение/увеличение степени выраженности неврологического дефицита) у пациентов с заболеваниями центральной нервной системы (ЦНС) различной этиологии в хроническом критическом состоянии.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Исследовали 60 образцов сыворотки крови, взятых у 37 пациентов в возрасте от 19 до 77 лет с тяжелым поражением ЦНС. Клиническую динамику оценивали с использованием шкал инсульта национального института здоровья (NIHSS), Рэнкина, комы Глазго, комы FOUR и индекса мобильности Ривермид. В сыворотке крови определяли уровень ароматических микробных метаболитов (АММ), а также ряда воспалительных и аутоиммунных биомаркеров — содержание прокальцитонина (ПКТ) и белка S100, активность лейкоцитарной эластазы (ЛЭ) и а1-протеиназного ингибитора (а1-ПИ), уровни аутоантител к S100b и ОБМ. В качестве контроля использованы результаты определения показателей у 60 здоровых соответствующего возраста и пола, не имеющих каких-либо признаков психической, неврологической и соматической патологии.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Все пациенты были разделены на группы в зависимости от клинической динамики состояния: А — положительная (n=16), В — без динамики (n=15), С — отрицательная (n=6). В ходе проведенного исследования выявлен профиль АММ, а также воспалительных и аутоиммунных биомаркеров, ассоциированных с тяжестью неврологического дефицита. В сыворотке крови пациентов наблюдали значимое повышение острофазных белков (p<0,001), уровня S100 (p<0,05), сопровождающееся снижением функциональной активности нейтрофилов (по активности ЛЭ). Различная динамика клинического состояния пациентов ассоциирована с разнонаправленными изменениями содержания микробных метаболитов и изученных биомаркеров. Выявлены клинико-биологические корреляции между исследуемыми показателями, что, предположительно, может свидетельствовать о роли АММ в модуляции иммунных реакций у пациентов с различной динамикой неврологического статуса.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Совокупность полученных результатов свидетельствует о вовлеченности АММ, а также исследуемых воспалительных и аутоиммунных биомаркеров в патогенез тяжелых заболеваний ЦНС. Динамика профиля микробных метаболитов, а также уровень активации иммунной системы могут быть использованы для прогнозирования исхода заболевания у пациентов с тяжелым поражением ЦНС различной этиологии.

Ключевые слова:

ароматические микробные метаболиты

воспалительные и аутоиммунные биомаркеры

тяжелые заболевания центральной нервной системы

Авторы:

Черневская Е.А.

ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»

Зозуля С.А.

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья»

Белобородова Н.В.

ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»

Клюшник Т.П.

ФГБНУ «Научный центр психического здоровья»

Буякова И.В.

ФГБНУ «Федеральный научно-клинический центр реаниматологии и реабилитологии»

Даты поступления:

04.10.2019

Даты принятия в печать:

16.03.2020

Список литературы:

Nelson JE, Cox CE, Hope AA, Carson SS. Chronic critical illness. Am J Respir Crit Care Med. 2010;182(4):446-454. https://doi.org/10.1164/rccm.201002-0210CI
Парфенов А.Л., Петрова М.В., Соловьева Н.Н., Степанюк Т.А., Зачепилова К.О., Саидов Ш.Х., Гречко А.В. Белково-энергетическая недостаточность и структура летальности у пациентов в хроническом критическом состоянии. Здоровье и образование в XXI веке. 2018;8:55-60. https://doi.org/10.26787/nydha-2226-7425-2018-20-8
Cekanaviciute E, Buckwalter MS. Astrocytes: integrative regulators of neuroinflammation in stroke and other neurological diseases. Neurotherapeutics. 2016;13(4):685-701. https://doi.org/10.1007/s13311-016-0477-8
Deczkowska A, Amit I, Schwartz M. Microglial immune checkpoint mechanisms. Nat Neurosci. 2018;21(6):779-786. https://doi.org/10.1038/s41593-018-0145-x
Cryan JF, O’Riordan KJ, Cowan CS, Kiran V KV, Bastiaanssen TF, Boehme M, Codagnone MG, Cussotto S, Fulling C, Golubeva AV, Guzzetta KE, Jaggar M, Long-Smith CM, Lyte LM, Martin JA, Molinero-Perez A, Moloney G, Morelli E, Morillas E, O’Connor O, Cruz-Pereira JS, Peterson VL, Rea K, Ritz NL, Sherwin E, Spichak S, Teichman EM, Wouw M, Ventura-Silva AP, Wallace-Fitzsimons SE, Hyland N, Clarke G, and Dinan TG. The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiol Rev. 2019;99:1877-2013. https://doi.org/10.1152/physrev.00018.2018
Liu P, Peng G, Zhang N, Baohong Wang B, Benyan Luo B. Crosstalk between the gut microbiota and the brain: an update on neuroimaging findings Front. Neurol. 2019. Aug 13;10:883 https://doi.org/10.3389/fneur.2019.00883
Dovrolis N, Kolios G, Spyrou GM, Maroulakou I. Computational profiling of the gut-brain axis: microflora dysbiosis insights to neurological disorders. Brief Bioinform. 2017;21:20(3):825-841. https://doi.org/10.1093/bib/bbx154
Cenit MC, Sanz Y, Codoñer-Franch P. Influence of gut microbiota on neuropsychiatric disorders. World J Gastroenterol. 2017;14:23(30):5486-5498. https://doi.org/10.3748/wjg.v23.i30.5486
Кирпиченко А.А., Ким И.Ю. Психобиотики: способна ли микробиота кишечника оказывать влияние на психическое здоровье хозяина? Вестник ВГМУ. 2017;16(2):26-42. https://doi.org/10.22263/2312-4156.2017.2.26
Белобородова Н.В., Острова И.В. Сепсис-ассоциированная энцефалопатия. Общая реаниматология. 2017;6(13):121-135.
Beloborodova NV, Sarshor YN, Bedova AY, Chernevskaya EA, Pautova AK. Involvement of Aromatic Metabolites in the Pathogenesis of Septic Shock. Shock. 2018;50(3):273-279. https://doi.org/10.1097/SHK.0000000000001064
Белобородова Н.В. Сепсис. Метаболомный подход. М.: Издательство МИА; 2018.
Черневская Е.А., Белобородова Н.В. Микробиота кишечника при критических состояниях (обзор). Общая реаниматология. 2008;14(5):96-119. https://doi.org/10.15360/1813-9779-2018-5-96-119
Clarke G, Stilling RM, Kennedy PJ, Stanton C, Cryan JF, Dinan TG. Minireview: gut microbiota: the neglected endocrine organ. Mol Endocrinol. 2014;28(8):1221-1238. https://doi.org/10.1210/me.2014-1108
Jeremias IC, Victorino VJ, Machado JL, Barroso WA, Ariga SK, Lima TM, Soriano FG. The severity of cecal ligature and puncture-induced sepsis correlates with the degree of encephalopathy, but the sepsis does not lead to acute activation of spleen lymphocytes in mice. Mol Neurobiol. 2016;53(5):3389-3399. https://doi.org/10.1007/s12035-015-9290-3
Braniste V, Al-Asmakh M, Kowal C, Anuar F, Abbaspour A, Tóth M, Korecka A, Bakocevic N, Ng LG, Kundu P, Gulyás B, Halldin C, Hultenby K, Nilsson H, Hebert H, Volpe BT, Diamond B, Pettersson S. The gut microbiota influences blood-brain barrier permeability in mice. Science Translational Medicine. 2014;6(263):263ra158. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.3009759
Bravo JA, Forsythe P, Chew MV, Escaravage E, Savignac HM, Dinan TG, Bienenstock J, Cryan JF. Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional behavior and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108:16050-16055. https://doi.org/10.1073/pnas.1102999108
Foster JA, McVey Neufeld KA. Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends Neurosci. 2013;36:305-312. https://doi.org/10.1016/j.tins.2013.01.005
Fung TC, Olson CA, Hsiao EY. Interactions between the microbiota, immune and nervous systems in health and disease. Nature Neuroscience. 2017;20(2):145-156. https://doi.org/10.1038/nn.4476
Зозуля С.А., Олейчик И.В., Андросова Л.В., Отман И.Н., Сарманова З.В., Столяров С.А., Бизяева А.С., Юнилайнен О.А., Клюшник Т.П. Мониторинг течения эндогенных психозов по иммунологическим показателям. Психическое здоровье. 2017;1:11-18.
Клюшник Т.П., Андросова Л.В., Зозуля С.А., Отман И.Н., Ветлугина Т.П., Никитина В.Б. Сравнительный анализ воспалительных маркеров при эндогенных и непсихотических психических расстройствах. Сибирский вестник психиатрии и наркологии. 2018;2(99):64-69. https://doi.org/10.26617/1810-3111-2018-2(99)-64-69
Доценко В.Л., Нешкова Е.А., Яровая Г.А. Выявление лейкоцитарной эластазы человека из комплекса с плазменным α1-протеиназным ингибитором по ее энзиматической активности с синтетическим субстратом. Вопросы медицинской химии. 1994;40(3):20-25.
Нартикова В.Ф., Пасхина Т.С. Унифицированный метод определения активности α1-антитрипсина и α2-макроглобулина активности в сыворотке крови человека (плазмы). Вопросы медицинской химии. 1979;25:4:494-499.
Клюшник Т.П., Лидеман Р.Р., Даниловская Е.В. Аутоантитела к фактору роста нервов при патологии развития нервной системы. Российский Вестник перинатологии и педиатрии. 1997;3:36-40.
Белобородова Н.В., Осипов А.А., Бедова А.Ю. Биологические свойства некоторых низкомолекулярныгх ароматических микробных метаболитов, ассоциированных с сепсисом. Антибиотики и химиотерапия. 2013;58(7-8):48-61.
Белобородова Н.В., Байрамов И.Т., Оленин А.Ю., Федотчева Н.И. Экзометаболиты некоторых анаэробных микроорганизмов микрофлоры человека. М.: Биомедицинская химия; 2011.
Yao B, Zhang LN, Ai YH, Liu ZY, Huang L. Serum S100β is a better biomarker than neuron-specific enolase for sepsis-associated encephalopathy and determining its prognosis: a prospective and observational study. Neurochem Res. 2014;39(7):1263-1269. https://doi.org/10.1007/s11064-014-1308-0
Adami C, Sorci G, Blasi E, Agneletti AL, Bistoni F, Donato R. S100B Expression in and effects on microglia. Glia. 2001;33(2):131-142.
Hedtjärn M, Mallard C, Hagberg H Inflammatory gene profiling in the developing mouse brain after hypoxia-ischemia. J Cereb Blood Flow Metab. 2004;24(12):1333-1351.
Чехонин В.П., Дмитриева Т.Б., Жирков Ю.А. Иммунохимический анализ нейроспецифических антигенов. М.: Медицина; 1999.
Клюшник Т.П., Зозуля С.А., Андросова Л.В., Сарманова З.В., Отман И.Н., Дупин А.М., Пантелеева П.Г., Абрамова Л.И., Столяров С.А., Шипилова Е.С., Борисова О.А. Иммунологический мониторинг эндогенных приступообразных психозов. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2014;114(2):37-41.
Отман И.Н., Зозуля С.А., Чуканова А.С., Надарейшвили Г.Г., Симонов А.Н., Гусев Е.И., Клюшник Т.П. Иммунологические предикторы течения острого периода инсульта. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2019;119(8):39-45. https://doi.org/10.17116/jnevro201911908239
Najjar S, Pearlman DM, Alper K, Najjar A, Devinsky O. Neuroinflammation and psychiatric illness. Journal of Neuroinflammation. 2013;10:43:1-24. https://doi.org/10.1186/1742-2094-10-43
Robinson-Agramonte MLA, Gonçalves CA, Farina de Almeida R, González Quevedo A, Chow S, Velázquez Pérez L, Díaz de la Fé A, Sesterheim P, Souza DOG Neuroinflammation and Neuromodulation in Neurological Diseases. Behav Sci (Basel). 2019;12:9(9). pii: E99. https://doi.org/10.3390/bs9090099
Пискунов А.К. Биомаркеры нейровоспаления. Нейрохимия. 2010;27(1):67-73.

Закрыть метаданные