Исследование, проведенное в Университете Алабамы в Бирмингеме, теперь отслеживает это нарушение на уровне штамма микробов, заменяющего другой штамм того же вида у 30 человек – все они молодые, здоровые взрослые, у которых, как ожидается, будут стабильные микробные сообщества.
«Как показал наш анализ, способность к восстановлению в отношении количества и стабильности новых штаммов индивидуальна для каждого человека», – сказал Кейси Морроу, доктор философии.D., руководитель исследовательской группы и почетный профессор кафедры клеточной биологии, биологии развития и интегративной биологии UAB.
По словам Морроу, различия в выздоровлении могут иметь потенциальные последствия для здоровья.
«Возможно, что по мере того, как люди стареют, каждый из которых отличается количеством и циклами лечения антибиотиками, резервуар микробных штаммов истощается, что приводит к внутрииндивидуальной схеме восстановления конкретных микробных штаммов», – сказал он. "Понимание этой схемы выздоровления, включая появление определенных штаммов после приема антибиотиков, может быть важным фактором для долгосрочного здоровья."
«В будущем характеристика этих индивидуальных паттернов выздоровления также может быть использована для прогнозирования восприимчивости как к эндогенным, так и к экзогенным микробным патогенам."
В исследовании UAB использовались биоинформатические инструменты для анализа ранее описанного исследования 18 человек, которым в течение недели давали один антибиотик цефпрозил. Образцы фекалий были собраны перед лечением, в конце лечения антибиотиками и через три месяца после лечения.
В исследовании UAB также были проанализированы ранее описанные данные 12 человек, которым в течение четырех дней давали комбинацию трех антибиотиков – меропенема, гентамицина и ванкомицина. Их фекальные образцы были собраны при предварительной обработке; по окончании лечения; и через четыре, 38 и 176 дней после лечения. Также были проанализированы шесть контрольных лиц, которые не получали антибиотики.
В целом исследователи UAB обнаружили, что штаммы 10 наиболее распространенных видов оставались стабильными в контроле. У 15 из 18 человек, получавших однократную терапию антибиотиками, после лечения были преходящие новые штаммы, которые, в свою очередь, были заменены исходным штаммом через три месяца после лечения.
Напротив, у лиц, принимавших тройной антибиотик, наблюдалось значительное увеличение новых штаммов, которые сохранялись в течение шести месяцев после лечения, по сравнению с индивидуумами, принимавшими один антибиотик, и контрольными людьми. Кроме того, доля транзиторных штаммов также была значительно выше у лиц, принимавших несколько антибиотиков.
Морроу говорит, что это предполагает долгосрочное изменение к альтернативному стабильному состоянию микробиома. Эти изменения произошли не из-за разницы в темпах роста.
«Учитывая важность микробиома для здоровья человека, мы думаем, что наши результаты с этими наборами данных могут быть использованы для оценки стабильности микробиома в различных условиях», – сказал Морроу. «Например, теперь мы можем предоставить рекомендации клиническим исследователям, чтобы судить о влиянии определенных методов лечения заболеваний, таких как рак или диабет, на микробное сообщество кишечника, что может иметь значение для оценки результатов.
Кроме того, этот подход может быть применен к пациенту до и после госпитализации для выявления людей, которым может потребоваться дальнейшее управление их микробиомами."
«В этом исследовании использовался инструмент биоинформатики для отслеживания штаммов, ранее разработанный UAB под названием Window-based Similarity Single-nucleotide-option, или WSS, для отслеживания микробных штаммов отдельных людей от предварительной обработки до лечения антибиотиками», – сказал Хюнмин Ку. , Доктор философии.D., Отдел генетики UAB и Центр геномных наук Heflin, который руководил анализом информатики. "Эта методика продвигает анализ воздействия антибиотиков на микробиоту кишечника человека. Предыдущие исследования микробиома позволили определить общий таксономический профиль, включая информацию об относительной численности каждого вида, но показали ограничение, позволяющее различать каждый вид на уровне штамма или отслеживать один и тот же штамм у каждого человека на продольном уровне."
В 2017 году исследователи UAB использовали WSS, чтобы продемонстрировать первую прямую демонстрацию того, что микробы доноров фекалий, используемые для лечения пациентов с рецидивирующими инфекциями Clostridium difficile, оставались у реципиентов в течение месяцев или лет после трансплантации фекалий.