Изобиом — микробиом человека¶

Изобиом (от «изо» — равный, сходный и «биом» — совокупность живых организмов) — термин, используемый в микробиологии и медицине для обозначения совокупности микроорганизмов, населяющих организм человека, а также их генетического материала и продуктов жизнедеятельности, рассматриваемых как единая экологическая система. Понятие близко к термину «микробиом человека» и подчёркивает целостность и относительное постоянство микробного сообщества, его симбиотическую связь с организмом хозяина.

¶Общее понятие

Микроорганизмы заселяют кожу, слизистые оболочки, ротовую полость, дыхательные пути и особенно желудочно-кишечный тракт человека. Их суммарное количество сопоставимо с числом собственных клеток организма, а совокупный геном (микробиом) содержит в сотни раз больше генов, чем человеческий. Изобиом рассматривается как динамическая система, которая находится в постоянном взаимодействии с хозяином и внешней средой.

Состав микробного сообщества индивидуален, но имеет устойчивое ядро: определённые группы бактерий присутствуют у большинства здоровых людей. Нарушение этого равновесия обозначают термином «дисбиоз».

¶Состав и локализация

Основные группы микроорганизмов, формирующих изобиом человека:

• Бактерии — доминирующая группа; в кишечнике преобладают типы Bacteroidetes и Firmicutes, также присутствуют Actinobacteria, Proteobacteria, Verrucomicrobia.
• Археи — преимущественно метаногены (например, Methanobrevibacter).
• Грибы — в основном дрожжевые, включая род Candida.
• Вирусы — бактериофаги и вирусы, ассоциированные с клетками человека.
• Простейшие — в отдельных случаях.

Наибольшая плотность и разнообразие микроорганизмов характерны для толстой кишки; кожа, ротовая полость и влагалище имеют собственные специфические сообщества.

¶Формирование

Первичное заселение начинается при рождении. Существенное значение имеют способ родоразрешения, характер вскармливания, применение антибиотиков, диета, образ жизни и окружающая среда. В первые годы жизни сообщество нестабильно, к взрослому возрасту оно приобретает относительно устойчивую структуру, которая затем может меняться под влиянием внешних и внутренних факторов.

¶Функции

Изобиом выполняет ряд жизненно важных функций:

¶Значение для здоровья

Исследования связывают состояние микробного сообщества с широким кругом состояний: воспалительными заболеваниями кишечника, ожирением, сахарным диабетом 2-го типа, аллергиями, аутоиммунными и неврологическими расстройствами. При этом причинно-следственные связи во многих случаях остаются предметом дискуссий: изменения микробиома могут быть как причиной, так и следствием заболевания.

¶Методы изучения

Традиционные микробиологические методы (посев на питательные среды) позволяют выделить лишь часть микроорганизмов. Современные подходы основаны на молекулярно-генетических технологиях:

• секвенирование гена 16S рРНК для идентификации бактерий;
• метагеномика — анализ совокупного генетического материала;
• метатранскриптомика и метаболомика — изучение активности и продуктов обмена сообщества.

Эти методы дают представление о составе и функциональном потенциале изобиома без необходимости культивирования микроорганизмов.

¶Коррекция и терапевтические подходы

Для воздействия на микробное сообщество применяют пробиотики (живые микроорганизмы), пребиотики (вещества, стимулирующие их рост), синбиотики и трансплантацию фекальной микробиоты. Последняя используется, в частности, при рецидивирующей инфекции, вызванной Clostridioides difficile. Эффективность многих методов коррекции остаётся предметом клинических исследований.

¶Перспективы и ограничения

Изобиом рассматривается как перспективное направление персонализированной медицины. Развиваются подходы, основанные на анализе индивидуального состава микроорганизмов для подбора диеты и терапии. Одновременно сохраняются методологические сложности: высокая вариабельность сообщества между людьми, влияние множества факторов и трудность доказательства причинных связей. Единых клинических стандартов оценки и коррекции изобиома на текущий момент не существует.