Characteristics of the intestinal microflora in children receiving anti-tuberculosis therapy

Cover Page

Cite item

Abstract

The progress in investigating microbiome in children and adolescents as well as its impact on maintaining health is considered one of the most significant achievements of modern medicine. In children with various diseases, the qualitative and quantitative indicators of the intestinal microflora change, which causes the development of dysbiosis. The assessing changes in intestinal microflora in children during treatment with anti- tuberculosis drugs has retained its importance and relevance due to insufficient data in the field, which requires a more detailed understanding of this problem. The presented article assesses the state of gut microbial biocenosis in children receiving anti-tuberculosis treatment. The purpose of the study: to study the microbial landscape of the colonic contents in children receiving anti-tuberculosis therapy. Materials and methods. The study included 24 children with verified tuberculosis of the respiratory organs receiving treatment in a 24-hour hospital of the Kuzbass Clinical Phthisiopulmonological Medical Center named after I.F. Kopylova. The study of intestinal microflora was carried out by a quantitative bacteriological method. The material of the study was feces collected in a sterile disposable container, which was delivered to the Department of Microbiology, Immunology and Virology of the Federal State Budgetary Educational Institution of the Russian Ministry of Health. Results. Dysbiosis with predominance of microecological disorders of II (41.7%) and III (37.3%) degrees was detected in all children receiving anti-tuberculosis therapy. The microbial landscape of the intestine was characterized by a decrease in the quantitative content of representatives of the obligate flora Bifidobacterium spp. in 66.7% of children and Lactobacillus spp. in 45.8%, an increase in the number of facultative microorganisms: E. coli lac+ and Citrobacter freundii in 12.5%. Maintaining a full-fledged and active intestinal normobiota is possible by ensuring its dynamic control in children with tuberculosis during treatment. The results of studying the characteristics of the microbiota suggest that patients need probiotic therapy during the treatment of tuberculosis. Conclusion. Microecological disorders in children with tuberculosis therapy were characterized by a decrease in the quantitative content of representatives of obligate flora and an increase in the number of facultative microorganisms. Also in the material, various types of fungi of the genus Candida were identified.

Full Text

Введение

В кишечнике здорового человека находится более 300 видов различных микроорганизмов [3]. Кишечная микрофлора за счет своего состава способна оказывать влияние на функции желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и на формирование иммунитета [7, 12, 14].

У детей при различных заболеваниях, как инфекционных, так и неинфекционных, изменяются качественные и количественные показатели микрофлоры кишечного тракта [4]. Первопричинами дисбактериоза могут быть: заболевания органов пищеварения, перенесенные острые кишечные инфекции, длительный прием антибактериальных препаратов, диеты и стрессовые ситуации [2, 5]. Клиническую картину дисбаланса кишечной микрофлоры можно узнать по таким жалобам как метеоризм, чувство тяжести в животе, боль, неустойчивый стул [1]. При нарушении микробиоты снижается иммунная защита, в том числе и в отношении туберкулезной инфекции [10, 13]. Также в литературе имеются данные о негативном воздействии на микрофлору кишечника противотуберкулезных препаратов (ПТП), способных вызвать глубокий и стойкий дисбиоз [8, 9, 11].

Изучение изменений в состоянии микрофлоры кишечника у детей при лечении противотуберкулезными препаратами сохранило свою значимость и актуальность, поскольку исследований в этой области недостаточно, они противоречивы или выполнены без учета режима противотуберкулезной терапии.

Цель исследования: изучить микробный пейзаж толстокишечного содержимого у детей, получающих противотуберкулезную терапию.

Материалы и методы

В исследование включены 24 ребенка, которые получали лечение в Кузбасском клиническом фтизиопульмонологическом медицинском центре им. И.Ф. Копыловой. Пациенты в возрасте от 9 до 17 лет включительно, без сопутствующей ВИЧ-инфекции. Гендерный состав представлен 15 (62,5%) девочками и 9 (37,5%) мальчиками, средний возраст — 12,5 (10,75; 16,25) лет. Среди клинических форм преобладали инфильтративный туберкулез — у 9 (37,5%) детей и туберкулез внутригрудных лимфатических узлов — у 8 (33,3). Реже встречался очаговый туберкулез — у 4 (16,7%) детей, туберкулезный плеврит — у 2 (8,3%), диссеминированный туберкулез легких — у 1 (4,2%) пациента. Дети получали лечение по IV, V режиму химиотерапии (ХТ), среднее количество полученных доз — 78 (27,0; 121,0).

Исследование кишечной микрофлоры проводили количественным бактериологическим методом. Материалом исследования служил кал, забранный в стерильный одноразовый контейнер, который доставляли в бактериологическую лабораторию кафедры микробиологии и вирусологии ФГБОУ ВО КемГМУ Минздрава России. Разведения осуществлялись в стерильном физиологическом растворе, определяли pH, выполняли посевы на селективные и дифференциально-диагностические среды. Биохимические свойства изучали при помощи коммерческих тест-систем АНАЭРО-TEST 23 (Lachema Diagnostica s.r.o., Чехия), STAPHYtest 16 (Lachema Diagnostica s.r.o., Чехия), ENTEROtest 24 (Lachema Diagnostica s.r.o., Чехия), AUXOCOLOR (BioRad, Франция). Результаты интерпретировали на основании региональных норм и отраслевого стандарта [6].

Результаты

По данным бактериологического исследования у всех пациентов наблюдались нарушения микрофлоры кишечника. Дисбиотические нарушения III степени отмечались у 9 (37,5%) детей, II степени — у 10 (41,7%) человек, I степени — у 5 (20,8%) больных. Состав представителей микрофлоры кишечника у детей с туберкулезом органов дыхания представлен в таблице.

 

Таблица. Состав микрофлоры кишечника детей с туберкулезом

Table. Composition of intestinal microflora of tuberculosis patients

Группа

Group

Представители микрофлоры

Representatives of microflora

Полученное значение, lg КОЕ/г

Value obtained, lg CFU/g

Норма, lg КОЕ/г

Norm, lg CFU/g

Результат

Result

Ме (Q25; Q75)

Me (Q25; Q75)

Me (Q25; Q75)

Me (Q25; Q75)

Облигатная анаэробная микрофлора

Obligate anaerobic microflora

Bifidobacterium spp.

7,0 (7; 9)

9,5 (9;10)

Lactobacillus spp.

7,0 (6; 8)

7,5 (7; 8)

Факультативная Грам– микрофлора

Facultative Gram– microflora

E. coli lac+

8,0 (6; 8)

7,5 (7; 8)

E. coli lac–

4,0 (4; 4)

3 (2; 4)

Норма

Norm

E. coli hly+

4,0 (4; 4)

3 (2; 4)

Норма

Norm

Другие условно-патогенные энтеробактерии

Other opportunistic enterobacteria

4,0 (4; 5)

3 (2; 4)

Факультативная Грам+ микрофлора

Facultative Gram+ microflora

Enterococcus spp.

5,0 (4; 6)

6,5 (6; 7)

S. epidermidis

2,0 (2; 4)

4 (3; 5)

Streptococcus spp. hly+

4,0 (4; 4)

3 (2; 4)

Норма

Norm

Грибы

Yeast

Candida

4,0 (2,75; 5)

3 (2; 4)

Примечание. Ig КОЕ/г — логарифм колониеобразующих единиц на грамм материала, Me — медиана.

Note. Ig CFU/g — logarithm of colony forming units per gram of material, Me — median.

 

У 16 (66,7%) пациентов выявлено снижение количества представителей рода Bifidobacterium spp., по сравнению с едиными нормами. Также выявлено снижение количества Lactobacillus spp. у 11 (45,8%) пациентов. Clostridium и Klebsiella и Proteus в 95,8% обнаруживались в титрах, не превышающих значения нормы. Среди условно-патогенных бактерий преобладали представители семейства Enterobacteriaceae, увеличение лактозоположительной кишечной палочки встречалось у 3 (12,5%) детей, а снижение — у 5 (20,8%) пациентов. Количественный уровень лактозоотрицательных и гемолизинпродуцирующих кишечных палочек у 95,8% пациентов соответствовал норме. Кокковая условно-патогенная микрофлора была представлена бактериями рода Staphylococcus и Streptococcus. Среди стафилококков были выявлено увеличение S. simulans, S. lentus, S. epidermidis, а количество S. aureus соответствовало нормам. Содержание энтерококков было снижено у 13 (54,2%) детей, были идентифицированы E. faecalis, E. faecium. О нарушениях в составе микрофлоры свидетельствует появление Providencia rettgeri до 3 × 105 (4,2%), Citrobacter freundii до 4 × 106 (12,5%), Citrobacter diversus до 3 × 106 (4,2%), Enterobacter agglomerans до 1 × 108 (4,2%), Hafnia alvei до 6 × 106 (4,2%).

Грибы рода Candida обнаружены в кишечном содержимом у 16 (66,7%) детей. Видовая структура грибов представлена на рисунке. Установлено существенное преобладание C. albicans. При исследовании pH материала наблюдалась слабокислая реакция с Me 6,5 (6,0; 6,63), что может свидетельствовать об активации патогенной микрофлоры и сбоях в работе ферментативной системы.

 

Рисунок. Характеристика структуры выделенных грибов рода Candida в кишечном биотопе пациентов

 

Как и в литературных данных [9, 11], было выявлено негативное воздействие ПТП на микрофлору кишечника, однако впервые было рассмотрено такое влияние у детей, получающих терапию по IV и V режимам с включением препаратов, входящих в данные схемы. Факторы, обусловливающие развитие дисбиоза, многообразны. Прежде всего, причиной его развития может явится использование антибактериальных препаратов для лечения туберкулеза. Наличия заболевания туберкулезом создает предпосылки для возникновения выраженных нарушений микробиоценоза. Дисбиотическое состояние усугубляют нарушения иммунной системы, способствуя затяжному течению заболевания туберкулезом и развитию осложнений у детей.

Таким образом, поддержание полноценной и активной нормобиоты кишечника возможно при обеспечении ее динамического контроля у больных туберкулезом детей во время лечения по IV, V режиму ХТ. Результаты изучения особенностей микробиоты позволяют предположить, что пациенты нуждаются в пробиотической терапии во время лечения туберкулеза. Исследованиями различных авторов установлено, что при лечении кишечного дисбактериоза предпочтение отводится бифидосодержащим препаратам, которые обладают свойством восстанавливать данные звенья микробиоценоза [4, 8]. Это обуславливает необходимость проведения дальнейших исследований по изучению возможностей профилактики и коррекции нарушений кишечной микрофлоры у детей, получающих терапию в связи с туберкулезом со множественной лекарственной устойчивостью.

×

About the authors

Ekaterina O. Bryukhacheva

Kemerovo State Medical University of the Ministry of Health of Russia

Author for correspondence.
Email: catia.bek@yandex.ru

PhD Candidate, Department of Phthisiology

Russian Federation, Kemerovo

Yulia V. Zakharova

Kemerovo State Medical University of the Ministry of Health of Russia

Email: catia.bek@yandex.ru

DSc (Medicine), Associate Professor, Associate Professor of the Department of Microbiology, Immunology and Virology

Russian Federation, Kemerovo

Larisa Yu. Otdushkina

Kemerovo State Medical University of the Ministry of Health of Russia

Email: catia.bek@yandex.ru

Assistant Professor, Department of Microbiology, Immunology and Virology

Russian Federation, Kemerovo

Tatyana V. Pyanzova

Kemerovo State Medical University of the Ministry of Health of Russia

Email: catia.bek@yandex.ru

DSc (Medicine), Associate Professor, Department of Phthisiology

Russian Federation, Kemerovo

References

  1. Голошубина В.В., Трухан Д.И., Багишева Н.В. Нарушения кишечного микробиоценоза: актуальные аспекты терминологии, клиники, профилактики // Русский медицинский журнал. 2020. Т. 28, № 12. С. 17–22. [Goloshubina V.V., Trukhan D.I., Bagisheva N.V. Intestinal microbiocenosis disorder: current aspects of terminology, clinical picture and prevention. Russkij medicinskij zhurnal = Russian Medical Journal, 2020, vol. 28, no. 12, pp. 17–22. (In Russ.)]
  2. Демидова Е.С. Патогенетические аспекты дисбактериоза и принципы лечения // Авиценна. 2021. № 91. С. 6–7. [Demidova E.S. Pathogenetic aspects of dysbacteriosis and principles of treatment. Avitsenna = Avicenna, 2021, no. 91, pp. 6–7. (In Russ.)]
  3. Дусмагамбетова А.М., Дусмагамбетов М.У., Жусупов Б.З. Значение грамположительных кокков в развитии дисбактериоза кишечника // American Scientific Journal. 2020. № 43. С. 21–23. [Dusmagambetova A.M., Dusmagambetov M.U., Zhusupov B.Z. The significance of gram-positive cocci in the development of intestinal dysbiosis. American Scientific Journal, 2020, no. 43, pp. 21–23. (In Russ.)]
  4. Едгорова Н.Т. Изучение состояния микрофлоры кишечника у детей при дисбактериозе (Республика Узбекистан) // International scientific review of the problems of natural sciences and medicine : Collection of scientific articles IX International correspondence scientific specialized conference, Boston, USA, 03 февраля 2019 года. Boston, USA: Problems of Science, 2019. С. 58–64. [Edgorova N.T. Study of the state of intestinal microflora in children with dysbacteriosis (Republic of Uzbekistan). International scientific review of the problems of natural sciences and medicine: Collection of scientific articles IX International correspondence scientific specialized conference, Boston, USA, February 03, 2019. Boston, USA: Problems of Science, 2019, pp. 58–64. (In Russ.)]
  5. Лазебник Л.Б. Инновации в коррекции кишечных дисбиозов различного генеза // Русский медицинский журнал. Медицинское обозрение. 2018. Т. 2, № 7. С. 2–6. [Lazebnik L.B. Innovations in the correction of intestinal dysbiosis of various origins. Russkij medicinskij zhurnal. Meditsinskoe obozrenie = Russian Medical Journal. Medical review, 2018, vol. 2. no. 7, pp. 2–6. (In Russ.)]
  6. Об утверждении отраслевого стандарта «Протокол ведения больных. Дисбактериоз кишечника»: приказ МЗ РФ № 231 от 9 июня 2003 г. [Approval of the industry standard “Protocol of patient management. Intestinal dysbacteriosis”: order of the Ministry of Health of the Russian Federation No. 231. June 9, 2003. (In Russ.)] URL: https://docs.cntd.ru/document/1200119089
  7. Пузанов В.А., Комиссарова О.Г., Никоненко Б.В. Бактериальная микробиота нижних отделов кишечника и бронхов у больных туберкулезом // Туберкулез и болезни легких. 2020. Т. 98, № 5. С. 37–43. [Puzanov V.A., Komissarova O.G., Nikonenko B.V. Bacterial microbiota of lower gut and bronchi in tuberculosis patients. Tuberkulez i bolezni legkih = Tuberculosis and Lung Diseases, 2020, vol. 98, no. 5, pp. 37–43. (In Russ.)] doi: 10.21292/2075-1230- 2020-98-5-37-43
  8. Холодов А.А. Характеристика кишечного микробиоценоза больных туберкулезом с различным ВИЧ статусом // Scientist. 2022. Т. 21, № 3. С. 40–43. [Kholodov A.A. Characteristics of the intestinal microbiocenosis of tuberculosis patients with different HIV status. Scientist, 2022, vol. 21, no. 3, pp. 40–43. (In Russ.)]
  9. Холодов А.А., Захарова Ю.В., Отдушкина Л.Ю., Пьянзова Т.В. Факторы риска развития диспептического синдрома у пациентов фтизиатрического стационара и состояние микрофлоры кишечника больных до начала противотуберкулезной терапии // Туберкулез и болезни легких. 2022. Т. 100, № 4. С. 46–51. [Kholodov А.А., Zakharova Yu.V., Otdushkina L.Yu., Pyanzova T.V. Risk factors of dyspeptic syndrome in patients staying in a tuberculosis in-patient unit and the state of intestinal microflora of patients before the start of anti-tuberculosis therapy. Tuberkulez i bolezni legkih = Tuberculosis and Lung Diseases, 2022, vol. 100, no. 4, pp. 46–51. (In Russ.)] doi: 10.21292/2075-1230-2022-100-4-46-51
  10. Dumas A., Corral D., Colom A., Levillain F., Peixoto A., Hudrisier D., Poquet Y., Neyrolles O. The host microbiota contributes to early protection against lung colonization by Mycobacterium tuberculosis. Front. Immunol., 2018, vol. 9: 2656. doi: 10.3389/fimmu.2018.02656
  11. Eribo O.A., du Plessis N., Ozturk M., Guler R., Walzl G., Chegou N.N. The gut microbiome in tuberculosis susceptibility and treatment response: guilty or not guilty? Cell. Mol. Life Sci., 2020, vol. 77, no. 8, pp. 1497–1509. doi: 10.1007/s00018-019-03370-4
  12. Ferretti P., Pasolli E., Tett A., Asnicar F., Gorfer V., Fedi S., Armanini F., Truong D.T., Manara S., Zolfo M., Beghini F., Bertorelli R., De Sanctis V., Bariletti I., Canto R., Clementi R., Cologna M., Crifò T., Cusumano G., Gottardi S., Innamorati C., Masè C., Postai D., Savoi D., Duranti S., Lugli G.A., Mancabelli L., Turroni F., Ferrario C., Milani C., Mangifesta M., Anzalone R., Viappiani A., Yassour M., Vlamakis H., Xavier R., Collado C.M., Koren O., Tateo S., Soffiati M., Pedrotti A., Ventura M., Huttenhower C., Bork P., Segata N. Mother-to-infant microbial transmission from different body sites shapes the developing infant gut microbiome. Cell. Host Microbe, 2018, vol. 24, no. 1, pp. 133–145.e5. doi: 10.1016/j.chom.2018.06.005
  13. Khan N., Mendonca L., Dhariwal A., Fontes G., Menzies D., Xia J., Divangahi M., King I.L. Intestinal dysbiosis compromises alveolar macrophage immunity to Mycobacterium tuberculosis. Mucosal Immunol., 2019, vol. 12, no. 3, pp. 772–783. doi: 10.1038/s41385-019-0147-3
  14. Stewart C.J., Ajami N.J., O’Brien J.L., Hutchinson D.S., Smith D.P., Wong M.C., Ross M.C., Lloyd R.E., Doddapaneni H., Metcalf G.A., Muzny D., Gibbs R.A., Vatanen T., Huttenhower C., Xavier R.J., Rewers M., Hagopian W., Toppari J., Ziegler A.G., She J.X., Akolkar B., Lernmark A., Hyoty H., Vehik K., Krischer J.P., Petrosino J.F. Temporal development of the gut microbiome in early childhood from the TEDDY study. Nature, 2018, vol. 562, no. 7728, pp. 583–588. doi: 10.1038/s41586-018-0617-x

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Figure. Characteristics of the pattern of isolated Candida genus in the intestinal biotope of the patients

Download (31KB)

Copyright (c) 2023 Bryukhacheva E.O., Zakharova Y.V., Otdushkina L.Y., Pyanzova T.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС 77 - 64788 от 02.02.2016.


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies