Микробиом человека в приложении к клинической практике

Цель обзора. Проект «Микробиом человека» был создан для идентификации и характеризации совокупности микроорганизмов человека, а также для изучения механизмов влияния изменений в микробиоме на здоровье человека, и явился логичным продолжением проекта «Геном человека». Проект «Геном человека» предполагает: создание каталога человеческих геномных вариаций (HapMap; Human Variome Project), расшифровку различий человеческих фенотипов (Encyclopedia Of DNA Elements), моделирование человеческого феномена (RECON), расшифровку эпигенетических вариантов и наследственных изменений в фенотипических проявлениях. Основные положения. Человеческий микробиом представляет собой разнообразие микробных видов c различающимися метаболическими активностями. Главные характеристики человеческого микробиома включают: огромное разнообразие на уровне родов и на уровне видов, варьирующие схемы диверсификации в рамках образцов, вариабельность микробиома отдельного индивидуума значительно меньше по сравнению с межиндивидуальной вариабельностью, метаболические пути остаются устойчивыми до тех пор, пока субъект сохраняет здоровье, а также отсутствие патогенных бактерий в здоровых микробиомах служит доказательством изменения микробиоты при развитии различных патологических процессов в организме. Фундаментальной проблемой остается идентификация «микробного ядра» в микробном таксоне. Также существует необходимость изучения возможных влияний измененного микробиома на лекарственные взаимодействия и иммунный статус. Изучается модель участия бактерий в развитии колоректального рака. Кроме того, все большее внимание врачей и исследователей привлекает проблема влияния антибиотиков на кишечную микрофлору. Заключение. Проект «Микробиом человека» реализуется в рамках идентификации и характеризации микроорганизмов, ассоциированных с человеком в его различных анатомических областях. В задачи проекта входит изучение внутрии межиндивидуальных нарушений микробиома и их возможных влияний на здоровье людей. Теория и практика микробиома создает большой потенциал для обоснования здоровых стереотипов питания, поведения и развития новых терапевтических агентов.

микробиом человека, проект человеческого генома, микробиота, колоректальный рак, антибиотикотерапия, пробиотики, пребиотики

1. Arumugam M., Raes J., Pelletier E., Le Paslier D., Yamada T. et al. Enterotypes of the human gut microbiome. Nature 2011;473:174-80.

2. Castellarin M., Warren R.L., Freeman J.D., Dreolini L., Krzywinski M. et al. Fusobacterium nucleatum infection is prevalent in human colorectal carcinoma. Genome Res 2012;22:299-306.

3. Clayton T.A., Baker D., Lindon J.C., Everett J.R., Nicholson J.K. Pharmacometabonomic identification of a significant host-microbiome metabolic interaction affecting human drug metabolism. Proc Natl Acad Sci USA 2009;106:14728-33.

4. Dethlefsen L., Relman D.A. Incomplete recovery and individualized responses of the human distal gut microbiota to repeated antibiotic perturbation. Proc Natl Acad Sci USA 2011;108:4554-61.

5. Dutlih B.E., Backus L., Hijum S.A., Tjalsma H. Screening metatranscriptomes for toxin genes as functional drivers of human colorectal cancer. Best Pract Res Clin Gastroenterol 2013;27:85-99.

6. El-Rakaiby M., Dutlih B.E., Rizkallah M.R., Boleij A., Cole J.N., Aziz R.K. Pharmacomicrobiomics: The impact of human microbiome variations on system pharmacology and personalized therapeutics. OMICS 2014;18:402-14.

7. Geng J., Fan H., Tang X., Zhai H., Zhang Z. Diversified pattern of the human colorectal cancer microbiome. Gut Pathog 2013;5:2.

8. Haiser H.J., Gootenberg D.B., Chatman K., Sirasani G., Balskus R.P., Turnbaugh P.J. Predicting and manipulating cardiac drug inactivation by the human gut bacterium Eggerthella lensa. Science 2013;341:295-8.

9. Huse S.M., Ye Y., Zhou Y., Fodor A.A. A core human microbiome as viewed through 165 rRNA sequence clusters. PLoS ONE 2012;7:e34242.

10. Jacobsson H.E., Jernberg C., Andersson A.F., SjolundKarlsson M., Jansson J.K. Engstrand L. Short-term antibiotic treatment has differing long-term impacts on the human throat and gut microbiome. PLoS ONE 2010;5:e9836.

11. James L.P. Metabolomics: Integration of a new «omics» with clinical pharmacology. Clin Pharmacol Ther 2013;94:547-51.

12. Kostic A.D., Chun E., Robertson L., Glickman J.N., Gallini C.A., Michaud M., Clancy T.E. et al. Fusobacterium nucleatum potentiates intestinal tumorigenesis and modulates the tumor-immune microenvironment. Cell Host Microbe 2013;14:207-15.

13. Li K., Bihan M., Methe B.A. Analyses of the stability and core taxonomic memberships of the human microbiome. PLoS ONE 2013;8: e63139.

14. Rubinstein M.R., Wang X., Liu W., Hao Y., Cai G., Han Y.W. Fusobacterium nucleatum promotes colorectal carcinogenesis by modulating E-cadherin/beta-catenin signaling via its FadA adhesion. Cell Host Microb 2013;14:195-206.

15. Tjalsma H., Boleij A., Marchesi J.R., Dutlih B.E. A bacterial driver-passenger model for colorectal cancer: Beyond the usual suspects. Nat Rev Microbiol 2012;10:57582.

16. Viaud S., Saccheri F., Mignot G., Yamazaki T., Daillere R., Hannani D., Enot D.P., Pfirschke C. et al. The intestinal microbiota modulates the anticancer immune effects of cyclophosphamide. Science 2013;342:971-6.

17. Wu G.D., Chen J., Hoffmann C., Bittinger K., Chen Y., Keilbaugh S.A., Bewtra M. et al. Linking long-term dietary with gut microbial enterotypes. Science 2011;334:105-8.

18. Wu S., Rhee K.J., Albesiano E., Rabizadeh S., Wu X., Yen H.R., Huso D.L. et al. A human colonic commensal promotes colon tumorigenesis via activation of T helper type 17 T cell responses. Nat Med 2009;15:1016-22.

19. Zackular J.P., Baxter N.T., Iverson K.D., Sadler W.D., Petrosino J.F., Chen G.Y., Schloss P.D. The gut microbiome modulates colon tumorigenesis. MBio 2013;4:e00692-00713.