Neinvazivní analýza biomarkerů střevního mikrobiomu zefektivní diagnostiku IBD

Více pacientů, nesnadná diagnostika

Idiopatické střevní záněty, reprezentované nejčastěji Crohnovou chorobou a ulcerózní kolitidou, jsou chronická recidivující zánětlivá onemocnění trávicího traktu a jejich incidence vlivem současného životního stylu neustále stoupá. Podle odhadů s IBD aktuálně žije více než 7 milionů lidí na celém světě. Pokročilá progrese onemocnění je přitom často spojena s nutností razantního chirurgického zákroku v podobě resekce střeva.

Klíčovým faktorem co nejlepší prognózy a efektivní léčby je včasná diagnóza, která ale v současné době není snadná. Sestává totiž obvykle z několika dílčích vyšetření od klinické anamnézy, laboratorních testů krve a stolice, kolonoskopie s histologickým vyšetřením až po další zobrazovací metody trávicího ústrojí. Žádný univerzální test pro přímou diagnostiku IBD zatím neexistuje.

Změnit by to mohly závěry studie vědců z Hongkongské univerzity, kteří se na vývoj neinvazivní a spolehlivější diagnostické metody zaměřili. Nedávné studie totiž napověděly, že idiopatické střevní záněty mohou provázet změny ve složení střevní mikrobioty.

U více než poloviny pacientů s Crohnovou chorobou se například ve zvýšené míře vyskytuje adherentní invazivní Escherichia coli nebo toxigenní Bacteroides fragilis. U pacientů s ulcerózní kolitidou je zase patrný zvýšený výskyt Gemella morbillorum. U bakterií s protizánětlivými vlastnostmi je naopak v obou případech patrný pokles druhové pestrosti. Až dosud ale nebylo jasné, jak tyto biomarkery střevního mikrobiomu v diagnostice IBD využít.

Detailní analýza mikrobiomu pomohla se sestavením diagnostického panelu

Nejprve se výzkumný tým zaměřil na detailní analýzu střevního mikrobiomu pacientů s IBD. Vědci při tom analyzovali data ze 4406 vzorků ve 13 výzkumných kohortách z několika světových regionů – Číny, Austrálie, Spojených států, Nizozemska, Španělska, Dánska a Spojeného království. Srovnávali složení střevní mikrobioty u zdravých kontrol a nemocných s ulcerózní kolitidou a Crohnovou chorobou. Podařilo se jim identifikovat celkem 1175 živočišných taxonů – 3 říše, 14 kmenů, 25 tříd, 40 řádů, 85 čeledí, 226 rodů a 788 druhů. Obecně pak u pacientů s IBD zjistili signifikantně sníženou mikrobiální diverzitu i množství bakterií než u zdravých jedinců.  

Ve všech zjištěných profilech střevního mikrobiomu u jednotlivých výzkumných kohort pak vědci hledali vzorce, které mezi sebou vykazovaly určité znaky korelace. Na základě toho pak vybrali deset bakteriálních druhů jako biomarkerů ulcerózní kolitidy a devět bakteriálních druhů jako biomarkerů Crohnovy choroby. Z nich zkonstruovali první verzi diagnostického modelu a porovnávali jej s různými fázemi a projevy obou onemocnění. Díky tomu se jim podařilo sestavit univerzální panel biomarkerů, který dokáže s výraznou spolehlivostí rozlišit pacienty s IBD od zdravých jedinců.

Pro použití metody v praxi je nutné vyvinout vhodný diagnostický nástroj

Samotný panel biomarkerů ale ještě pro běžné použití nestačí. Pro jeho využití jako diagnostické metody v klinické praxi je totiž potřeba převést jej do podoby jednoduchého a cenově dostupného diagnostického nástroje. Výzkumníci se proto v závěru své studie zaměřili i na vývoj diagnostické metody, založené na multiplexové digitální polymerázové řetězové reakci v kapce (m-ddPCR) pro kvantifikaci jednotlivých druhů ve vzorcích stolice. Další vývoj biomarkerového panelu pak bude záležet na výsledcích dalších studií.

V závěru pak výzkumníci připouštějí, že jejich studie vykazovala některé limitující faktory. Ty podle nich mohly být například v možném, i když málo pravděpodobném zkreslení při výběru jednotlivých kohort a zatím nezjištěném vlivu některých vnějších faktorů, například stravy a léků. Závěry jejich výzkumu by ale i tak měly posloužit jako kvalitní základ pro další podrobnější studie, které vývoj diagnostického testu do běžné klinické praxe dokončí.

(jko)

Zdroj: Zheng, J., Sun, Q., Zhang, M. et al. Noninvasive, microbiome-based diagnosis of inflammatory bowel disease. Nat Med 2024 Dec; 30 (12): 3555–3567, doi: 10.1038/s41591-024-03280-4.