Infekce Helicobacter pylori a žaludeční dysbióza:

Abstract

Helicobacter pylori (Hp) je zodpovědný za jednu z nejčastějších infekcí na světě. Prevalence přesahuje 50 % populace v rozvojových zemích a přibližně třetina dospělých je kolonizována v severní Evropě a Severní Americe. Je považován za hlavního původce chronické gastritidy, peptického vředu, atrofické gastritidy, rakoviny žaludku a lymfomu slizniční lymfatické tkáně (MALT). Kolonizace Hp mění složení žaludeční mikrobioty, což by mohlo být příčinou vzniku žaludečních poruch. V současné době představuje vznikající problém v léčbě Hp rostoucí míra rezistence na antimikrobiální léčbu. V této souvislosti může být k překonání tohoto problému velmi užitečné hledání adjuvantních látek a podávání probiotik může představovat platnou možnost. Cílem tohoto přehledu je popsat změny žaludeční mikrobioty během kolonizace Hp, mechanismy účinku a možnou roli probiotik v léčbě této infekce.

1. Úvod

Helicobacter pylori (Hp) je gramnegativní, spirálovitá, bičíkatá bakterie patřící do fylu Proteobacteria se silnou schopností přežívat v drsném kyselém prostředí žaludku. Hp je zodpovědná za jednu z nejrozšířenějších infekcí na světě , přičemž počet infikovaných osob je celosvětově stále velmi vysoký. V některých oblastech světa, například v jižní a východní Evropě, Jižní Americe a Asii, přesahuje prevalence 50 % populace. Nízký socioekonomický status, špatná úroveň vzdělání a špatné hygienické podmínky jsou hlavními souvisejícími rizikovými faktory. Pozoruhodné je, že v severní Evropě a Severní Americe je kolonizována přibližně třetina dospělých .

Několik nedávných důkazů zdůraznilo, že Hp může modifikovat složení žaludeční mikrobioty a výsledné změny mohou hrát roli při vzniku onemocnění souvisejících s Hp. Přesto musí být interakce mezi hostitelem, mikrobiotou a Hp v patogenezi těchto stavů plně objasněna .

Kolonizace Hp může způsobit chronickou gastritidu, peptický vřed, atrofickou gastritidu, adenokarcinom žaludku a lymfom slizniční lymfatické tkáně (MALT) . Hp gastritida je považována za infekční onemocnění bez ohledu na příznaky a stadium onemocnění a důrazně se doporučuje eradikační léčba . Rychlý výskyt bakterií rezistentních vůči antibiotikům se však stává jedním z nejkritičtějších problémů veřejného zdraví na světě, a tak volba terapeutických možností léčby infekce Hp čelí tomuto dilematu .

V této souvislosti může být užitečné použití probiotik, definovaných jako „živé mikroorganismy, které při podávání v přiměřeném množství přinášejí hostiteli zdravotní prospěch“, pro jejich antibakteriální aktivitu proti Hp a pro interakci s komplexním ekosystémem hostitele .

Příznivé vlastnosti probiotik na mikrobiologické prostředí hostitele mohou souviset s jejich potenciálními účinky na trávicí mikroflóru a střevní imunitní systém, které zahrnují jejich schopnost konkurovat střevním patogenům, zvyšovat sekreci IgA, modulovat expresi a sekreci cytokinové mRNA, stimulovat produkci mucinu, bakteriocinu a kyseliny mléčné a modulovat růst mikrobioty .

Cílem tohoto přehledu je poskytnout přehled změn ve složení žaludeční mikrobioty během infekce Hp a následně posoudit potenciální úlohu probiotik při dysbióze a eradikaci vyvolané Hp. Bylo provedeno kritické zhodnocení klinických výzkumných důkazů o údajích týkajících se Hp a složení žaludeční mikrobioty a o účinnosti probiotik při léčbě Hp infekce a prevenci vedlejších účinků antimikrobiální léčby. Vyhledávání bylo omezeno na úplné rukopisy v anglickém jazyce.

2. Helicobacter pylori a složení žaludeční mikrobioty

Žaludek byl vždy považován za sterilní orgán. Není divu, že se dlouho předpokládalo, že nízké pH žaludečního lumen a peristaltika přispívají k vytvoření nepříznivého prostředí pro přežívání bakterií a stabilní mikrobiální kolonizaci tohoto orgánu. Objev Hp Marshallem a Warrenem v roce 1983 však dal podnět k období progresivních objevů v oblasti žaludečních infekcí a zajistil průlom v poznání žaludečního mikroekologického prostředí. Zásadní význam mělo zdokonalení technik detekce mikrobů. Počáteční analýza byla prováděna pomocí kultivačních metod, které v sobě skrývají různá omezení; zejména se týkají velkého množství bakterií, které jsou stále považovány za „nekultivovatelné“ z důvodu rezistence k růstu v běžných kultivačních médiích, potřeby zvláštních podmínek prostředí, nízké rychlosti růstu bakterií a interakce s jinými bakteriemi nebo jejich vylučovanými substráty . Tyto faktory dohromady nebo jednotlivě mohou určovat neúplné a omezené zastoupení komplexního žaludečního bakteriálního společenstva, které nesprávně ukazuje podobné složení žaludeční mikrobioty u pacientů s Hp ve srovnání se zdravými osobami . Naopak nejnovější molekulární techniky, které umožňují hloubkové studium žaludeční mikrobioty, poukázaly na významný rozdíl ve složení mikrobioty mezi Hp pozitivními a zdravými subjekty. Tato technika spočívá v sekvenování ribozomálního genu 16S rRNA, který obsahuje 9 variabilních oblastí, jež jsou přítomny u všech bakterií a jsou podobné u mikroorganismů stejných fylů. Technicky tento typ analýzy umožňuje rozpoznat různé bakteriální druhy prostřednictvím analýzy genomu, což znesnadňuje hodnocení vitality mikroorganismů. Abychom se vyhnuli této nevýhodě, je vhodnější používat bakteriální RNA místo DNA .

V současné době víme, že u zdravých osob je žaludeční mikrobiota na úrovni fylů složena převážně z Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria a Actinobacteria. Nejvíce zastoupenými rody jsou Streptococcus, dále Veillonella, Prevotella, Fusobacterium a Rothia . Analýza provedená na žaludeční šťávě a biopsiích naznačila, že hustota žaludeční mikrobioty je nižší než v jiných částech gastrointestinálního traktu (GIT) a čítá asi 101-103 CFU/ml .

Přítomnost bakterií v žaludku je možná díky postupnému posunu pH ze žaludečního lumen (pH 1-2) na povrch sliznice (pH 6-7) pokrytý hlenem, který aktivně vylučují žaludeční žlázy. Tento gradient pH umožňuje vznik různých prostředí, která umožňují růst mikroorganismů, přičemž slizniční povrch je pohostinnější oblastí žaludku . Hp kolonizace žaludeční sliznice mění toto žaludeční prostředí dekonstrukcí slizniční vrstvy a alkalizací žaludeční šťávy .

U Hp pozitivních subjektů molekulární analýza prokázala celkové snížení bakteriální diverzity s absolutní převahou na úrovni fylů Proteobacteria, následované Firmicutes, Bacteroidetes a Actinobacteria. V rodové subanalýze, vyjma Hp, který se ukazuje jako nejvíce zastoupený druh, jsou Streptococcus běžně druhou detekovanou bakterií . Zajímavá studie Anderssona a kol., která hodnotila vzorky od Hp pozitivních i zdravých osob, ukázala, že přítomnost Hp způsobuje snížení mikrobiální diverzity. U osob s Hp bylo nalezeno pouze 33 fylotypů ve srovnání s bohatým a diverzifikovaným sortimentem žaludečních mikroorganismů čítajícím přibližně 262 fylotypů u zdravých osob, což tento rozdíl podtrhuje .

S cílem zjistit, zda změny žaludeční mikrobioty zjištěné současně s infekcí Hp jsou vyvolány hypochlorhydrií, analyzovali Parsons et al. složení žaludeční mikrobioty u různých hypochlorhydrických stavů a u zdravých osob. Jak již bylo popsáno dříve, i v této studii obsahoval žaludek zdravých osob nejširší bakteriální diverzitu ve srovnání s ostatními skupinami. Zajímavé je, že skupina PPI vykazuje charakteristiku mikrobioty, která je podobná jako u zdravého žaludku, a to navzdory hypochlorhydrickému stavu v důsledku užívání léku. Významný rozdíl v mikrobiální diverzitě byl zjištěn při porovnání zdravých subjektů se stavy souvisejícími s Hp a zajímavý údaj vyplývá ze srovnání gastritidy související s Hp a atrofické gastritidy související s Hp. Ve skutečnosti nebyly mezi těmito dvěma stavy zjištěny žádné významné rozdíly, což naznačuje, že u pacientů s podskupinou Hp může být role bakterií při vyvolávání změn ve složení žaludeční mikrobioty ve srovnání s hypochlorhydrií vyšší .

Změny žaludeční mikrobioty v důsledku infekce Hp mohou souviset s vnitřními vlastnostmi bakterií. Hp je totiž vybavena oxidázovou, katalázovou a ureázovou aktivitou. Ureáza je metaloenzym schopný přeměnit močovinu na amoniak a bikarbonát, který je zodpovědný za lokální zvýšení žaludečního pH a bezpečný průchod do žaludečního lumen. Hp bičíky umožňují patogenu projít vrstvou hlenu poháněného gradientem pH, a tím umožňují invazi do žaludeční sliznice. Jakmile se Hp usadí, vystaví adheziny (HopQ, HopP a HopS), které umožňují receptorově specifickou těsnou adhezi k žaludečním epiteliálním buňkám a následně expresi faktorů virulence CagA a VacA, které zprostředkovávají cytotoxickou aktivitu . Poškození sliznice přitahuje polymorfonukleární a jiné imunitní buňky, které pravděpodobně přispívají k poškození žaludku produkcí cytokinů a jiných prozánětlivých látek . Tyto faktory vytvářející nepřátelské prostředí pravděpodobně ztěžují přežití ostatních bakterií a umožňují vznik žaludeční dysbiózy.

3. Eradikace Helicobacter pylori a podávání probiotik

Podle Maastrichtské konsensuální zprávy V je standardní trojkombinační léčba, inhibitor protonové pumpy (PPI) + amoxicilin (AMX) + klaritromycin (CLR), považována za empirickou léčbu první linie v oblastech s nízkou rezistencí na CLR. Při vysoké regionální rezistenci na CLR, kdy se za hranici rezistence považuje 15 % populace, se doporučuje nebismutová čtyřkombinační léčba PPI + AMC + metronidazol (MTZ) + CLR. Ve všech těchto případech lze jako alternativu použít bismutovou čtyřkombinační léčbu, která se doporučuje jako léčba první volby v oblastech s vysokou duální rezistencí na CLR-MTZ. Přínos eradikace Hp byl prokázán u stavů, jako je peptická vředová choroba, MALT lymfom, anémie z nedostatku železa, idiopatická trombocytopenická purpura a nedostatek vitaminu B12 . Rezistence vůči antibiotikům vede k rostoucím odhadům selhání léčby, jak ukazuje zvyšující se míra výskytu kmenů rezistentních vůči CLR, která v některých oblastech světa dosáhla 40-50 % .

Na základě literárních údajů (tabulka 1) se ukazuje, že některá probiotika spojená s antibiotickou léčbou mohou zlepšit míru eradikace Hp a navíc mohou snížit škodlivé vedlejší účinky způsobené antimikrobiální léčbou, jako jsou nevolnost, zvracení, průjem, bolesti břicha, nadýmání a poruchy chuti, které jsou občas příčinou vysazení léčby .

Úloha podávání kmene Lactobacillus v léčbě Hp infekce a v prevenci vedlejších účinků antimikrobiální léčby je dobře zdokumentována. Suplementace těchto probiotik může přímo snížit rychlost růstu Hp a kolonizaci Hp. V prospektivní, randomizované, kontrolované studii provedené Ojettim a kol. se ukázalo, že přidání probiotika (L. reuteri 1 × 108 CFU tid po dobu 14 dnů) k léčbě druhé linie založené na levofloxacinu vedlo k další 20% eradikaci ve srovnání se samotnou antibiotickou léčbou a následnému důslednému snížení příznaků, jako je průjem a nevolnost . Armuzzi et al. zařadili 120 asymptomatických Hp pozitivních osob, které byly náhodně rozděleny do dvou léčebných skupin: jedna dostávala trojitou anti-Hp terapii (PPI 40 mg bid, CLR 500 mg bid a tinidazol 500 mg bid) a druhá dostávala stejnou antibiotickou terapii spojenou s probiotikem obsahujícím Lactobacillus GG (6 × 109 životaschopných bakterií) bid po dobu 14 dnů. Analýza dokumentovala zlepšení gastrointestinálních symptomů ve skupině s probiotickou suplementací s významným snížením poruch chuti (), nadýmání () a průjmu (). Na druhou stranu nebyly zaznamenány žádné významné rozdíly v míře eradikace (skupina 1 vs. skupina 2; PP: 80,7 % vs. 80 %, ) . Výborných výsledků lze dosáhnout také podáváním pitných doplňků stravy obsahujících laktobacily nebo jejich kultivační supernatant .

Příznivé účinky podávání Bifidobacterium analyzovali Chitapanarux et al. ve dvojitě zaslepené, placebem kontrolované studii, v níž použili B. longum jako doplněk ke standardní trojkombinační léčbě. Výsledky ukázaly významný příznivý vliv na míru eradikace Hp (PP: 28/30, 93,33 % vs. PP: 22/30, 73,33 %, ) a na snížení frekvence průjmu (25 % vs. 3,23 %, ) bez významných výsledků na nevolnost (18,75 vs. 12,90 %), poruchy chuti (15,63 % vs. 12,90 %) a bolesti v nadbřišku (6,25 vs. 3,23 %) . V předchozí studii Yaşara a kol. zahrnující 76 histopatologicky prokázaných pacientů s Hp však přidání jogurtu s obsahem Bifidobacterium DN-173 ke standardní trojkombinační léčbě po dobu 14 dnů vedlo k eradikaci 66 % ve srovnání s 53 % při léčbě samotnými antibiotiky. Každopádně zvýšení míry eradikace Hp nebylo statisticky významné .

Saccharomyces boulardii, kvasinkové probiotikum, bylo obzvláště účinné při snižování vedlejších účinků eradikační terapie. Song a kol. uvádějí, že přidáním tohoto probiotika k trojkombinační terapii založené na CLR a AMX po dobu 4 týdnů bylo dosaženo 85,4% míry eradikace ve srovnání s 80 % při absenci probiotika. Gastrointestinální nežádoucí účinky, zejména průjem, byly častější u druhé skupiny () . Metaanalýza Szajewské a kol. zahrnující jedenáct RCT (2200 účastníků, z toho 330 dětí) ukázala, že S. boulardii významně zvýšil míru eradikace Hp, ale pod cílovou úrovní. Toto probiotikum však významně snížilo nežádoucí účinky, zejména průjem a nevolnost .

Na základě vlastností probiotik je pravděpodobné, že směs kmenů může zlepšit míru eradikace Hp. Ve studii Du et al. bylo pacientům podáváno vícekmenové probiotikum obsahující Lactobacillus acidophilus, Streptococcus faecalis a Bacillus subtilis po dobu dvou týdnů před léčbou antibiotiky nebo v jiné skupině po dobu dvou týdnů po eradikační léčbě. Obě schémata byla při eradikaci Hp infekce účinnější než samotná trojkombinační léčba (81,6 % a 82,4 % vs. 61,5 %), ale nebyla zjištěna statistická významnost, pokud jde o výskyt nežádoucích účinků . Metaanalýza provedená Wangem a kol. která zahrnovala deset studií (1469 subjektů) ukázala, že přidání probiotik pomocí sloučenin obsahujících kmeny Lactobacillus a Bifidobacterium významně zlepšuje jak míru eradikace Hp, tak snižuje výskyt nežádoucích účinků antimikrobiální terapie. Výhoda přídavku probiotik byla navíc prokázána nezávisle na typu eradikační terapie použité ve studii, a to navzdory terapii obsahující bismut, která by mohla představovat potenciální selhání v důsledku inhibiční aktivity bismutu vůči probiotikům . Navíc následná metaanalýza provedená Mcfarlandem a kol. potvrdila, že probiotika z více kmenů mohou být užitečná jako doplňková terapie při eradikaci Hp a při prevenci vedlejších účinků eradikace, ale dospěli k závěru, že ne všechny směsi jsou stejně účinné . A konečně Lau et al. potvrdili užitečnost směsí Lactobacillus, Bifidobacterium, Saccharomyces a probiotik při léčbě infekce Hp u dospělých i dětí, u asijské i neasijské populace .

V současné době není použití probiotik u dětí k léčbě infekce Hp jednoznačné. V již zmíněné metaanalýze Wanga a kol. neprokázala analýza podskupin dětí žádnou účinnost probiotik na míru eradikace a snížení nežádoucích vedlejších účinků . Pacifico et al. poukázali na spornou účinnost užívání probiotik u těchto pacientů. Sedm studií zahrnujících heterogenní antibiotickou a probiotickou terapii prokázalo obecný přínos v míře eradikace díky suplementaci probiotiky, ale pouze ve dvou byly výsledky statisticky významné, a proto dospěli k závěru, že neexistují žádné přesvědčivé důkazy podporující použití probiotik s trojkombinační terapií u dětí . V roce 2015 navíc konsenzus latinskoamerické skupiny odborníků konstatoval, že v té době chyběly dostatečné důkazy pro doporučení podávání probiotik v této oblasti . Jiné důkazy však naznačují, že některá probiotika, jako je S. boulardii nebo L. casei samostatně nebo více kmenů (L. acidophilus + B. bifidum, B. mesentericus + C. butyricum + S. faecalis) mohou být užitečná při léčbě Hp a zabránit nežádoucím účinkům způsobeným eradikační léčbou u dětských pacientů, což doporučuje jejich používání .

Příznivé účinky těchto probiotik proti infekci Hp mohou souviset s jejich vnitřními vlastnostmi, které mohou záviset na druhu probiotika (obr. 1). Bylo prokázáno, že laktobacily mají následující vlastnosti: (1)Produkce antimikrobiálních látek, jako jsou bakteriociny, které jsou syntetizovány ribozomy a vylučovány několika bakteriemi včetně laktobacilů. Tyto látky jsou opatřeny antimikrobiální aktivitou a představují důležitou a úspěšnou zbraň proti jiným mikrobiálním druhům, jako je Hp . Některé bakteriociny, jako nisin, pediocin, acidocin a lakticin, přispívají k homeostáze složitého ekosystému trávicího traktu .(2) Schopnost přežívat v kyselém prostředí žaludku tím, že vyvolávají produkci mléčných a těkavých kyselin, které mají inhibiční účinek na růst Hp. Účinky suplementace L. salivarius byly zdokumentovány ve studii na myším modelu a její účinnost souvisí s vysokým množstvím kyseliny mléčné produkované bakterií, která interferuje s ureázovou aktivitou patogenu . Kromě toho je L. salivarius in vitro schopen snižovat žaludeční zánět modulací lokální sekrece cytokinů, zejména IL-8 přímo souvisejícího s náborem neutrofilů a zánětem sliznice, pravděpodobně jako odpověď na potlačenou sekreci faktoru virulence CagA . 3) Schopnost adherovat na žaludeční a duodenální buňky, a tím provádět kompetitivní působení proti patogenům. Mukai et al. zjistili, že dva kmeny L. reuteri, JCM 1081 a TM105, jsou schopny vázat specifické membránové glykolipidy, a obsadit tak potenciální místo adheze Hp, čímž inhibují kolonizaci žaludku tímto patogenem .

Obrázek 1

Mechanismy účinku probiotik.

Podobné mechanismy účinku byly popsány i u dalších probiotik. Kmeny Bifidobacterium jsou schopny produkovat antimikrobiální látky, které mohou inhibovat růst Hp, čímž zlepšují míru eradikace . Zajímavé je, že studie Yu et al. na myších naznačila, že probiotická směs obsahující B. longum, L. acidophilus a E. faecalis může zmírnit Hp gastritidu snížením zánětlivé reakce inhibicí sekrece cytokinů, jako jsou IL-8, TNF-α, G-CSF a GM-CSF . Naopak S. boulardii může snížit adhezi Hp na buňky žaludku a dvanáctníku díky své neuraminidázové aktivitě schopné selektivně snížit expresi α (2-3)-vázané kyseliny sialové na povrchu buněk, která je cílem adheze Hp .

4 . Závěr

Náš přehled poukazuje na to, jak některé probiotické kmeny mohou zlepšit míru eradikace Hp a zabránit vedlejším účinkům antimikrobiální léčby, pravděpodobně díky schopnostem těchto mikroorganismů působit přímo proti Hp a obnovit zdravou mikrobiotu. V Itálii činí průměrné náklady na probiotika jako doplněk antimikrobiální léčby na základě studií uvedených v tomto přehledu přibližně 2 EUR za den léčby na pacienta. Podle našeho názoru jsou tyto náklady široce odůvodněné snížením vedlejších účinků způsobených antibiotickou léčbou a zvýšenou mírou eradikace, která snižuje potřebu léčby druhé linie. Proto lze podávání probiotik považovat za doplňkovou léčbu, zejména pokud eradikace Hp selže. Ne všechna probiotika jsou však stejně užitečná a léčebné účinky jsou pravděpodobně závislé na kmeni. K lepšímu pochopení jejich role při infekci Hp jsou nutné další studie, zejména při použití aktualizovaných eradikačních schémat.

V současné době je k dispozici jen málo studií nebo metaanalýz o přímém srovnání příznivých účinků různých druhů probiotik při antimikrobiální léčbě. Nicméně podle dostupných údajů a podle prohlášení Maastricht V Consensus Report „Certain probiotics may have beneficial effect on Hp eradication“ , doporučujeme používat kmeny Lactobacillus, Bifidobacterium a Saccharomyces. Nicméně podle našeho názoru by mělo být více studií s probiotiky přizpůsobeno stavu složení žaludeční mikrobioty před a po eradikační terapii Hp, neboť by to mohlo vysvětlit roli různých bakterií při vzniku žaludečních onemocnění.

Konflikty zájmů

Autoři prohlašují, že nejsou ve střetu zájmů.

Příspěvky autorů

Giovanni Bruno a Giulia Rocco vypracovali rukopis za přispění všech autorů. Piera Zaccari rukopis kriticky revidovala. Barbara Porowska, Maria Teresa Mascellino a Carola Severi poskytly vědecké vedení

.