CC BY
106
УДК 616.33-006.6:616.34-093/098
ОСОБЕННОСТИ ИЗМЕНЕНИЙ МИКРОБИОТЫ КИШЕЧНИКА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТАДИИ РАКА ЖЕЛУДКА
Л.В. Матвеева, Л.М. Мосина,
ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарёва», Медицинский институт, г. Саранск
Матвеева Любовь Васильевна - e-mail: [email protected]
Рак желудка является широко распространенным мультифакториальным онкологическим заболеванием. Развитие и прогрессирование опухолевого процесса сопровождается изменением нормальной микробиоты организма. Цель исследования: выявить изменения количественного и качественного состава микробиоты кишечника у больных раком желудка в зависимости от стадии опухолевого процесса. Были обследованы 40 больных до проведения оперативного лечения рака желудка и 40 практически здоровых лиц. Состав микробиоты кишечника определяли при бактериологическом исследовании фекалий. У больных раком желудка наблюдались резкое угнетение бифидо-, лактобактерий, типичных кишечных палочек, увеличение частоты высеваемости и количества клостридий, клебсиелл, протея, коагулазопозитивных стафилококков, дрожжеподобных грибов рода Candida, взаимосвязанные со стадией опухолевого процесса.
Ключевые слова: микробиота кишечника, анаэробы, аэробы, рак желудка,
стадия опухолевого процесса.
Gastric cancer is a widespread multifactorial oncological disease. The development and progression of the tumor process is accompanied by a change in the normal microbiota of the organism. The purpose of research - to identify changes in the quantitative and qualitative composition of intestinal microbiota in patients with gastric cancer depending from tumor stage. Were examined 40 patients prior to surgical treatment of gastric cancer and 40 healthy individuals. The composition of the intestinal microbiota was determined by bacteriological examination of faeces. In patients with gastric cancer were observed sharp inhibition of bifidobacteria, lactobacilli, Escherichia coli, increased frequency of the isolation and the number of Clostridia, Klebsiella, Proteus, coagulase-positive Staphylococci, yeast-like fungi of the genus Candida, related to tumor stage.
Key words: microbiota of the intestine, anaerobes, aerobes, gastric cancer, tumor stage.
■
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
Введение
Рак желудка является одним из самых широко распространенных онкологических заболеваний, обладающих высокой летальностью. В структуре заболеваемости злокачественными новообразованиями в 2012 г. рак желудка у мужчин занимал I ранговое место в Кыргызстане (19,9%), Узбекистане (11,9%), II - в Азербайджане (15,9%), Казахстане (12%), Армении (9,2%), III - в России (8,8%), Беларуси (8,3%), у женщин - III ранговое место в Узбекистане (8,9%), Кыргызстане (8,4%), Казахстане (5,7%), IV - в Беларуси (5,9%) и России (5,7%) [1].
Развитие и прогрессирование опухолевого процесса сопровождается эндогенной интоксикацией [2], иммунными [3], метаболическими [4], микробиотическими [4, 5] изменениями. Е.И. Ткаченко предлагает считать дисбиоз закономерным следствием и в ряде случаев - причиной любой патологии [5]. По определению Отраслевого стандарта (2003), дисбактериоз кишечника является клинико-лабораторным синдромом, обусловленным изменением качественного и/или количественного состава микробио-ты кишечника, способствующим развитию метаболических и иммунных нарушений, желудочно-кишечных расстройств [6].
Установлено, что у здорового человека в толстом кишечнике содержится 1011-1012 микроорганизмов в 1 грамме фекалий, преобладают анаэробные бактерии (90-95%): бифидобактерии, бактероиды, лактобактерии и др., меньшую часть (5-10%) составляют аэробы - кишечная палочка, энтерококки, стафилококки и др. [6].
Представители облигатной микробиоты толстого кишечника активно участвуют в жизнедеятельности макроорганизма, способствуя нормальному функционированию органов и систем, сохранению гомеостаза внутренней среды. Так, бифидобактерии путем ассоциации со слизистой оболочкой препятствуют инвазии микроорганизмов и токсинов (колонизационная резистентность), обладают высокой антагонистической активностью по отношению к патогенным и условно-патогенным бактериям за счет выработки органических жирных кислот, участвуют в активации пристеночного пищеварения и утилизации пищевых субстратов, синтезируют аминокислоты и белки, витамин К, пантотеновую кислоту, витамины группы В, способствуют усилению процессов всасывания через стенки кишечника ионов кальция, железа, витамина D [6, 7]. В свою очередь, лактобактерии способны образовывать молочную кислоту, перекись водорода, продуцировать лизоцим и другие бактериоцины, участвуя в формировании колонизационной резистентности [6]. Эшерихии как представители облигатной микробиоты кишечника способствуют гидролизу лактозы, участвуют в продукции витаминов групп В, К, вырабатывают колицины, тормозящие рост энтеропатогенных кишечных палочек, стимулируют образование секреторного иммуноглобулина А (sIgA) и, тем самым, мукозальный иммунитет [5-7]. Кроме того, обли-гатные микроорганизмы кишечника стимулируют синтез пропердина, компонентов комплемента, созревание моноцитарно-макрофагальной системы и лимфоидной ткани кишечника, изменяют иммуногенность белковых антигенов путем протеолиза, угнетают секрецию медиаторов воспаления [5-7].
При изменениях состава кишечной микробиоты развивается воспалительный процесс с нарушениями мукозаль-ного и системного иммунитета, повышением проницаемости эпителия кишечника [7], что способствует присоединению инфекционно-аллергического, аутоиммунного и/или неопролиферативного компонентов.
По мнению Европейского общества атеросклероза, «хроническое воспаление, связанное с большинством болезней, которые убивают людей в развитых странах мира сегодня - заболевания сердца, рак, диабет может начаться с неблагополучия кишечной микрофлоры» [7, 8].
Цель исследования: выявить изменения количественного и качественного состава микробиоты кишечника у больных раком желудка в зависимости от стадии опухолевого процесса.
Материал и методы
Обследовали при получении информированного согласия 40 пациентов Мордовского республиканского онкологического диспансера до проведения хирургического лечения рака желудка. Среди них было 27 (67,5%) мужчин и 13 (32,5%) женщин. Средний возраст больных составил 63,15±10,21 года.
II стадия опухолевого процесса была определена у 11 (27,5%) пациентов, III - у 15 (37,5%), IV - у 14 (35%). При гистологическом исследовании у 33 (82,5%) больных были выявлены признаки аденокарциномы, у 7 (17,5%) -перстневидноклеточный рак.
Наиболее часто опухоль локализовалась в антральном отделе желудка - 15 (37,5%) больных, пилорическом канале - 11 (27,5%), теле желудка - 9 (22,5%) пациентов. У 3 (7,5%) больных обнаружено поражение кардиального отдела желудка, у 2 (5%) - тотальное поражение.
Контрольную группу составили 40 практически здоровых добровольцев (21 (52,5%) мужчина и 19 (47,5%) женщин, средний возраст составил 38,95±8,02 года), подобранных по принципу случайной выборки, не имеющих на момент обследования клинических, анамнестических и инструментальных (эзофагогастродуоденоскопия) признаков онко- и обострения гастропатологии.
Фекалии (1-2 г) собирали после естественной дефекации из последней порции в стерильный одноразовый контейнер и доставляли в лабораторию в течение 1-1,5 часов после взятия пробы. Готовили разведения материала с последующим посевом на питательные среды для культивирования микроорганизмов и подсчетом их количества (lg КОЕ/г).
Результаты были статистически обработаны при помощи программ Microsoft Office Excel 7.0 с расчетом средней арифметической величины (М), ошибки средней арифметической (m), критерия Стьюдента и степени вероятности различий в группах (р). Значимыми считали различия при р^0,05.
Результаты и их обсуждение
У обследованных больных раком желудка были выявлены нарушения количественного и качественного состава микробиоты кишечника (таблицы 1, 2; рис. 1, 2), взаимосвязанные со стадией опухолевого процесса.
Нормальное содержание бифидобактерий определялось лишь у 5 (12,5%), сниженное - у 23 (57,5%), резко сниженное - у 12 (30%) больных, в среднем по группе оно
составило 7,240±0,46 1д КОЕ/г, что было меньше значений контрольной группы на 2,23 1д КОЕ/г (р<0,01).
У больных со II стадией опухолевого процесса нормальное содержание бифидобактерий регистрировалось лишь у 3 (27,3%) обследованных, сниженный уровень - у
7 (63,6%). Резкое угнетение бифидобактерий - до 1,6х106 КОЕ/г - отмечалось у 1 (9,1%) больного и свидетельствовало о 3-й степени дисбактериоза кишечника.
При III стадии основного заболевания у 2 (13,3%) обследованных количество бифидобактерий находилось в пределах нормальных колебаний (108-109 КОЕ/г), у 10 (66,7%) - уменьшалось в среднем до 2,4х107 КОЕ/г, а у 3 (20%) - резко снижалось до 1,4х106 КОЕ/г.
У всех больных с IV стадией рака желудка содержание бифидобактерий в фекалиях относительно нормальных значений было сниженным: у 6 (42,9%) - на 2 порядка, у
8 (57,1%) - на 4 порядка. Резко сниженный уровень бифидобактерий при IV стадии опухолевого процесса был меньше значений при II стадии на 0,44 1д КОЕ/г (р<0,05).
Количество лактобактерий в пределах нормальных колебаний высевалось у 8 (20%) пациентов, сниженный уровень отмечался у 20 (50%) пациентов. Резкое угнетение лактобактерий - до 3х104-8х103 КОЕ/г - определялось у 12 (30%) больных раком желудка и сочеталось с дефицитом бифидобактерий, типичных эшерихий (3-я степень дисбактериоза кишечника).
ТАБЛИЦА 1.
Содержание анаэробных микроорганизмов в кишечнике раком желудка в зависимости от стадии заболевания (М±ш, ^ КОЕ/г)
больных
Анаэробные микроорганизмы Количественный уровень II стадия III стадия IV стадия
Бифидобактерии нормальный 9,645±0,41 9,109±0,36 0 # §
сниженный 7,786±0,34 7,382±0,32 7,229±0,33
резко сниженный 6,204 6,144±0,29 5,765±0,21 #
Лактобактерии нормальный 7,790±0,30 7,360±0,28 7,176 #
сниженный 6,123±0,25 5,844±0,26 5,471±0,21 #
резко сниженный 4,540±0,18 4,214±0,20 3,861±0,17 #
Клостридии нормальный 3,021±0,24 3,615±0,16 4,0±0,29 #
повышенный 5,057±0,22 5,752±0,21 6,325±0,30 #
Примечание: значимые различия относительно со II стадией - #, с III стадией - §.
больных
Нормальное содержание лактобактерий определялось у
4 (36,4%) больных со II стадией опухолевого процесса, у 3 (20%) обследованных с III стадией и лишь у 1 (7,1%) больного с IV стадией рака желудка.
Сниженный уровень лактобактерий отмечался у
5 (45,4%), 9 (60%), 6 (42,9%) больных со II, III, IV стадией опухолевого процесса соответственно.
Резкое угнетение лактобактерий - до 3х104-8х103 КОЕ/г -отмечалось у 2 (18,2%), 3 (20%), 7 (50%) больных со II, III, IV стадией рака желудка соответственно.
Содержание лактобактерий в среднем у больных раком желудка - 5,630±0,38 1д КОЕ/г - было меньше средних значений контрольной группы на 1,29 1д КОЕ/г (р<0,05). Нормальный, сниженный, резко сниженный количественные уровни лактобактерий при IV стадии опухолевого процесса были меньше соответствующих значений при II стадии на 0,61, 0,65, 0,68 1д КОЕ/г (р<0,05-0,01).
■резко сниженный «сниженный нормальный повышенный
РИС. 1.
Частота (в %) высеваемости анаэробных микроорганизмов с разным количественным уровнем в зависимости от стадии рака желудка.
Содержание клостридий у 31 (77,5%) обследованного было нормальным, у 9 (22,5%) - повышалось, в среднем по группе составило 4,081±0,23 lg КОЕ/г, что было больше значений контрольной группы на 1,77 lg КОЕ/г (р<0,001).
Количество клостридий в пределах нормальных значений определялось у 2 (18,2%) обследованных со II стадией, у 4 (26,7%) с III стадией, у 2 (14,3%) с IV стадией рака желудка. Увеличение частоты высеваемости клостридий с повышенным уровнем отмечалось у 2 (18,2%), 3 (20%), 4 (28,6%) больных со II, III, IV стадией онкозаболевания соответственно.
Содержание типичных эшерихий у 16 (40%) больных раком желудка было нормальным, у 10 (25%) - сниженным, у 14 (35%) - повышенным, в среднем по группе составило 8,003±0,37 lg КОЕ/г, что практически не отличалось от контрольной группы в связи с широким диапазоном значений. Наиболее часто типичные Escherichia coli в количестве, соответствующем возрастным значениям нормы, выделялись при II стадии рака желудка - у 6 (54,5%) больных, реже при III стадии - у 7 (46,7%), а при IV стадии - лишь у 3 (21,4%) пациентов - на 1 порядок меньшем, чем при II стадии заболевания (р<0,05). Количество больных со сниженным или повышенным уровнями типичных эшерихий имело тенденцию к увеличению, соответствуя нарастанию стадии заболевания, хотя значимых отличий по содержанию и частоте высеваемости не наблюдалось.
В 27,5% случаев высевались лактозонегативные колонии кишечной палочки: у 2 (18,2%) больных со II стадией, у 4 (26,7%) - с III, у 5 (35,7%) - с IV стадией рака желудка, в среднем по группе их количество составило 1,184±0,15 lg КОЕ/г, что было больше значений контрольной группы на 0,43 lg КОЕ/г (р<0,05).
У 12 (30%) и 9 (22,5%) больных были выделены условно-патогенные бактерии родов Klebsiella и Proteus соответственно: при II стадии опухолевого процесса - у 2 (18,2%) и 1 (9,1%) больного, при III стадии - у 4 (26,7%) и 2 (13,3%), при IV стадии - у 6 (42,9%) обследованных. В среднем по группе количество Klebsiella spp. в фекалиях составило 1,998±0,21 lg КОЕ/г, что было больше значений контрольной группы на 2 lg КОЕ/г (р<0,001), количество Proteus spp. - 1,486±0,15 lg КОЕ/г - превысило значения контрольной группы на 1,5 lg КОЕ/г (р<0,001). Содержание клебсиелл при IV стадии опухолевого процесса было больше
■
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
значений при II стадии на 1,62 lg КОЕ/г (р<0,001), при
III стадии на 1 lg КОЕ/г (р<0,01). Количество протея при
IV стадии превышало содержание при II стадии на 1,48 lg КОЕ/г (р<0,001), при III стадии - на 0,65 lg КОЕ/г (р^0,05).
У пациентов отмечалось увеличение частоты высеваемо-сти стафилококков. Коагулазопозитивные S. aureus выделялись у 2 (18,2%) больных со II стадией рака желудка, у 5 (33,3%) - с III, у 7 (50%) - с IV стадией в количестве, превышающем значения при II стадии на 2,3 lg КОЕ/г (р<0,001), при III стадии на 1,3 lg КОЕ/г (р<0,001). В среднем по группе количество золотистого стафилококка в фекалиях составило 1,272±0,16 lg КОЕ/г, что было больше значений контрольной группы на 1,3 lg КОЕ/г (р<0,001).
ТАБЛИЦА 2.
Содержание аэробных микроорганизмов в кишечнике больных раком желудка в зависимости от стадии заболевания (М±ш, lg КОЕ/г)
Аэробные микроорганизмы Количественный уровень II стадия III стадия IV стадия
Кишечная палочка нормальный 8,213±0,34 7,867±0,32 7,259±0,33 #
сниженный 6,651±0,22 6,206±0,25 6,129±0,24
повышенный 9,165±0,28 9,220±0,31 9,637±0,34
E. coli лактозонегативные нормальный 4,097±0,15 4,282±0,18 4,406±0,20
Klebsiella spp. повышенный 5,651±0,18 6,246±0,24 7,272±0,33 #§
Proteus spp. повышенный 5,431±0,16 6,263±0,22 6,911±0,25 #§
S. aureus повышенный 2,179±0,21 3,11б±0,23 4,419±0,24 #§
S. epidermidis нормальный 2,475±0,13 3,293±0,15 3,660±0,16 #
повышенный 4,350±0,20 4,445±0,21 4,677±0,18
Энтерококки нормальный 7,895±0,32 7,417±0,29 6,861±0,25 #
сниженный 5,575±0,25 5,701±0,26 5,509±0,23
повышенный 8,998±0,38 9,153±0,40 9,173±0,42
Candida spp. нормальный 2,967±0,15 3,216±0,19 3,391±0,21
повышенный 4,937±0,22 5,438±0,28 5,903±0,29 #
Примечание: значимые различия относительно больных со II стадией - #, с III стадией - §.
Коагулазонегативные эпидермальные стафилококки в нормальных количествах определялись у 62,5%, в повышенных - у 37,5% больных. Число больных с выделением S. epidermidis в нормальных количествах уменьшалось с прогрессированием опухолевого процесса: при II стадии -8 (72,7%), при III стадии - 9 (60%), при IV стадии -8 (57,1%); в повышенных количествах - увеличивалось: при II стадии - 3 (27,3%), при III стадии - 6 (40%), при IV стадии - 6 (42,9%). В среднем по группе количество эпидермального стафилококка в фекалиях составило 3,662±0,34 1д КОЕ/г, что было больше значений контрольной группы на 3,2 1д КОЕ/г (р<0,001).
Содержание энтерококков у 16 (40%) больных было нормальным, у 15 (37,5%) - сниженным, у 9 (22,5%) -повышенным, в среднем по группе составило 7,11±0,68 1д КОЕ/г, что было больше значений контрольной группы на 2,3 1д КОЕ/г (р<0,001). Число больных с выделением энтерококков в нормальных количествах уменьшалось с про-грессированием опухолевого процесса: при II стадии -5 (45,4%), при III стадии - 6 (40%), при IV стадии -5 (35,7%); в повышенных количествах - увеличивалось: при II стадии - 2 (18,2%), при III стадии - 3 (20%), при IV стадии - 4 (28,6%).
РИС. 2.
Частота (в %) высеваемости аэробных микроорганизмов с разным количественным уровнем в зависимости от стадии рака желудка.
Частота выделения дрожжеподобных грибов рода Candida в нормальном количестве уменьшалась с нарастанием стадии рака желудка: с 81,8% при II стадии до 66,7% при III и 35,7% при IV стадии. У 16 (40%) больных отмечалось увеличение высеваемости данных грибов в повышенных количествах (до 1,2х105-2х106 КОЕ/г): при II стадии - у 2 (18,2%) обследованных, при III - у 5 (33,3%), при IV стадии - у 9 (64,3%) - в количестве на 1 порядок большем, чем при II стадии (р<0,01). В среднем по группе содержание грибов рода Candida в фекалиях составило 3,433±0,32 lg КОЕ/г, что было больше значений контрольной группы на 3,4 lg КОЕ/г (р<0,001).
Заключение
У больных раком желудка определяются нарушения соотношения анаэробной и аэробной микробиоты кишечника: резкое угнетение бифидо-, лактобактерий, типичных кишечных палочек, увеличение частоты высеваемости и количества клостридий, клебсиелл, протея, коагулазопо-зитивных стафилококков, дрожжеподобных грибов рода Candida, взаимосвязанные со стадией опухолевого процесса. У трети больных раком желудка (IV стадия опухолевого процесса) регистрировалась 3-я степень дисбактери-оза кишечника в виде выраженного дефицита лактобактерий, бифидобактерий, типичных эшерихий, превалирования ассоциаций условно-патогенных микроорганизмов.
Учитывая полученные результаты, больным раком желудка можно рекомендовать бактериологическое исследование фекалий для оценки состояния нормальной микробиоты кишечника и дальнейшей фармакологической коррекции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Статистика злокачественных новообразований в России и странах СНГ в 2012 г. / под ред. акад. РАН и РАМН М.И. Давыдова, д. б. н. Е.М. Аксель. М.: Изд-во РОНЦ, 2014. 226 с.
Statistika zlokachestvennykh novoobrazovanii v Rossii i stranakh SNG v 2012 g./рod red. akad. RAN i RAMN M.I. Davydova, d.b.n. E.M. Aksel'. M.: Izd-vo RONTC, 2014. 226 s.
2. Матвеева Л.В., Мосина Л.М. Выраженность эндотоксикоза у больных раком желудка. Сибирский онкологический журнал. 2012. Прил. 1. С. 104-105.
Matveeva L.V., Mosina L.M. Vyrazhennost endotoksikoza u bolnykh rakom zheludka. Sibirskii onkologicheskii zhurnal. 2012. Pril. 1. S. 104-105.
3. Бережная Н.М. Роль клеток системы иммунитета в микроокружении опухоли. II. Взаимодействие клеток системы иммунитета с другими компонентами микроокружения. Онкология. 2009. № 11 (2). С. 86-93.
Berezhnaia N.M. Rol'kletoksistemy immuniteta vmikrookruzheniiopukholi. II. Vzaimodeistvie kletok sistemy immuniteta s drugimi komponentami mikrookruzheniia. Onkologiya. 2009. № 11 (2). S. 86-93.
4. Канцерогенез / под ред. Д.Г. Заридзе. М.: Медицина, 2004. Сс. 73-82, 415-427.
Kantcerogenez I pod red. D.G. Zaridze. M.: Meditcina, 2004. Ss. 73-82,415-427.
5. Ткаченко Е.И. Парадигма дисбиоза в современной гастроэнтерологии. Роль микробиотывлеченииипрофилактикезаболеванийвХХ1веке.Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2014. № 5. Вып. 105. С. 4-8.
Tkachenko E.I. Paradigma disbioza v sovremennoi gastroenterologii. Rol' mikrobioty v lechenii i profilaktike zabolevanii v XXI veke. Eksperimental'naya i klinicheskaia gastroenterologiya. 2014. № 5. Vyp. 105. S. 4-8.
6. Отраслевой стандарт «Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника» (ОСТ 91500.11.0004-2003). М. 2003.
Otraslevoi standart «Protokol vedeniia bolnykh. Disbakterioz kishechnika» (OST 91500.11.0004-2003). М. 2003.
7. Лазебник Л.Б., Конев Ю.В. Микробиота толстой кишки и составляющие метаболического синдрома. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2014. № 5. Вып. 105. С. 33-39.
Lazebnik L.B., Konev IU.V. Mikrobiota tolstoi kishki i sostavliaiushchie metabolicheskogo sindroma. Eksperimental'naya i klinicheskaia gastroenterologiya. 2014. № 5. Vyp. 105. S. 33-39.
8. Stock J. Gut microbiota: an environmental risk factor for cardiovascular disease. Atherosclerosis. 2013. Vol. 229 (2). P. 440-442. ЦЯ
