Mikrobiom układu oddechowego



Podobne dokumenty
Zapalenia płuc u dzieci

Zakład Mikrobiologii i Laboratoryjnej Immunologii Medycznej Uniwersytetu Medycznego w Łodzi 2

Przewlekła obturacyjna choroba płuc a zakażenia pneumokokami

Diagnostyka molekularna w OIT

Spis treœci. 1. Wstêp... 1

Czy to nawracające zakażenia układu oddechowego, czy może nierozpoznana astma oskrzelowa? Zbigniew Doniec

PIC Polska rekomendacje weterynaryjne

CENNIK DIAGNOSTYKA NIEPŁODNOŚCI MĘSKIEJ

Czy grozi mi wirusowe zapalenie wątroby typu B?

SHL.org.pl SHL.org.pl

Iwona Budrewicz Promocja Zdrowia Powiatowa Stacja Sanitarno-Epidemiologiczna w Kamieniu Pomorskim

Powikłania zapaleń płuc

Harmonogram zajęć z Mikrobiologii z parazytologią i Immunologii dla studentów II roku kierunku lekarskiego WL 2018/2019 GRUPA 5

Piątek. 9:20 9:40 Śródmiąższowe włóknienia płuc w badaniu mikroskopowym prof. Renata Langfort

Pozaszpitalne zapalenia płuc u dzieci

Plan szkoleń wewnętrznych na 2019r. Szpital Obserwacyjno-Zakaźny ul. Krasińskiego 4/4a

Zakład Mikrobiologii Klinicznej [1]

Powikłania zapaleń płuc

Elżbieta Arłukowicz Streszczenie rozprawy doktorskiej

Pneumonologia przez przypadki zalecenia diagnostyczno-terapeutyczne

Słowa kluczowe: żółć, złogi żółciowe, kamica żółciowa, zakażenie żółci, bakterie.


Choroby układu oddechowego wśród mieszkańców powiatu ostrołęckiego

Zapalenia płuc u dzieci. Joanna Lange

WIRUSOWE ZAPALENIE WĄTROBY TYPU C PROGRAM PROFILAKTYKI ZAKAŻEŃ HCV

Zakażenia wywołane przez paciorkowce z grupy A. Informacje dla pacjentów

Wirusy 2018 aktualne dane dotyczące zagrożeń epidemicznych

Oporność na antybiotyki w Unii Europejskiej Dane zaprezentowane poniżej zgromadzone zostały w ramach programu EARS-Net, który jest koordynowany przez

Oddział Pediatryczny - ARION Szpitale sp. z o.o. Zespół Opieki Zdrowotnej w Biłgoraju

Diagnostyka mikrobiologiczna swoistych i nieswoistych zakażeń układu oddechowego

PROFILAKTYKA PRZECIW GRYPIE

Program Profilaktyki Zdrowotnej

dystrybucji serotypów powodujących zakażenia inwazyjne w poszczególnych grupach wiekowych zapadalność na IChP w poszczególnych grupach wiekowych

Anna Andrychiewicz 1, Anita Borowiecka 1, Jerzy Soja 1,2, Krzysztof Sładek 1,2

Zakażenia bakteriami otoczkowymi Polsce epidemiologia, możliwości profilaktyki. Anna Skoczyńska KOROUN, Narodowy Instytut Leków

Waldemar TOMALAK. Zakład Fizjopatologii Układu Oddychania, Instytut Gruźlicy i Chorób Płuc, Oddział w Rabce-Zdroju.

Poradnia Immunologiczna

Choroby wewnętrzne - pulmonologia Kod przedmiotu

S Y LA BUS MODUŁU. In f o r m acje o gólne. Mikrobiologia

Diagnostyka mikrobiologiczna zakażeń krwi Paweł Zwierzewicz

Prezentacja Pracowni Ekologii Drobnoustrojów w Katedry Mikrobiologii UJCM

Promotor: prof. dr hab. Katarzyna Bogunia-Kubik Promotor pomocniczy: dr inż. Agnieszka Chrobak

MATERIAŁY Z GÓRNYCH DRÓG ODDECHOWYCH - badanie bakteriologiczne + mykologiczne

Kurs: Podstawy nieinwazyjnej wentylacji mechanicznej w leczeniu ostrej i zaostrzeniu przewlekłej niewydolności oddychania

NAJCZĘSTSZE CZYNNIKI ETIOLOGICZNE ZAKAŻEŃ DIAGNOZOWANYCH W SZPITALACH WOJEWÓDZTWA LUBUSKIEGO R.

Lp. Zakres świadczonych usług i procedur Uwagi

SPRAWOZDANIE Z BADAŃ MIKROBIOLOGICZNYCH Nr 20006/11859/09

MAM HAKA NA CHŁONIAKA

Wpływ alkoholu na ryzyko rozwoju nowotworów złośliwych

Patogeny dolnych dróg oddechowych w zakażeniach pozaszpitalnych

MIKROBIOM UKŁADU ODDECHOWEGO W WARUNKACH FIZJOLOGICZNYCH I PATOLOGICZNYCH

Jedna bakteria, wiele chorób

uzyskano tylko w 13 przypadkach gruźlicy PŁUC tzn. w 21,0% przypadków gruźlicy u dzieci

Dr n. med. Anna Prokop-Staszecka Dyrektor Krakowskiego Szpitala Specjalistycznego im. Jana Pawła II

Materiał i metody. Wyniki

4 NA 5 CHORYCH NA ASTMĘ


2. Praktyczne aspekty komunikacji: pielęgniarka pacjent Józef Skrzypczak Pytania sprawdzające Piśmiennictwo... 35

Wirus HPV przyczyny, objawy i leczenie

Szczepienia obowiązkowe osób narażonych w sposób szczególny na zakażenia

dr n. med. mgr farm. Anna Gołda mgr farm. Justyna Dymek Zakład Farmacji Społecznej, Wydział Farmaceutyczny UJCM

WYTYCZNE W-0018_001 WYTYCZNE WYDAWANIA RAPORTÓW Z BADAŃ MIKROBIOLOGICZNYCH. Data wprowadzenia:

prof. Joanna Chorostowska-Wynimko Zakład Genetyki i Immunologii Klinicznej Instytut Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie

S Y LA BUS MODUŁU. In f o r m acje o gólne. Mikrobiologia

Leczenie POCHP z perspektywy pacjenta

Dziecko przebyło infekcję kiedy szczepić? Dr n. med. Ewa Duszczyk

w kale oraz innych laboratoryjnych markerów stanu zapalnego (białka C-reaktywnego,

UCHWAŁA Nr XXXIII/332/2013

Badanie mikrobiologiczne płynów z jam ciała

Podstawy leczenia PCD

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 448

Testy dla kobiet w ciąży. Zakażenie HIV i AIDS u dzieci.

Projekt Alexander w Polsce w latach

Co roku na POChP umiera ok. 15 tys. Polaków

Program ćwiczeń z mikrobiologii dla studentów III roku Oddziału Analityki Medycznej, rok akademicki 2018/2019 SEMESTR LETNI

GRYPA CO POWINIENEŚ WIEDZIEĆ NA TEN TEMAT? CZY WYKORZYSTAŁŚ WSZYSTKIE DOSTĘPNE ŚRODKI BY USTRZEC SIĘ PRZED GRYPĄ?

badania Edukacja Badania Rozwój

ZAPROSZENIE NA BADANIA PROFILAKTYCZNE WYKONYWANE W RAMACH PODSTAWOWEJ OPIEKI ZDROWOTNEJ ( )

Astma oskrzelowa. Zapalenie powoduje nadreaktywność oskrzeli ( cecha nabyta ) na różne bodźce.

GRYPA. Jak zapobiec zakażeniom grypy? m. st. Warszawie. Oddział Promocji Zdrowia, ul. Cyrulików 35; Powiatowa Stacja Sanitarno Epidemiologiczna w

Program ćwiczeń z mikrobiologii dla studentów III roku Oddziału Analityki Medycznej, rok akademicki 2014/2015 SEMESTR LETNI

Zaostrzenia przewlekłej obturacyjnej choroby płuc z uwzględnieniem bakteriologicznego badania plwociny

SPRAWOZDANIE Z BADAŃ MIKROBIOLOGICZNYCH Nr 20005/11858/09

Harmonogram zajęć z Mikrobiologii z parazytologią i Immunologii. dla studentów II roku kierunku lekarskiego Wydziału Lekarskiego 2016/2017

S YL AB US MODUŁ U ( PRZEDMIOTU) I nforma cje ogólne. Mikrobiologia jamy ustnej

Instytut Mikrobiologii

Tabela Nr 1. Rozliczenie środków finansowych z Wojewódzkiego Programu Profilaktyki Gruźlicy Płuc i Nowotworów Układu Oddechowego

Uchwala nr. Rada Miasta Katowice. z dnia. w sprawie przyjęcia "Programu szczepień profilaktycznych oraz meningokokom".

Probiotyki, prebiotyki i synbiotyki w żywieniu zwierząt

Centrum Pulmonologii i Torakochirurgii w Bystrej (dawniej : Specjalistyczny Zespół Chorób Płuc i Gruźlicy)

Nowe wyzwania dla medycyny zakażeń w świetle zachodzących zmian w epidemiologii drobnoustrojów oraz demografii pacjentów

Ocena rozprawy doktorskiej Pani lek. wet. Iwony Kozyry p.t. Molekularna charakterystyka zoonotycznych szczepów rotawirusa świń

MAXimus. Ul. Wita Stwosza Szczecin. tel: fax:

Ostre infekcje u osób z cukrzycą

UCHWAŁA Nr IV/18/2015 Rady Miejskiej w Policach z dnia 27 stycznia 2015 r.

UCHWAŁA Nr XVI/153/2016 Rady Miejskiej w Policach z dnia 23 lutego 2016 r.

Uchwała Nr XIX/169/2008 Rady Miasta Marki z dnia 18 czerwca 2008 roku

Liczba godzin dydaktycznych w roku akademickim 2016/2017 semestr IX (zimowy):

Gorączka Q epidemiologia, patogeneza oraz diagnostyka laboratoryjna. Wskazówki dla lekarzy weterynarii i hodowców

Transkrypt:

ARTYKUŁ REDAKCYJNY Dorota Górecka 1, Adam Nowiński 1, Ewa Augustynowicz-Kopeć 2 1 II Klinika Chorób Płuc, Instytut Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie 2 Zakład Mikrobiologii, Instytut Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie Mikrobiom układu oddechowego Microbiome of the lung Praca nie była finansowana Pneumonol. Alergol. Pol. 2014; 82: 481 485 W ostatnim dziesięcioleciu dużym zainteresowaniem zaczęła się cieszyć teoria wskazująca na znaczący wpływ na zdrowie człowieka różnych mikroorganizmów bakterii, wirusów i grzybów zasiedlających jego organizm. Zainteresowanie to wzięło się z prac nad genomem ludzkim, podczas których stwierdzono, że w organizmie człowieka znajdują się genomy licznych mikroorganizmów, dotychczas nieznanych lub takich, których nie można wyhodować przy zastosowaniu klasycznych metod identyfikacji bakterii sformułowanych jeszcze w XIX wieku przez Kocha [1]. Co ciekawsze, okazało się, że supergenom człowieka składa się nie tylko z genów ludzkich, które stanowią zaledwie 1% całości, ale też z genów mikroorganizmów zasiedlających nasz organizm (zwanych mikrobiomem), stanowiących 99% całości. Szacuje się, że liczba genów bakteryjnych w organizmie człowieka jest 50 100 razy większa niż liczba genów jego własnego genomu [2]. Od tej pory zaczęto organizm człowieka i zasiedlające go mikroorganizmy postrzegać jako złożony ekosystem, będący w chwiejnej równowadze. Może on bowiem odpowiadać zarówno za zdrowie, jak i przy występowaniu dysbiozy za liczne patologie i przewlekłe choroby zapalne. W celu zbadania mikrobiomu człowieka powstały potężne programy badawcze w Stanach Zjednoczonych i w Europie. Amerykański program Human Microbiome Project został zapoczątkowany w 2007 roku przez National Institutes of Health (Narodowe Instytuty Zdrowia) i zakłada scharakteryzowanie ludzkiego mikrobiomu na poziomie sekwencji nukleotydowej całego genomowego DNA populacji hodowlanych i niehodowanych mikroorganizmów człowieka (metagenom), sekwencji nukleotydowej całkowitego mitochondrialnego RNA (mrna) (metatranskryptomu), syntetyzowanych białek bakteryjnych (metaproteomu) oraz produktów metabolizmu (metabolomu) [3]. Projekt zakłada pobranie próbek z 5 lokalizacji: przewodu pokarmowego (badanie kału), skóry, nosa i jamy ustnej (wymazy), układu moczowo-płciowego (wymazy z pochwy) u 250 ochotników [2]. W ramach europejskiego programu European Metagemics of the human gastrointestinal tract (Meta-Hit) bada się mikrobiom układu pokarmowego [4]. Dopiero od niedawna rozszerzono badania o układ oddechowy. Nowy projekt Narodowego Instytutu Serca, Płuc i Krwi (NHLBI) z 2011 roku zakłada zbadanie mikrobiomu układu oddechowego u osób zdrowych i zakażonych wirusem HIV (Lung HIV Microbiome Project) [5]. Dotychczas uważano, że u zdrowych osób układ oddechowy znajdujący się poniżej krtani Adres do korespondencji: prof. dr hab. n. med. Dorota Górecka, II Klinika Chorób Płuc, Instytut Gruźlicy i Chorób Płuc, ul. Płocka 26, 01 138 Warszawa, e-mail: d.gorecka@igichp.edu.pl DOI: 10.5603/PiAP.2014.0063 Praca wpłynęła do Redakcji: 9.08.2014 r. Copyright 2014 PTChP ISSN 0867 7077 481

Pneumonologia i Alergologia Polska 2014, tom 82, nr 6, strony 481 485 Tabela 1. Najczęściej stosowane metody genetyczne w badaniach mikrobiomu układu oddechowego Table 1. Most frequent genetical methods used in respiratory microbiome research Skrót nazwy DGGE lub TGGE T-RFLP Clone libraries 454-Pyrosequencing MiSeq Metoda Elektroforeza w żelu w gradiencie czynnika denaturującego lub temperatury Polimorfizm długości terminalnych fragmentów restrykcyjnych Biblioteki klonów (genomowe) Pirosekwencjonowanie metodą 454 Sekwencjonowanie następnej generacji na platformie MiSeq jest jałowy. Wynikało to z braku możliwości wyhodowania bakterii z tego obszaru. Obecnie, w dobie molekularnej identyfikacji bakterii na podstawie unikalnej sekwencji 16S rrna okazuje się, że w dolnych drogach oddechowych można wykryć różnorodne bakterie, a gatunki je zasiedlające różnią się od flory górnych dróg oddechowych. Mikrobiom zdrowego człowieka różni się zaś od mikrobiomu chorego na różne choroby układu oddechowego. W opublikowanych w ostatnich latach pracach poglądowych opisano liczne metody molekularnej identyfikacji mikroorganizmów w płucach (tab. 1). Nie ustalono dotychczas złotego standardu wykonywanych badań. Pierwsze prace badające mikrobiom układu oddechowego pojawiły się w 2010 roku. Początkowo badania koncentrowały się na chorych na mukowiscydozę, astmę oraz na zdrowych ochotnikach palących i niepalących tytoń. W kolejnych latach badano chorych na POChP, chorych po przeszczepieniu płuc, chorych na rozstrzenia oskrzeli oraz ostatnio na choroby śródmiąższowe. Badane grupy były zazwyczaj nieliczne. Najczęściej badano pojedynczych chorych z danym rozpoznaniem, a wyniki porównywano z osobami zdrowymi, stanowiącymi grupę kontrolną. Od samego początku istniały trudności w technice pobrania materiału do badań z dolnego odcinka układu oddechowego. Wymagają one bardziej inwazyjnej techniki (związanej z wykonaniem badania bronchofiberoskopowego i ew. płukania oskrzelowo-płucnego [BAL, bronchoalveolar lavage]) niż wymazy pobierane z górnych dróg oddechowych czy innych okolic ciała badanych w projekcie Human Mikrobiome Project. Ponadto, istnieją trudności w zabezpieczeniu materiału z dolnych dróg oddechowych przed kontaminacją florą bakteryjną z jamy ustnej. Z tego powodu autorzy badający mikrobiom płuc wykorzystywali technikę pobierania materiału z kolejnych odcinków układu oddechowego za pomocą dwóch bronchofiberoskopów: jednym pobierano próbki z jamy ustnej oraz nosowogardłowej. Drugi służył do pobrania materiału z dróg oddechowych poniżej krtani za pomocą chronionej szczoteczki oraz wykonania BAL. Każde pobranie materiału było poprzedzone badaniem popłuczyn uzyskiwanych z czyszczenia bronchoskopu, a dodatkowo badano materiał genetyczny bakterii znajdujących się w płynie do płukania bronchoskopu [7]. Ta skomplikowana technika miała na celu zapobieżenie kontaminacji próbek pobieranych z różnych odcinków układu oddechowego. Na podstawie pierwszych badań okazało się, że w dolnych drogach oddechowych można wykryć materiał genetyczny wielu bakterii, oraz że tylko część z tych szczepów występuje zarówno w dolnych, jak i górnych drogach oddechowych [7]. W przełomowych badaniach nad mikrobiomem dolnego odcinka układu oddechowego, opublikowanych w 2011 roku [8] wykonano BAL u zdrowych osób palących (n = 7) i niepalących (n = 3), u chorych na POChP (n = 4) oraz badano mikrobiom w usuniętych podczas transplantacji płucach (u 6 osób), pobierając wycinki z każdego wyciętego płata. Okazało się, na podstawie badania 16S qpcr, że w każdym BAL wykryto materiał genetyczny bakterii, a każda osoba miała inny, właściwy sobie mikrobiom. Najczęściej bakterie należały do rodzajów: Protebacteria, Firmicutes, Bacteroidetes i Fusobacteria i gatunków: Pseudomonas, Streptococcus, Prevotella, Fusobacterium u ponad 75% badanych, a Veilonella, Haemophilus i Porphyromonas u ponad 50% badanych. Bakterie te występowały u zdrowych osób palących, niepalących oraz dwóch chorych na umiarkowaną POChP. W materiale pobranym od chorych na ciężką POChP poddanych transplantacji stwierdzono podobne gatunki bakterii jak w BAL, co pozwoliło na wykluczenie kontaminacji związanej z wprowadzeniem bronchoskopu. Wyjątkowym znaleziskiem było stwierdzenie istnienia odrębnego mikrobiomu w wycinkach z poszczególnych płatów płuca u tego samego chorego. W każdej z badanych grup znalazły się osoby ze zmniejszoną różnorodnością występujących bakterii. W kilku przypadkach znaleziono bakterie należące wyłącznie do rodzaju Protebacteria oraz gatunku Pseudomonas, które jako pojedyncze występowały u badanych osób [8]. 482

Dorota Górecka, Elżbieta Puścińska, Mikrobiom układu oddechowego Również Cabrera-Rubio i wsp. [9] w badaniu sześciu chorych na umiarkowaną POChP w stabilnym okresie choroby, bez cech zakażenia, wykazali, że mikrobiom górnych dróg oddechowych badany w plwocinie i aspiracie oskrzelowym różni się od mikrobiomu dolnego drzewa oskrzelowego badanego za pomocą BAL oraz biopsji śluzówki oskrzeli. Mikrobiom w próbkach z dolnych partii drzewa oskrzelowego wykazywał większą różnorodność w porównaniu z próbkami z górnych dróg oddechowych, a bakterie najczęściej należały do rodzajów Proteobacteria, Bacteroidia, Actinobacteria i Firmicutes, opisywanych u osób zdrowych. W badanych próbkach najczęściej występowały bakterie z rodziny Streptococcus, Prevotella, Fusobacterium i Neisseria, również opisywane u osób zdrowych, natomiast nadmiernie reprezentowane były Moraxella, Haemophilus (należące do rodzaju Proteobacteria) oraz Acinetobacter charakterystyczne dla chorych na POChP. Kolejne istotne wieloośrodkowe badania wykonano w ramach projektu NHLBI w dużej grupie 64 zdrowych osób palących i niepalących [10]. Porównywano mikrobiom jamy ustnej z mikrobiomem płuc. Sekwencjonowanie DNA wykonywano na podstawie primerów dla 2 czułych regionów V1-3 oraz V3-5. Starano się uzyskać próbki z dolnych dróg oddechowych z uniknięciem kontaminacji z jamy ustnej. Wykazano, że poza wspólną dla górnego i dolnego odcinka dróg oddechowych florą bakteryjną, istnieją bakterie zasiedlające wyłącznie dolne drogi oddechowe, których obecności nie wykazano w górnych drogach oddechowych. Na florę bakteryjną w jamie ustnej, w odróżnieniu od płuc, wpływ wywierał nałóg palenia. Mikrobiom jamy ustnej był różny u osób palących i niepalących [10]. Badania Hilty i wsp. [11] przeprowadzone u 43 osób wykazały obecność ponad 5 tysięcy sekwencji bakteryjnego 16S rrna. Drzewo oskrzelowe nie było sterylne i zawierało przeciętnie ponad 2 tysiące genomów bakterii na centymetr kwadratowy badanej powierzchni. Chorzy na astmę i POChP mieli znacznie więcej materiału genetycznego bakterii z rodzaju Proteobacteria (a zwłaszcza Haemophilus spp) w porównaniu ze zdrowymi osobami. Z kolei badania Huang i wsp. [12] wyodrębniły gatunki bakterii związane z nadreaktywnością oskrzeli w astmie. Bardzo ciekawa praca dotycząca 8 chorych na POChP badanych w trakcie ciężkiego zaostrzenia choroby wymagającego mechanicznej wentylacji i antybiotykoterapii wykazała różne ilości materiału genetycznego bakterii u poszczególnych chorych [13]. Znaleziono bakterie będące znanymi patogenami, chociaż poprzednio nie były wiązane z POChP. U wszystkich chorych wykazano 75 szczepów bakterii stanowiących wspólny rdzeń, a należących do 27 rodzin bakterii. Do rdzennych bakterii należały między innymi Pseudomonadaceae, Enterobacteriaceae, Campylobacteraceae i Helicobacteraceae. Ponadto, u wszystkich wykryto bakterie o potencjale patogennym: Arcobacter cryaerophilus, Brevundimonas diminuta, Leptospira interrogans oraz P. aeruginosa. Wydaje się, że u takich chorych zakażenie ma charakter wieloszczepowy, a mimo stosowania antybiotyków, w dolnych drogach oddechowych nadal można wykryć wiele gatunków bakterii za pomocą badań molekularnych. W innej pracy badającej ilościowe występowanie bakterii oraz różnorodność mikrobiomu na podstawie badań molekularnych wycinków płuc pobranych operacyjnie od osób palących, niepalących, chorych na ciężką postać POChP oraz chorych na mukowiscydozę (w każdej grupie było 8 osób) stwierdzono, że liczebność bakterii była największa w mukowiscydozie, przy jednoczesnej najmniejszej różnorodności flory bakteryjnej w tej grupie chorych [14]. Liczne rodziny bakterii zostały wykryte w plwocinie chorych na mukowiscydozę w okresie zaostrzenia choroby za pomocą badań molekularnych całkowitego DNA. Co ciekawe, dotyczyło to zwłaszcza bakterii beztlenowych [15]. Pojawiło się kilka prac nad mikrobiomem występującym w płucach usuniętych podczas przeszczepiania. Okazało się, że w różnych lokalizacjach jednego płuca może występować odmienna flora bakteryjna [8]. Inne badania dotyczyły mikrobiomu przeszczepów [16]. Okazało się, że w BAL wykonywanym w przeszczepionych płucach znajdowano więcej kopii bakteryjnego 16S rrna w porównaniu z BAL u osób zdrowych, oraz że te zwiększone ilości bakterii występowały niezależnie od pierwotnego rozpoznania kwalifikującego do przeszczepienia. Stałym zjawiskiem było jednak zmniejszenie różnorodności flory bakteryjnej występującej w przeszczepieniach [16]. Kolejne badania rozszerzono o inne choroby układu oddechowego. Badano mikrobiom chorych na gruźlicę, rozstrzenie oskrzeli, choroby śródmiąższowe. W badaniu 22 chorych na gruźlicę wykryto metodą sekwencjonowania 16S rrna materiał genetyczny prątków ale również licznych bakterii z rodziny Actinobacteria, Bacterioidetes, Firmicutes, Fusobacteria, Proteobacteria i innych, podobnie jak u 14 zdrowych osób. Te 5 rodzajów bakterii stanowiły ponad 98% mikrobiomu. 483

Pneumonologia i Alergologia Polska 2014, tom 82, nr 6, strony 481 485 U chorych przeważały Proteobacteria i Bacteroidetes, a u zdrowych Firmicutes. Względna różnorodność flory bakteryjnej chorych i zdrowych była podobna. We wnioskach autorzy zwracają uwagę na możliwy wpływ mikroflory na patogenezę i rozwój gruźlicy oraz na potencjalną ich rolę w leczeniu [17]. Badanie mikrobiomu chorych na rozstrzenie oskrzeli wykazało brak różnic w różnorodności szczepów zasiedlających płuca w okresie stabilnym i podczas zaostrzenia. W pracy tej zbadano 40 chorych w stanie stabilnym i 14 w okresie zaostrzenia, wykonując jednoczasowo hodowlę plwociny w kierunku bakterii tlenowych i beztlenowych oraz badanie genetyczne. Najczęstszymi wyhodowanymi bakteriami były: Pseudomonas aeruginosa (n = 10 chorych), Haemophilus influenzae (n = 12), Prevotella (n = 18) i Veillonella (n = 13). Za pomocą pirosekwencjonowania wykryto ponad 150 000 sekwencji, reprezentujących 113 określonych mikroorganizmów. Dużą zgodność między wynikami obu metod stwierdzono dla wyhodowanych bakterii tlenowych (np. P. aeruginosa), a gorsze dla bakterii beztlenowych, które wykrywano przede wszystkim za pomocą sekwencjonowania. Leczenie zaostrzenia choroby antybiotykami nie wpłynęło na liczbę mikroorganizmów, zaobserwowano niewielkie zmiany w dystrybucji mikroorganizmów. Autorzy sugerują, że zmiany w składzie mikrobiomu nie wpływają na zaostrzenie procesu zapalnego u chorych na rozstrzenia oskrzeli [18]. Dotychczas ukazała się jedna publikacja opisująca mikrobiom w chorobach śródmiąższowych [19]. Zbadano wymazy z nosogardła oraz BAL u 18 chorych (5 na samoistne włóknienie płuc, 5 na inne choroby śródmiąższowe [choroby tkanki łącznej, choroby zawodowe, kwasochłonne zapalenie płuc] i 6 na sarkoidozę) oraz u dwóch grup kontrolnych: 6 chorych z zaburzeniami immunologicznymi i pneumocystozowym zapaleniem płuc oraz 9 zdrowych osób. Wykluczono osoby z niedawnym zakażeniem układu oddechowego, HIV-pozytywne oraz leczone antybiotykami. Badanie molekularne polegało na ultra-głębokim sekwencjonowaniu genu 16S rrna. U większości (90%) badanych stwierdzono Prevotellaceae, Streptococcaceae i Acidaminococcaceae, bez istotnych różnic w pięciu badanych grupach. U 7 osób stwierdzono istotne zróżnicowanie flory bakteryjnej w górnych i dolnych drogach oddechowych, co według autorów może pomóc w leczeniu indywidualnych pacjentów [19]. Ostatnio przeprowadzone badania u osób starszych, rezydentów domów opieki zdrowotnej, wykazały wyraźny zanik różnic między składem flory bakteryjnej znajdującą się w przedniej części nosa oraz w nosogardle, w odróżnieniu do istotnych różnic występujących u zdrowych osób dorosłych [20]. Taka dysbioza może usposabiać w opinii autorów do częstszych zakażeń układu oddechowego obserwowanych u osób starszych. W badaniach 9 chorych na POChP i 9 osób zdrowych, Zakharkina i wsp. [21] wykazali dużą liczebność i indywidualną różnorodność szczepów bakteryjnych zasiedlających układ oddechowy. Wynik badania drzewa filogenetycznego wskazywał jednak na istnienie podstawowego mikrobiomu u wszystkich badanych oraz szczepów bakterii występujących wyłącznie u zdrowych lub wyłącznie u chorych. Molyneaux i wsp. [22] badali skład mikrobiomu u zdrowych i chorych na POChP po laboratoryjnym zakażeniu wirusem RSV. Okazało się, że skład mikrobiomu nie zmienił się u zdrowych podczas 42 dni obserwacji, natomiast u chorych po 15 dniach od zakażenia doszło do wzrostu rodziny Proteobacteria, co może tłumaczyć skłonność do zakażenia bakteryjnego po infekcji wirusowej w POChP. Ciekawą obserwację przedstawili Biesbroek i wsp. [23] obserwujący zmiany w składzie mikrobiomu niemowląt zaszczepionych skonjungowaną siedmiowalentną szczepionką przeciwko pneumokokom. Okazało się, że po 12 miesiącach od szczepienia, w mikrobiomie dzieci zaszczepionych (n = 97) zmniejszył się udział szczepów pneumokoków o te zawarte w szczepionce, natomiast zwiększył się udział szczepu Haemophilus, w porównaniu z nieszczepionymi (n = 101). Zmiany te utrzymywały się do 24 miesięcy po szczepieniu, nie były już jednak tak silnie wyrażone. Badania te zwracają uwagę na fakt, że wszelkie interwencje medyczne mogą zaburzyć chwiejną równowagę mikrobiomu człowieka. W miarę postępu wiedzy na temat znaczenia metagenomu człowieka i jego wzajemnych interakcji zaczęły powstawać hipotezy wiążące choroby, zarówno infekcyjne, jak i nieinfekcyjne oraz przewlekłe, z równowagą istniejącą między organizmem ludzkim i zasiedlającymi je drobnoustrojami. Nieznane jest dotychczas pochodzenie mikrobiomu układu oddechowego. Źródłami kolonizacji płuc może być otaczające środowisko, bakterie przewodu pokarmowego oraz nosogardła. W stanie zdrowia istnieje duża różnorodność flory bakteryjnej zapewniająca homeostazę. W chorobie dochodzi natomiast do zmniejszenia tej różnorodności i zaburzeń proporcji między poszczególnymi gatunkami bakterii. Zazwyczaj 484

Dorota Górecka, Elżbieta Puścińska, Mikrobiom układu oddechowego wzrasta ilość bakterii rodzaju Proteobacteriaceae. W astmie i POChP obserwuje się również zwiększenie proporcji gatunku Streptococcus z rodzaju Firmicutes [24]. Podsumowanie Do niedawna sądzono, że dolne drogi oddechowe człowieka są jałowe. Badania ostatnich lat niewątpliwie podważają takie stanowisko. Za pomocą badań molekularnych znaleziono w dolnych płucach zdrowych ludzi geny wielu różnorodnych rodzin bakterii. Większość z nich była dotychczas niedostępna dla hodowli, a niektóre z nich były nieznane. Badania wskazują również, że mikrobiom chorych różni się istotnie od osób zdrowych, oraz że odgrywa on istotną rolę w wielu chorobach przewlekłych o etiologii, jak dotychczas sądzono, niezapalnej. Prowadzenie dalszych badań nie tylko nad składem mikrobiomu, ale również badań eksperymentalnych może istotnie wpłynąć na inne spojrzenie na etiologię i patogenezę wielu chorób. Ta nowa dziedzina nauki może mieć przełomowe znaczenie dla leczenia wielu chorób cywilizacyjnych. Konflikt interesów Autorzy nie zgłaszają konfliktu interesów. Piśmiennictwo 1. Salyers A.A., Whitt D.D. Wprowadzenie do chorób zakaźnych. W: Markiewicz Z. (red.). Mikrobiologia. Różnorodność, chorobotwórczość i środowisko. 2. Turnbaugh P.J., Ley R.E., Hamady M. i wsp. The human microbiome project. Nature 2007; 449: 804 810. 3. NIH Human Microbiome Project The NIH Common Fund. Division of Program Coordination, Planning and Strategic Initiatives, http://commonfund.nih.gov/hmp/overview; 16.09.2014. 4. Qin J., Li R., Raes J. i wsp. MetaHIT Consortium. A human gut microbial catalogue established by metagenomie seguencing. Natury 264, 59 65 (4 March 2010) doi: 10.1038/nature08821. 5. Lung HIV Microbiome Website. George Washington University Biostatistic Center, https://lhmp.bsc.gwu.edu/; 16.09.2014. 6. Martinez F.J., Erb-Downward J.R., Huffnagle G.B. Significance of the microbiome in chronic obstructive pulmonary disease. Ann. Am. Thorac. Soc. 2013; 10 (supl): S170-179. 7. Charlson E.S., Bittinger K., Haas A.R. i wsp. Topographical continuity of bacterial populations in the healthy human respiratory tract. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2011; 184: 957 963. 8. Erb-Downward J.R., Thompson D.L., Han M.K. i wsp. Analysis of the lung microbiome in the healthy smoker and in COPD. PLoS One. 2011; 6: e16384. 9. Cabrera-Rubio R., Garcia-Núñez M., Setó L. i wsp. Microbiome diversity in the bronchial tracts of patients with chronic obstructive pulmonary disease. J. Clin. Microbiol. 2012; 50: 3562 3568. 10. Morris A., Beck J.M., Schloss P.D. i wsp. Lung HIV Microbiome Project. Comparison of the respiratory microbiome in healthy nonsmokers and smokers. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2013; 187: 1067 1075. 11. Hilty M., Burke C., Pedro H. i wsp. Disordered microbial communities in asthmatic airways. PLoS ONE 5: e8578. 12. Huang Y.J., Nelson C.E., Brodie E.L. i wsp. Airway microbiota and bronchial hyperresponsiveness in patients with sub-optimally controlled asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 2011; 127: 372 381. 13. Huang Y.J., Kim E., Cox M.J. i wsp. A persistent and diverse airway microbiota present during chronic obstructive pulmonary disease exacerbations. OMICS 2010; 14: 9 59. 14. Sze M.A., Dimitriu P., Hayashi S. i wsp. The lung tissue microbiome in chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2012; 185: 1073 1080. 15. Twomey K.B., Alston M., An S.Q. i wsp. Microbiota and metabolite profiling reveal specific alterations in bacterial community structure and environment in the cystic fibrosis airway during exacerbation. PLoS One. 2013;8:e82432. 16. Charlson E.S., Diamond J.M., Bittinger K. i wsp. Lung-enriched organisms and aberrant bacterial and fungal respiratory microbiota after lung transplant. Am J Respir Crit Care Med. 2012; 186: 536-545. 17. Cheung M.K., Lam W.Y., Fung W.Y. i wsp. Sputum microbiota in tuberculosis as revealed by 16S rrna pyrosequencing. PLoS One. 2013; 8: e54574. 18. Tunney M.M., Einarsson G.G., Wei L. i wsp. Lung microbiota and bacterial abundance in patients with bronchiectasis when clinically stable and during exacerbation. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2013; 187: 1118 1126. 19. Garzoni C., Brugger S.D., Qi W. i wsp. Microbial communities in the respiratory tract of patients with interstitial lung disease. Thorax 2013; 68: 1150 1156. 20. Whelan F.J., Verschoor C.P., Stearns J.C. The loss of topography in the microbial communities of the upper respiratory tract in the elderly. Ann. Am. Thorac. Soc. 2014; 11: 513 521. 21. Zakharkina T., Heinzel E., Koczulla R.A. i wsp. Analysis of the airway microbiota of healthy individuals and patients with chronic obstructive pulmonary disease by T-RFLP and clone sequencing. PLoS One. 2013 Jul 9; 8: e68302. 22. Molyneaux P.L., Mallia P., Cox M.J. i wsp. Outgrowth of the bacterial airway microbiome after rhinovirus exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2013; 188: 1224 1231. 23. Biesbroek G., Wang X., Keijser B.J. i wsp. Seven-valent pneumococcal conjugate vaccine and nasopharyngeal microbiota in healthy children. Emerg. Infect. Dis. 2014; 20: 201 210. 24. Marsland B.J., Yadava K., Nicod L.P. The airway microbiome and disease. Chest 2013; 144: 632 637. 485