Frontiers | Perorální probiotika zmírňují střevní dysbakteriózu u lidí, kteří dostávají střevní preparáty | Medicine

Úvod
Materiál a metody
Etické prohlášení
Design studie a zařazení pacientů
Protokol studie
Extrakce celkové bakteriální genomové DNA a vysokokapacitní sekvenování
Analýza dat
Výsledky
Výchozí charakteristiky pacientů
Vliv střevní přípravy na střevní mikroby
Vliv probiotického přípravku na střevní mikrobiální rovnováhu
Mikrobiální změny mezi skupinami CA Group a PA Group
Diskuse
Data Availability Statement
Etické prohlášení
Příspěvky autorů
Financování
Střet zájmů

Úvod

Kolonoskopie je preferovanou metodou hodnocení střevního zdraví většiny pacientů a je zlatým standardem pro diagnostiku kolorektálního karcinomu, který dokáže jasně odhalit střevní léze (1). Před kolonoskopií se běžně používá příprava střeva, aby se zajistilo, že ve střevní stěně nezůstanou žádná rezidua, která by mohla ovlivnit průběh a výsledky vyšetření prostřednictvím využití upravené stravy a souvisejících léků, a adekvátnost přípravy střeva může přímo ovlivnit konečný efekt kolonoskopie (2). V současné době se k očistě střev před kolonoskopií široce používá polyetylenglykol (PEG) díky své účinnosti a široké přijatelnosti (3).

Jak víme, střevní mikrobiota je důležitá pro udržení lidského zdraví. Za fyziologických podmínek koexistují ve střevním traktu ve stabilním poměru symbiotické fyziologické anaerobní bakterie, symbiotické podmíněné patogenní bakterie a další škodlivé bakterie. Pokud se však střevní mikrobiota změní nebo je její poměr v nerovnováze, dojde k odpovídajícím patofyziologickým změnám (4). Během procedury přípravy střeva se do střevního traktu dostává velké množství tekutiny, která značně narušuje prostředí normální střevní dutiny, a užívání projímadel může posílit střevní dyskinezi a střevní peristaltiku, což způsobuje, že bakterie nemohou přilnout ke střevní sliznici (5). Navíc velké množství kyslíku vnesené střevním preparátem do střevního prostředí silně snižuje počet anaerobních bakterií a podporuje růst aerobních bakterií, což vede ke střevní mikrobiální poruše (6).

Probiotika jsou „živé mikroorganismy, které mohou mít při požití dostatečných dávek příznivé účinky na hostitele“ (7), předchozí studie ukazují, že probiotika hrají aktivní roli při řadě lidských onemocnění, včetně syndromu dráždivého tračníku, zánětlivých střevních onemocnění a rakoviny tlustého střeva (8, 9). Naše předchozí studie naznačily, že probiotické přípravky mají významný vliv na snížení zánětlivé reakce po gastrostomii a zlepšení gastrointestinálních symptomů u pacientů po operaci (10) a probiotické přípravky také významně zmírnily zánět ústní sliznice způsobený radioterapií u pacientů s karcinomem nosohltanu (11). Přestože byla věnována pozornost nežádoucím účinkům střevních preparátů, např, nerovnováze střevní mikrobioty a poškození střevní sliznice v akademických kruzích, málo se pracuje na snížení vedlejších účinků střevní přípravy pomocí probiotického doplňku.

V této studii byl použit klinický probiotický přípravek Bifidobacterium Tetragenous viable Bacteria Tablets, aby se zhodnotil jeho účinek na dobrovolníky, kteří dostávali střevní přípravu, a bylo použito vysokokapacitní sekvenování k posouzení, zda probiotika mají pozitivní účinky na poruchu střevní mikrobioty způsobenou střevní přípravou.

Materiál a metody

Etické prohlášení

Tato studie byla schválena institucionálními revizními komisemi druhé přidružené nemocnice Nanchangské univerzity (Nanchang, Čína). Pacienti poskytli písemný informovaný souhlas s odběrem vzorků. Projekt byl rovněž zaregistrován a schválen Čínským registračním centrem klinických studií (ChiCTR1900022539).

Design studie a zařazení pacientů

Studie byla provedena v Druhé přidružené nemocnici Nanchangské univerzity v Číně v období od prosince 2018 do listopadu 2019. Do studie bylo zařazeno 32 subjektů (29 mužů, 3 ženy) s průměrným věkem 51 let (rozmezí 30-70 let), výškou 1,66 m, hmotností 61,78 kg a indexem tělesné hmotnosti (BMI) 22,39. V průběhu studie bylo zjištěno, že se jedná o pacienty, kteří se nacházeli ve stavu po operaci. Pět účastníků mělo v anamnéze hypertenzi, čtyři cukrovku a tři hypertenzi a cukrovku. V souladu s předpisy nebyla v průběhu studie přerušena medikace. Kromě toho žádný z účastníků neužíval v průběhu subjektu antibiotika, ani se u něj v poslední době nevyskytla infekce, a neužíval ani jiná probiotika a jogurty. Žádný z těchto dobrovolníků nebyl vegetarián (tabulka 1).

TABULKA 1

Tabulka 1. Základní demografické údaje a charakteristiky pacientů.

Protokol studie

Těchto 32 dobrovolníků bylo rozděleno do dvou skupin: skupina s placebem (skupina C, n = 16) a skupina s probiotiky (skupina P, n = 16). Probiotika (životaschopné tablety Bifidobacterium Tetragenous Bacteria (SiLianKang), Hangzhou Grand Biologic Pharmaceutical Inc, Hangzhou, Čína. Číslo schválení SFDA: S20060010, obsahující >0,5 × 106 CFU/tabletu Bifidobacterium infantis, >0,5 × 106 CFU/tabletu Lactobacillus acidophilus, >0,5 × 106 CFU/tabletu Enterococcus faecalis a >0,5 × 105 CFU/tabletu Bacillus cereus). Účastníkům bylo doporučeno, aby den před přípravou střeva jedli kaši, nudle a jinou stravu s nízkým obsahem vlákniny a po kolonoskopii jedli normální stravu. Antibiotika byla během léčebného procesu zakázána, stejně jako pití a akrimonie. Všichni začali po kolonoskopii užívat placebo nebo probiotické preparáty po dobu až 5-7 dnů (tři tablety a třikrát denně).

Učastníci užívali 2 l polyetylenglykolu (PEG, číslo schválení SFDA: H20020031, obsahující balení A: 0,74 g chloridu draselného a 1,68 g hydrogenuhličitanu sodného, balení B: 1,46 g chloridu sodného a 5 g bikarbonátu sodného.68 g síranu sodného, balení C: 60 g polyetylenglykolu 4000) 4-5 h před kolonoskopií a PEG by měl být zcela užit do 1 h. Po intravenózní anestezii injekcí 1 ml lidokain-hydrochloridu (číslo schválení SFDA: H37021309), injekcí 1 ml nalbufin-hydrochloridu (číslo schválení SFDA: H20130127) a injekcí 20 ml propofolové emulze (číslo schválení SFDA: H20051843) podstoupili účastníci kolonoskopii. Pokud účastníci kolonoskopii netolerovali, byla jim podle potřeby přidána anestetika. Byly odebrány výkaly ve 3 časových pintech (3 dny před, ve stejný den jako střevní příprava těsně před kolonoskopií a 7 dní po procesu). Odebrané vzorky byly uchovávány v 50% glycerolu (Cat#56-81-5; Sengon Biotech, Čína) a ihned uloženy při -80 °C pro další použití.

Extrakce celkové bakteriální genomové DNA a vysokokapacitní sekvenování

Bylo odebráno celkem 96 vzorků stolice a k extrakci mikrobiální DNA stolice byla použita metoda bead blasting v kombinaci se soupravou genomové DNA (Tiangen Biotech Co., Ltd., Peking, Čína) (12). Koncentrace a čistota přečištěné DNA byla stanovena pomocí spektrofotometru při 230 nm (A 230) a 260 nm (A 260) (NanoDrop; Thermo Fisher Scientific, Inc., Waltham, MA, USA). Oblast V4 genu 16S rDNA v každém vzorku byla amplifikována pomocí 515F/806R primeru (515F, 5′-GCACCTAAYTGGGYDTAAAGNG-3′; 806R, 5′- TACNVGGGTATCTAATCC-3′) a produkty PCR byly sekvenovány na platformě IlluminaHiSeq 2000 (GenBank přístupové číslo PRJNA597277) (13).

Analýza dat

K analýze dat vysokokapacitního sekvenování byly použity programy Cutadapt (verze 1.9.1, http://cutadapt.readthedocs.io/en/stable/), algoritmus UCHIME http://www.drive5.com/usearch/manual/uchime_algo.html, softwarový balík UPARSE (verze 7.0.100), softwarový balíček QIIME (verze 1.9.1), softwarový balíček QIIME (verze 1.8.0) a software SIMCA-P (verze 11.5; Umetrics; Sartorius Stedim Biotech, Malmö, Švédsko) byly použity ke stanovení α diverzity (v rámci vzorků, indexy pozorovaných OTU, Chao1, Shannon, Simpson, ACE a pokrytí zboží) a β diverzity (mezi vzorky, PCA, PCoA a NMDS) (14, 15).

Údaje jsou prezentovány jako průměry ± směrodatná odchylka (SD). Statistické analýzy byly provedeny pomocí softwaru Prism (verze 7.0; GraphPad Software, San Diego, CA, USA) a softwaru SPSS 17.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA). Statistická významnost byla stanovena pomocí jednosměrné analýzy rozptylu (ANOVA) s následným Tukeyho testem mnohonásobného srovnání a F-testy. Za statisticky významnou byla považována pravděpodobnost chyby P < 0,05.

Výsledky

Výchozí charakteristiky pacientů

V období od prosince 2018 do listopadu 2019 bylo do skupiny s placebem (skupina C, 16 dobrovolníků) a do skupiny s probiotiky (skupina P, 16 dobrovolníků) zařazeno 32 dobrovolníků, jejichž pohlaví, věk, BMI, výchozí charakteristiky, anamnéza a gastrointestinální reakce před a po přípravě střeva jsou shrnuty v tabulce 1. Nebyl zjištěn žádný významný rozdíl mezi skupinou C a skupinou P.

Vliv střevní přípravy na střevní mikroby

Pro zjištění, zda střevní příprava může ovlivnit střevní mikroorganismy, byla z výkalů 16 dobrovolníků před (skupina CB), během (skupina CM) a po střevní přípravě (skupina CA) amplifikována hypervariabilní oblast V4 bakterií pomocí metody sekvenování amplikonu 16S rDNA.

Na obrázcích 1A-C Shannonův index, Simpsonův index a pozorované druhy ukázaly, že výskyt střevní přípravy mírně ovlivnil α-diverzitu střevního mikrobiálního společenstva mezi skupinami CB a CM, CB a CA, zatímco významně ovlivnil mikrobiální diverzitu mezi skupinami CM a CA (P < 0,05). A analýza hlavních souřadnic (PCoA) ukázala, že mikrobiální diverzita ve skupině CM a CA byla odlišná ve srovnání se skupinou CB (obr. 1D). Kromě toho výsledky Vennova indexu (Obrázek 1E) ukázaly, že ve skupinách CB, CM a CA bylo 2 068, 3 426 a 1 695 OTU a jejich procento společných OTU bylo 27,71 % (573/2 068), 16,73 % (573/3 426) a 33,81 % (573/1 695).

Obrázek 1

Obrázek 1. Vliv střevního preparátu na střevní mikrobiotu. (A), Shannonův index; (B), Simpsonův index; (C), Pozorované druhy; (D), PCoA indexu diverzity β; (E), skalární-Vennovo zobrazení. CB, kontrolní skupina 3 dny před přípravou střeva (n = 16); CM, kontrolní skupina během přípravy střeva (n = 16); CA, kontrolní skupina 5-7 dní po přípravě střeva (n = 16). Údaje jsou prezentovány jako průměry ± SD. ns, P > 0,05; *P < 0,05.

Dále jsme analyzovali dominantní bakterie na úrovni fylémů (obr. 2A-E) a zjistili jsme, že v těchto 3 skupinách převažovaly fyly Proteobacteria, Bacteroidetes, Firmicutes a Actinobacteria. Výsledky ukázaly, že střevní preparát zvýšil relativní zastoupení Proteobacteria (0,266 vs. 0,410), zatímco snížil relativní zastoupení Actinobacteria (0,044 vs. 0,029) a měl mírný vliv na relativní zastoupení Firmicutes (0,462 vs. 0,408) a Bacteroidetes (0,194 vs. 0,136) ve srovnání se skupinou CB. Sedm dní po přípravě střeva se relativní abundance Proteobacteria snížila z 0,410 na 0,335. Naopak u skupiny CB došlo k poklesu relativní abundance Proteobacteria. Kupodivu relativní abundance Actinobacteria se zvýšila z 0,029 na 0,119, zatímco relativní abundance Firmicutes (0,409 vs. 0,389) a Bacteroidetes (0,136 vs. 0,126) stále vykazovala klesající trend ve srovnání se skupinou CM. Na úrovni rodů (obr. 2F-J) bylo během přípravy střeva pozorováno, že relativní početnost bakterií Bacteroides a Acinetobacter byla dominantní, přičemž relativní početnost Acinetobacter (0,042 vs. 0,176) se významně zvýšila a relativní početnost Streptococcus (0,020 vs. 0,008), Bifidobacterium (0,036 vs. 0,022) a Faecalibacterium (0,075 vs. 0,065) byla ve srovnání se skupinou CB mírně změněna. Sedm dní po přípravě střeva však došlo k významnému zvýšení podílu Streptococcus (0,007 vs. 0,068) a Bifidobacterium (0,022 vs. 0,068).109) a snížení relativního zastoupení Faecalibacterium (0,065 vs. 0,031) a Acinetobacter (0,176 vs. 0,136) ve srovnání se skupinou CM.

OBRÁZEK 2

Obrázek 2. V porovnání se skupinou CM došlo ke snížení relativního zastoupení Faecalibacterium (0,065 vs. 0,031) a Acinetobacter (0,176 vs. 0,136). Vliv střevní přípravy na mikrobiální složení na úrovni fylu a rodu. (A), relativní zastoupení střevní mikroflóry na úrovni fylu; (B), Proteobacteria; (C), Bacteroidetes; (D), Firmicutes; (E), Actinobacteria. (F), relativní početnost střevní mikrobioty na úrovni rodů; (G), Acinetobacter; (H), Bifidobacterium; (I), Streptococcus; (J), Faecalibacterium. CB, kontrolní skupina 3 dny před přípravou střeva (n = 16); CM, kontrolní skupina během přípravy střeva (n = 16); CA, kontrolní skupina 5-7 dní po přípravě střeva (n = 16). Data jsou prezentována jako průměr ± SD. ns, P > 0,05; *P < 0,05.

Vliv probiotického přípravku na střevní mikrobiální rovnováhu

Pro vyhodnocení vlivu probiotik na střevní mikrobiotu dobrovolníků užívajících střevní přípravek byly odebrány výkaly před (skupina PB), během (skupina PM) a po střevní přípravě (skupina PA) po dobu 7 dní (užívali probiotický přípravek 5-7 dní).

Zjistili jsme, že střevní preparát výrazně ovlivnil α-diverzitu na Shannonův index (obr. 3A) a Simpsonův index (obr. 3B, P < 0,05) mikrobiálního společenstva mezi skupinami PB a PM. Zajímavé je, že pozorované druhy obdržely zřejmý nárůst po přípravě střeva, ale zřejmý pokles 7 dní po léčbě (obrázek 3C). Výsledky PCoA navíc ukázaly, že užívání probiotik výrazně obnovilo narušenou mikrobiotu na normální úroveň ve skupině PM a PA (Obrázek 3D) a společné OTU zaujímaly 28,68 % (508/1 771), 23,67 % (508/2 146) a 36,92 % (508/1 376) z celkového počtu OTU ve skupinách PB, PM a PA, v uvedeném pořadí.

Obrázek 3

Obrázek 3. Vliv probiotik na střevní mikrobiotu. (A), Shannonův index; (B), Simpsonův index; (C), Pozorované druhy; (D), PCoA indexu diverzity β; (E), skalární-Vennovo zobrazení. PB, probiotická skupina 3 dny před přípravou střeva (n = 16); PM, kontrolní skupina během přípravy střeva (n = 16); PA, probiotická skupina 5-7 dní po přípravě střeva (doplnění životaschopných tablet Bifidobacterium Tetragenous Bacteria po kolonoskopii po dobu až 5-7 dní, tři tablety a třikrát denně) (n = 16). Údaje jsou prezentovány jako průměr ± SD. ns, P > 0,05; *P < 0,05.

Poté jsme dále hodnotili vliv probiotické intervence na mikrobiální složení a zjistili jsme, že suplementace probiotiky významně snížila počet Proteobakterií (0.515 vs. 0,173) a prudce zvýšila relativní početnost Bacteroides (0,166 vs. 0,338) ve skupině PM ve srovnání se skupinou PA na úrovni fyziologických skupin (P < 0,05). Na úrovni rodů doplněná probiotika zjevně snížila procentuální zastoupení Acinetobacter (0,204 vs. 0,071) ve skupině PM ve srovnání se skupinou PA a významně zvýšila procentuální zastoupení Bifidobacterium (0.017 vs. 0,110), Bacteroides (0,095 vs. 0,155) a Faecalibacterium (0,028 vs. 0,060) ve skupině PM ve srovnání se skupinou PA (obr. 4F-J).

OBRÁZEK 4

Obrázek 4. Ukazuje, že ve skupině PM bylo v porovnání se skupinou PA zvýšeno procento bakterií Bacteroides, Bacteroides a Faecalibacterium (0,028 vs. 0,060). Vliv probiotik na mikrobiální složení na úrovni fylu a rodu. (A), relativní početnost střevní mikroflóry na úrovni fylů; (B), Proteobacteria; (C), Bacteroidetes; (D), Firmicutes; (E), Actinobacteria. (F), relativní početnost střevní mikrobioty na úrovni rodů; (G), Acinetobacter; (H), Bifidobacterium; (I), Bacteroides; (J), Faecalibacterium. PB, probiotická skupina 3 dny před přípravou střeva (n = 16); PM, kontrolní skupina během přípravy střeva (n = 16); PA, probiotická skupina 5-7 dní po přípravě střeva (doplnění životaschopných tablet Bifidobacterium Tetragenous Bacteria po kolonoskopii po dobu až 5-7 dní, tři tablety a třikrát denně) (n = 16). Údaje jsou prezentovány jako průměr ± SD. ns, P > 0,05; *P < 0,05; **P < 0,01.

Mikrobiální změny mezi skupinami CA Group a PA Group

Pro lepší pochopení účinku probiotik na přípravu střev jsme porovnali mikrobiální diverzitu mezi dobrovolníky ve skupinách CA a PA. Jak ukazují obrázky 5A-C, suplementace probiotiky výrazně zvýšila Shannonův index a Simpsonův index (P < 0,05), zatímco snížila sledované druhy. Výsledky PCoA ukázaly, že vzorky ve skupině CA a PA se od sebe značně rozptýlily (obr. 5D). Ve skupině CA a PA bylo 1 695 a 1 376 OTU a společný počet OTU byl 570 (obr. 5E). Lefseho analýza navíc ukázala, že ve skupině PA bylo významně více Bacteroidia (u třídy), Bacteroidetes (u fylu), Bacteroidaceae (u čeledi), Bacteroides (u rodu), Fusobacteriaceae (u čeledi), Porphyromonadaceae (u čeledi) a Parabacteroides (u rodu) než ve skupině CA (obr. 5F).

Obrázek 5

Obrázek 5. Mikrobiální změny mezi skupinami CA a PA. (A), Shannonův index; (B), Simpsonův index; (C), Pozorované druhy; (D), PCoA indexu diverzity β; (E), skalární-Vennovo zobrazení; (F), Lefseho index. CA, kontrolní skupina 5-7 dní po přípravě střeva (n=16); PA, probiotická skupina 5-7 dní po přípravě střeva (doplňování tablet Bifidobacterium Tetragenous viable Bacteria po kolonoskopii po dobu až 5-7 dní, tři tablety a třikrát denně) (n=16). Údaje jsou prezentovány jako střední hodnoty ± SD. *P < 0,05.

Poté byly porovnány specifické bakterie ve skupině CA a skupině PA. Suplementace probiotiky výrazně obohatila procento Bacteroidetes (0,126 vs. 0,338), zatímco snížila procento Proteobacteria (0,335 vs. 0,173) a Firmicutes (0,389 vs. 0,330) ve srovnání se skupinou PA na úrovni fylu (P < 0,05). Na úrovni rodů (obr. 6E-K) suplementace probiotiky snížila relativní početnost Acinetobacter (0,136 vs. 0,071) a Streptococcus (0,068 vs. 0,023), zatímco zvýšila relativní početnost Bacteroides (0,023).068 vs. 0,155), Roseburia (0,02 vs. 0,04), Faecalibacterium (0,031 vs. 0,060) a Parabacteroides (0,16 vs. 1,92 %).

OBRÁZEK 6

Obrázek 6: Relativní zastoupení bakterií z rodu Bacterium (0,02 % vs. 0,02 %) a Parabacteroides (0,16 % vs. 1,92 %). Vliv probiotik na mikrobiální složení mezi skupinami CA a PA na úrovni fylu a rodu. (A), relativní početnost střevní mikroflóry na úrovni fylu; (B), Proteobacteria; (C), Bacteroidetes; (D), Firmicutes. (E), relativní zastoupení střevní mikroflóry na úrovni rodů; (F), Acinetobacter; (G), Bacteroides; (H), Streptococcus; (I), Roseburia; (J), Faecalibacterium; (K), Parabacteroides. CA, kontrolní skupina 5-7 dní po přípravě střeva (n = 16); PA, probiotická skupina 5-7 dní po přípravě střeva (doplnění životaschopných tablet Bifidobacterium Tetragenous Bacteria po kolonoskopii po dobu až 5-7 dní, tři tablety a třikrát denně) (n = 16). Údaje jsou prezentovány jako střední hodnoty ± SD. *P < 0,05.

Diskuse

Čištění střev je během kolonoskopie nezbytné a jeho dlouhodobé bezpečné používání nutí lidi ignorovat jeho negativní vliv na střevní mikroorganismy (16). Jak víme, střevní mikroorganismy jsou základem pro podporu normálních fyziologických funkcí savců, včetně angiogeneze, metabolismu, trávení a vývoje imunitního systému (17). Navíc se při nerovnováze střevní mikroflóry objeví různá onemocnění, včetně obezity, diabetu 2. typu, kolorektálního karcinomu a zánětlivých střevních onemocnění (8, 9, 18).

Hlavními složkami normálního střevního mikroekosystému jsou obligátní anaeroby (Bacteroidetes a Firmicutes) a fakultativní anaeroby (např. Proteobacteria) obvykle tvoří jen malý podíl a nerovnováha střevní mikrobioty je často způsobena zvyšujícím se počtem fakultativních anaerobů (19). Střevní preparát může do střevní dutiny přinést velké množství kyslíku, poškodit anaerobní prostředí střevní dutiny a poskytnout dobré prostředí pro růst fakultativně anaerobních nebo aerobních bakterií. Předchozí studie a stejně tak i tato práce prokázaly, že střevní preparát výrazně zvýšil početnost proteobakterií .

V této studii jsme zjistili, že střevní preparát výrazně snížil početnost fyla Bacteroidetes a Firmicutes (obrázek 2) a užívání probiotik mělo malý vliv na fyla Firmicutes, zatímco výrazně zvýšilo početnost Bacteroidetes (obrázek 4). Předchozí studie ukázaly, že zvýšení abundance Firmicutes a snížení abundance Bacteroidetes úzce souvisí s nezdravými podmínkami. Proto může zvýšení Firmicutes/Bacteroidetes představovat potenciální riziko pro zdraví pacienta (20-22). V této studii jsme zjistili, že poměr Firmicutes/ Bacteroidetes ve skupině CA (3,08) byl vyšší než ve skupině PA (0,98), což naznačuje, že užívání probiotik může přípravou střeva snížit potenciální rizika onemocnění. Kromě toho lidské tělo obvykle nemá schopnost rozkládat většinu složitých polysacharidů (hlavní složku a hlavní zdroj výživy naší každodenní stravy), dokud se nedostanou do tlustého střeva, a Bacteroidetes hrají důležitou roli při rozkladu složitých polysacharidů celulózy, pektinu a xylanu, což může lidem pomoci absorbovat více energie ze stravy (23). Kromě toho butyrát produkovaný Bacteroidetes hraje důležitou roli při udržování střevního zdraví hostitele, působí na imunitu a má protinádorový účinek (24).

Na druhové úrovni suplementace probiotiky významně snížila početnost Acinetobacter, což je v přírodě běžná aerobní a gramnegativní bakterie, která patří k životně důležitým patogenům způsobujícím nemocniční infekce zejména u pacientů s nízkou imunitní funkcí (Acinetobacter baumannii) (25). Acinetobacter byl uveden jako třetí nejčastější lidský patogen na jednotkách intenzivní péče v jihokorejských nemocnicích a jeho vrozená rezistence k různým antibiotikům z něj učinila determinant lékové rezistence k různým antibakteriálním lékům (26). Navíc střevní preparát významně snížil hladinu Bacteroides a probiotika zjevně obnovila jeho početnost. Studie odhalily, že Bacteroides může snižovat hladinu střevního kyslíku a podporovat tak růst striktních anaerobů (23) a některé kmeny Bifidobacterium se začaly používat jako probiotika v potravinářství a lékařství (10, 27). Bakteroidy a bifidobakterie mohou navázat stabilní a dlouhodobý kontakt s hostitelem a prospívat zdraví lidského organismu, mohou rozkládat vlákninu na mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA), které poskytují zdroj energie pro buňky, podporují funkci bariér a snižují výskyt zánětlivých reakcí (28, 29).

Nakonec jsme porovnali mikrobiální diverzitu CA a PA a zjistili jsme, že užívání probiotik převážně zvyšuje množství prospěšných bakterií, jako je Roseburia (hlavně nebo pouze produkuje butyrát, který může snížit úroveň zánětu v celku, zejména v krvi, dále snížit stupeň aterosklerózy. U lidí s kardiovaskulárními chorobami zůstává její hladina nižší) (30, 31), Faecalibacterium (symbiotická bakterie, která se široce vyskytuje v trávicím traktu zvířat a lidí. Byla významně snížena u pacientů s Crohnovou chorobou a mohla by se používat jako probiotikum k léčbě Crohnovy choroby) (32-34) a Parabacteroides (dokáže odolávat střevním zánětům, hlavními konečnými metabolickými produkty jsou prospěšná kyselina octová a jantarová, které jsou ve střevním traktu pacientů s kolitidou nižší než normální rozmezí) (35-37) na úrovni rodu. Nicméně početnost škodlivých bakterií, jako je Streptococcus, byla nápadně snížena (obr. 5, 6). Streptokoky jsou běžnými oportunními patogeny, včetně Streptococcus pyogenes, Streptococcus viridans a Streptococcus pneumoniae, které mohou způsobovat hnisavé záněty, endokarditidy a septikemie a dále ohrožovat lidské zdraví a život (38, 39). Haenni et al. uvedli, že v důsledku rozsáhlého používání tetracyklinových, makrolidových a linkosamidových antibiotik v celosvětovém živočišném sektoru se objevila rezistence Streptococcus zooepidermidis vůči antibiotikům, což vede k selhání léčby (40, 41).

V této studii jsme zjistili, že perorální probiotika skutečně zmírnila střevní mikrobiální poruchy způsobené přípravou střev, výrazně snížila počet patogenů Proteobacteria (na úrovni fylu), Acinetobacter (na úrovni rodu), Streptococcus (na úrovni rodu) a posílily probiotika Bacteroidetes (na úrovni fyla), Bacteroides (na úrovni rodu), Roseburia (na úrovni rodu), Faecalibacterium (na úrovni rodu) a Parabacteroides (na úrovni rodu). Máme tedy důvod se domnívat, že doplnění probiotických přípravků urychlí nastolení střevní mikrobiální rovnováhy po očistě střev, potlačí růst škodlivých bakterií a prospěje udržení střevního zdraví.

Data Availability Statement

Soubory dat vytvořené pro tuto studii lze nalézt v NCBI:

Etické prohlášení

Studie zahrnující lidské účastníky byly přezkoumány a schváleny institucionálními revizními komisemi druhé přidružené nemocnice Nanchangské univerzity (Nanchang, Čína). Projekt byl rovněž zaregistrován a schválen Čínským centrem pro registraci klinických studií (ChiCTR1900022539). Pacienti/účastníci poskytli svůj písemný informovaný souhlas s účastí v této studii.

Příspěvky autorů

TC a XD navrhli experimenty, analyzovali data a napsali rukopis. CZ, HT, RY, ZL, YH a KW prováděli experimenty. Všichni autoři diskutovali o výsledcích a vyjádřili se ke konečné podobě rukopisu.

Financování

Tato práce byla podpořena granty National Natural Science Foundation of China (grant č. 81960103 pro XD), Natural Science Foundation of Jiangxi province (grant č. 20192ACBL20034 pro ZL), Science and Technology Project of Jiangxi (granty č. 20192ACBL20034 pro ZL), Science and Technology Project of Jiangxi (granty č. 20192ACBL20034 pro ZL). 20181BBG70028, 20181BCB24003 a 20194BCJ22032 pro TC) a dvojnásobný desetitisícový plán provincie Ťiang-si pro TC (odborníci na inovace a technologie jako špičkoví talenti).

Střet zájmů

Autoři prohlašují, že výzkum byl proveden bez jakýchkoli komerčních nebo finančních vztahů, které by mohly být chápány jako potenciální střet zájmů.

1. Kim MS, Park J, Park JH, Kim HJ, Jang HJ, Joo HR, et al. Does polyethylene glycol. (PEG) plus kyselina askorbová vyvolává při přípravě střeva větší poškození sliznice než 4-L PEG v rozdělené dávce? Gut Liver (Střeva a játra). (2016) 10:237-43. doi: 10.5009/gnl14439