Энтеротипы в микробиологии¶

Энтеротип — это классификация человеческого микробиома кишечника, основанная на составе и относительной численности бактериальных сообществ, населяющих желудочно-кишечный тракт. Понятие было предложено в 2011 году в исследовании группы учёных под руководством Пера Борка (Peer Bork) в Европейской молекулярно-биологической лаборатории (EMBL) и опубликовано в журнале Nature. Согласно этой концепции, несмотря на значительное индивидуальное разнообразие кишечной микробиоты, популяцию людей можно условно разделить на несколько устойчивых кластеров, каждый из которых характеризуется доминированием определённых родов бактерий. Энтеротипы не зависят от возраста, пола, национальности или индекса массы тела, что делает их универсальным инструментом описания микробного состава кишечника.

¶История изучения

До появления концепции энтеротипов микробиологи рассматривали состав кишечной микробиоты как сугубо индивидуальную характеристику, варьирующуюся в широких пределах. Развитие методов высокопроизводительного секвенирования (в частности, метагеномики) в конце 2000-х годов позволило проанализировать образцы фекальной микробиоты сотен людей одновременно. В 2011 году исследование Борка и его коллег, охватившее 39 человек из разных стран, а затем расширенное до выборки из нескольких сотен участников, выявило, что микробные сообщества группируются в три чётких кластера. Аналогичные результаты независимо получила группа под руководством Джеффри Гордона (Jeffrey Gordon) в США. Термин «энтеротип» был предложен по аналогии с понятием «генотип» и «фенотип».

Позднее, в 2012–2014 годах, более масштабные проекты (в том числе Human Microbiome Project и MetaHIT) подтвердили существование кластеров, но одновременно показали, что границы между ними не всегда чётки, а часть образцов занимает промежуточное положение. Это породило дискуссию о том, является ли деление на энтеротипы дискретным или континуальным.

¶Классификация

В первоначальной классификации выделялись три энтеротипа:

Позднее некоторые исследователи предложили четвёртый энтеротип, связанный с доминированием рода Akkermansia, однако его выделение остаётся предметом споров. Ряд научных групп указывает, что число энтеротипов может варьироваться в зависимости от метода кластеризации и выборки.

¶Биологическое значение

Энтеротипы отражают функциональные различия микробных сообществ. Бактерии энтеротипа Bacteroides обладают широким набором генов для расщепления полисахаридов и синтеза витаминов, тогда как Prevotella специализируются на ферментации растительных волокон. Эти различия влияют на метаболизм хозяина: выработку короткоцепочечных жирных кислот, синтез витаминов группы B и K, а также на взаимодействие с иммунной системой.

Считается, что энтеротип формируется в раннем детстве и остаётся относительно стабильным на протяжении жизни, хотя может изменяться под влиянием длительных изменений рациона, антибиотикотерапии или тяжёлых заболеваний. Исследования показывают, что энтеротип может влиять на предрасположенность к ожирению, воспалительным заболеваниям кишечника, диабету 2-го типа и даже на эффективность некоторых лекарств.

¶Применение в медицине

Концепция энтеротипов рассматривается как потенциальный инструмент персонализированной медицины. Предполагается, что знание энтеротипа пациента позволит:

• прогнозировать реакцию на определённые диеты;
• подбирать пробиотики и пребиотики с учётом микробного состава;
• оценивать риск метаболических и воспалительных заболеваний;
• корректировать терапию антибиотиками.

Однако на практике клиническое применение пока ограничено: воспроизводимость результатов между лабораториями остаётся невысокой, а стандартизированные протоколы определения энтеротипа не утверждены.

¶Критика концепции

Ряд исследователей оспаривает дискретность энтеротипов. В 2014 году группа учёных под руководством Кёртиса Хаттенхауэра (Curtis Huttenhower) показала, что микробиота скорее образует непрерывный градиент, чем чёткие кластеры, а наблюдаемые группы могут быть артефактом методов анализа. Другие критики указывают на малые размеры исходных выборок и их географическую ограниченность (преимущественно США, Европа и Япония). Кроме того, состав микробиоты сильно зависит от диеты, образа жизни и приёма лекарств, что затрудняет выделение устойчивых типов.

Тем не менее концепция энтеротипов стимулировала развитие метагеномики, стандартизацию методов анализа микробиома и углублённое изучение связи между кишечной микрофлорой и здоровьем человека.