Methanobrevibacter smithii при синдроме раздраженного кишечника: клинико-молекулярное исследование
________________________________________________
Vlasova A.V., Isakov V.A., Pilipenko V.I., et al. Methanobrevibacter smithii in irritable bowel syndrome: a clinical and molecular study. Therapeutic Archive. 2019; 91 (8): 47–51. DOI: 10.26442/00403660.2019.08.000383
Материалы доступны только для специалистов сферы здравоохранения. Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь.
Материалы и методы. У 67 пациентов с СРК согласно Римским критериям 4-го пересмотра выполнен водородно-метановый дыхательный тест с лактулозой. Для контроля использована группа пациентов (n=32) без нарушения стула и наличия абдоминальной боли/дискомфорта. Пациентами осуществлялась ежедневная регистрация согласно 5-балльной шкале Лайкерта динамики симптомов заболевания (наличие и выраженность абдоминальной боли, метеоризма, изжоги, тошноты, чувства тяжести после еды, неполного опорожнения кишечника), для оценки динамики показателей стула использовалась Бристольская шкала стула. В исследовании сопоставлялись данные интенсивности основных жалоб пациентов с СИБР СН4 и СИБР Н2, оценивались корреляционные связи интенсивности жалоб с уровнем выдыхаемого СН4. Наличие M. smithii в кале пациентов подтверждалось методом полимеразной цепной реакции (ПЦР).
Результаты и обсуждение. Из 67 пациентов с СРК у 32 (47,7%) выявлен СИБР СН4, наличие M. smithii у них подтверждено ПЦР в кале, а у 31 (46,2%) пациента выявлен СИБР Н2, у 4 (5,9%) пациентов избыточного бактериального роста в кишечнике по данным дыхательного водородно-метанового теста не выявлено. Интенсивность основных жалоб в группах СИБР СН4 и СИБР Н2 имела сопоставимую интенсивность, в группе контроля выраженность абдоминальной боли, вздутия живота и чувства неполного опорожнения были достоверно ниже (р<0,01). У пациентов с СИБР СН4 установлена положительная корреляционная связь с уровнем СН4 по отношению к интенсивности чувства тяжести в эпигастрии и неполного опорожнения кишечника (р<0,05).
Заключение. СИБР CH4 наблюдается почти у половины пациентов с СРК, ассоциированным с СИБР; выраженность основных жалоб у них сопоставима с таковыми у пациентов с СИБР Н2, при этом выраженность тяжести в эпигастрии и чувства неполного опорожнения кишечника прямо пропорциональны продукции метана. Учитывая полученные данные, всех пациентов с СРК следует обследовать на наличие не только СИБР Н2, но и СИБР СН4.
Ключевые слова: дыхательный тест с лактулозой, СИБР метаногенной флоры, СИБР водородпродуцирующей флоры.
________________________________________________
Aim. To assess the role of Methanobrevibacter smithii in patients with irritable bowel syndrome associated with small intestinal bowel overgrowth.
Materials and methods. Sixty-seven patients with IBS according to Rome IV were enrolled into the study in whom hydrogen breath test was performed. Thirty-two healthy subjects with negative breath test was used as a control. All IBS symptoms assessed daily with 5 grade Lykert scale for 7 days, stool was assessed by Brystol stool scale. M. smithii was confirmed in stool samples by PCR.
Results and discussion. In 67 IBS patients CH4 overproduction was found in 32 (47.7%), H2 overproduction in 31 (46.2%) and normal values in 4 (5.9%) by hydrogen breath test. M. smithii was confirmed by stool PCR in all patients with CH4 overproduction. Severity and prevalence of main clinical features of IBS were similar in both SIBO groups but were significantly higher than in control (p<0.01). Positive correlation between overproduction of CH4, abdominal pain and uncomplete bowel emptying (p<0.05).
Conclusion. SIBO CH4 was found in nearly half of all patients with IBS associated with SIBO, symptoms profile and severity are similar in patients with SIBO CH4 and SIBO H2, however, the abdominal pain and uncomplete bowel emptying are associated with the level of CH4 overproduction.
Keyword: breath test with lactulose, CH4 overproduction, H2 overproduction.
2. Gwee KA, Wee S, Wong ML, Png DJ. The prevalence, symptom characteristics, and impact of irritable bowel syndrome in an Asian urban community. Am J Gastroenterol. 2004;99:924-31. doi: 10.1111/j.1572-0241.2004.04161.x
3. Thompson WG, Longstreth GL, Drossman DA, Heaton K, Irvine EL, Muller-Lissner S. Functional bowel disorders and functional abdominal pain. In: Drossman DA, ed. The functional gastrointestinal disorders. 2nd ed. McLean, VA: Degnon Associates, 2000. P. 351-432.
4. Healton Kenneth W, Tompson W. Grant Fast Facts – Irritable Bowel Syndrome. Oxford: Health Print Ltd, 1999.
5. Stockbrugger R, Pace F. The irritable bowel syndrome manual. London; Milan; Philadelphia; Hong Kong: Mosby – Wolfe Medical Communications, 1999.
6. Thompson W. Grant. The road to Rome. Gastroenterology. 2006;130:1552-6.
7. Malinen E, Rinttila T, Kajander K, et al. Analysis of the fecal microbiota of irritable bowel syndrome patients and healthy controls with real-time PCR. Am J Gastroenterol. 2005;100(2):373-82. doi: 10.1111/j.1572-0241.2005.40312.x
8. King TS, Elia M, Hunter JO. Abnormal colonic fermentation in irritable bowel syndrome. Lancet. 1998;352:1187-9.
9. Pimentel M, Lin HC. Methane, a gas produced by enteric bacteria, slows intestinal transit and augments small intestinal contractile activity. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006;290:G1089-G1095. doi: 10.1152/ajpgi.00574.2004
10. Nucera G, Gabrielli A, Lupascu A, et al. Abnormal breath tests to lactose, fructose and sorbitol in irritable bowel syndrome may be explained by small intestinal bacterial overgrowth. Aliment Pharmacol Ther. 2005;21:1391-5. doi: 10.1111/j.1365-2036.2005.02493.x
11. Spiegel BMR. Questioning the Bacterial Overgrowth Hypothesis of Irritable Bowel Syndrome: An Epidemiologic and Evolutionary Perspective. Clin Gastroenterol Hepatol. 2011;9:461-9. doi: 10.1016/j.cgh.2011.02.030
12. Quigley EMM, Stanton C, Murphy EF. The gut microbiota and the liver. Pathophysiological and clinical implications. J Hepatol. 2013;58:1020-7. doi: 10.1016/j.jhep.2012.11.023
13. Miller TL, Wolin MJ. Methanogens in human and animal intestinal tracts. System Appl Microbiol. 1986;7:223-9.
14. Stefano MD, Corazza GR. Role of hydrogen and methane breath testing in gastrointestinal diseases. Digest Liv Dis. 2009;3(Suppl 2):40-3. doi: 10.1016/S1594-5804(09)60018-8
15. Fernandes J, Wolever T, Rao AV. Interrelationships between age, total dietary fiber intake and breath methane in humans. Nutrit Res. 2000;20:929-40. doi: 10.1016/S0271-5317(00)00184-6
16. Johnston C, Ufnar JA, Griffith JF, Gooch JA, Stewart JR. A real-time qPCR assay for the detection of the nifH gene of Methanobrevibacter smithii, a potential indicator of sewage pollution. J Appl Microbiol. 2010;109(6):1946-56. doi: 10.1111/j.1365-2672.2010.04824.x
17. Samuel BS, Hansen EE, Manchester JK, et al. Genomic and metabolic adaptations of Methanobrevibacter smithii to the human gut. Proc Natl Acad Sci. 2007;104(25):10643-8. doi: 10.1073/pnas.0704189104
18. Ивашкин В.Т., Зольникова О.Ю. Синдром раздраженного кишечника с позиций изменений микробиоты. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2019;29(1):84-92 [Ivashkin VT, Zol'nikova OYu. Irritable bowel syndrome in terms of changes in the microbiota. Rossiiskii Zhurnal Gastroenterologii, Gepatologii, Koloproktologii. 2019;29(1):84-92 (In Russ.)]. doi: 10.22416/1382-4376-2019-29-1-84-92
19. Levitt MD, Furne JK, Kuskowski M, et al. Stability of human methanogenic flora over 35 years and review of insights obtained from breath methane measurements. Clin Gasrtoenterol Hepatol. 2006;4:123-9. doi: 10.1016/j.cgh.2005.11.006
20. Gottlieb K, Wacher V, Sliman J, et al. Review article: inhibition of methanogenic archaea by statins as a targeted management strategy for constipation and related disorders. Aliment Pharmacol Ther. 2016;43(2):197-212. doi: 10.1111/apt.13469
21. Пилипенко В.И., Исаков В.А., Балмашнова А.В. Пищевые паттерны больных с синдромом избыточного бактериального роста в кишечнике. Вопросы диетологии. 2018;8(1):17-26 [Pilipenko VI, Isakov VA, Balmashnova AV. Nutritional patterns of patients with excess bacterial growth syndrome in the intestine. Voprosy Dietologii. 2018;8(1):17-26 (In Russ.)]. doi: 10.20953/2224-5448-2018-1-17-26
________________________________________________
1. Canavan C, West J, Card T. The epidemiology of irritable bowel syndrome. Clin Epidemiol. 2014;6:71-80. doi: 10.2147/CLEP.S40245
2. Gwee KA, Wee S, Wong ML, Png DJ. The prevalence, symptom characteristics, and impact of irritable bowel syndrome in an Asian urban community. Am J Gastroenterol. 2004;99:924-31. doi: 10.1111/j.1572-0241.2004.04161.x
3. Thompson WG, Longstreth GL, Drossman DA, Heaton K, Irvine EL, Muller-Lissner S. Functional bowel disorders and functional abdominal pain. In: Drossman DA, ed. The functional gastrointestinal disorders. 2nd ed. McLean, VA: Degnon Associates, 2000. P. 351-432.
4. Healton Kenneth W, Tompson W. Grant Fast Facts – Irritable Bowel Syndrome. Oxford: Health Print Ltd, 1999.
5. Stockbrugger R, Pace F. The irritable bowel syndrome manual. London; Milan; Philadelphia; Hong Kong: Mosby – Wolfe Medical Communications, 1999.
6. Thompson W. Grant. The road to Rome. Gastroenterology. 2006;130:1552-6.
7. Malinen E, Rinttila T, Kajander K, et al. Analysis of the fecal microbiota of irritable bowel syndrome patients and healthy controls with real-time PCR. Am J Gastroenterol. 2005;100(2):373-82. doi: 10.1111/j.1572-0241.2005.40312.x
8. King TS, Elia M, Hunter JO. Abnormal colonic fermentation in irritable bowel syndrome. Lancet. 1998;352:1187-9.
9. Pimentel M, Lin HC. Methane, a gas produced by enteric bacteria, slows intestinal transit and augments small intestinal contractile activity. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2006;290:G1089-G1095. doi: 10.1152/ajpgi.00574.2004
10. Nucera G, Gabrielli A, Lupascu A, et al. Abnormal breath tests to lactose, fructose and sorbitol in irritable bowel syndrome may be explained by small intestinal bacterial overgrowth. Aliment Pharmacol Ther. 2005;21:1391-5. doi: 10.1111/j.1365-2036.2005.02493.x
11. Spiegel BMR. Questioning the Bacterial Overgrowth Hypothesis of Irritable Bowel Syndrome: An Epidemiologic and Evolutionary Perspective. Clin Gastroenterol Hepatol. 2011;9:461-9. doi: 10.1016/j.cgh.2011.02.030
12. Quigley EMM, Stanton C, Murphy EF. The gut microbiota and the liver. Pathophysiological and clinical implications. J Hepatol. 2013;58:1020-7. doi: 10.1016/j.jhep.2012.11.023
13. Miller TL, Wolin MJ. Methanogens in human and animal intestinal tracts. System Appl Microbiol. 1986;7:223-9.
14. Stefano MD, Corazza GR. Role of hydrogen and methane breath testing in gastrointestinal diseases. Digest Liv Dis. 2009;3(Suppl 2):40-3. doi: 10.1016/S1594-5804(09)60018-8
15. Fernandes J, Wolever T, Rao AV. Interrelationships between age, total dietary fiber intake and breath methane in humans. Nutrit Res. 2000;20:929-40. doi: 10.1016/S0271-5317(00)00184-6
16. Johnston C, Ufnar JA, Griffith JF, Gooch JA, Stewart JR. A real-time qPCR assay for the detection of the nifH gene of Methanobrevibacter smithii, a potential indicator of sewage pollution. J Appl Microbiol. 2010;109(6):1946-56. doi: 10.1111/j.1365-2672.2010.04824.x
17. Samuel BS, Hansen EE, Manchester JK, et al. Genomic and metabolic adaptations of Methanobrevibacter smithii to the human gut. Proc Natl Acad Sci. 2007;104(25):10643-8. doi: 10.1073/pnas.0704189104
18.[Ivashkin VT, Zol'nikova OYu. Irritable bowel syndrome in terms of changes in the microbiota. Rossiiskii Zhurnal Gastroenterologii, Gepatologii, Koloproktologii. 2019;29(1):84-92 (In Russ.)]. doi: 10.22416/1382-4376-2019-29-1-84-92
19. Levitt MD, Furne JK, Kuskowski M, et al. Stability of human methanogenic flora over 35 years and review of insights obtained from breath methane measurements. Clin Gasrtoenterol Hepatol. 2006;4:123-9. doi: 10.1016/j.cgh.2005.11.006
20. Gottlieb K, Wacher V, Sliman J, et al. Review article: inhibition of methanogenic archaea by statins as a targeted management strategy for constipation and related disorders. Aliment Pharmacol Ther. 2016;43(2):197-212. doi: 10.1111/apt.13469
21. [Pilipenko VI, Isakov VA, Balmashnova AV. Nutritional patterns of patients with excess bacterial growth syndrome in the intestine. Voprosy Dietologii. 2018;8(1):17-26 (In Russ.)]. doi: 10.20953/2224-5448-2018-1-17-26
1 ФГБУН «Федеральный исследовательский центр питания и биотехнологии», Москва, Россия;
2 ФГБОУ ВО «Московский государственный медико-стоматологический университет им. А.И. Евдокимова» Минздрава России, Москва, Россия
________________________________________________
A.V. Vlasova 1, V.A. Isakov 1, V.I. Pilipenko 1, S.A. Sheveleva 1, Yu.M. Markova 1, A.S. Polyanina 1, I.V. Maev 2
1 Federal Research Centre of Nutrition, Biotechnology and Food Safety, Moscow, Russia;
2 Yevdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry, Moscow, Russia