يظل تكوين ميكروبيوم الأمعاء مستقرًا لدى الأفراد المصابين بمرض الكلى المزمن المرتبط بمرض السكري من المراحل المبكرة إلى المتأخرة

أبستراكt: (1) الخلفية: الأفراد المصابون بالسكري وفشل كلوي مزمنعرض dysbiosis القناة الهضمية بالمقارنة مع الضوابط الصحية. ومع ذلك ، فمن غير المعروف ما إذا كان هناك تغيير في dysbiosis عبر مراحل مرض السكريفشل كلوي مزمن. قمنا بالتحقيق في دراسة مقطعية للمرضى الذين يعانون من مرض الكلى المزمن المرتبط بالسكري المبكر والمتأخر لتحديد الاختلافات الميكروبية المحتملة بين هاتين المجموعتين وعبر كل مرحلة من مراحل مرض الكلى المزمن السكري. (2) الطرق: جندت هذه الدراسة المقطعية 95 بالغًا. تم استخدام الحمض النووي المستخرج من عينات البراز التي تم جمعها لتسلسل الرنا الريباسي 16S لتحديد المجتمع البكتيري في القناة الهضمية. (3) النتائج: كانت شركات اللجوء هي الأكثر وفرة وكان متوسط ​​وفرتها النسبية متشابهًا في مجموعة أمراض الكلى المزمنة المبكرة والمتأخرة ، 45.99 ± 0. 58 بالمائة و 49.39 ± 0. 55 بالمائة ، على التوالى. كان متوسط ​​الوفرة النسبية لعائلة Bacteroidaceae متشابهًا أيضًا في المجموعات المبكرة والمتأخرة ، 29.15 ± 2. {29}} 2 بالمائة و 29.16 ± 1.70 بالمائة على التوالي. ظلت الوفرة المنخفضة من Prevotellaceae متشابهة في كل من مجموعات مرض الكلى المزمن السكري 3.87 ± 1.66 في المائة وأواخر 3.36 ± 0.98 في المائة. (4) الاستنتاجات: تُظهر البيانات الناشئة عن مجموعتنا من الأفراد المصابين بمرض الكلى المزمن المرتبط بالسكري غلبة phyla Firmicutes و Bacteroidetes. تمثل العائلات Ruminococcaceae و Bacteroidaceae أعلى وفرة ، بينما تم تقليل عائلة Prevotellaceae المفيدة بكثرة. الملاحظة الأكثر إثارة للاهتمام هي أن الوفرة النسبية لهذه الميكروبات المعوية لا تتغير عبر المراحل المبكرة والمتأخرة من مرض الكلى المزمن السكري ، مما يشير إلى أن هذا حدث مبكر في تطور مرض الكلى المزمن المرتبط بالسكري. نحن نفترض أن ميكروبيوم خلل التنسج المكتسب خلال المراحل المبكرة من مرض الكلى المزمن السكري يظل مستقرًا نسبيًا وهو واحد فقط من العديد من عوامل الخطر التي تؤثر على ضعف الكلى التدريجي.

الكلمات الدالة: فشل كلوي مزمن؛ السكري؛ دسباقتريوز. ميكروبيوم الأمعاء ميكروبيوتا

1 المقدمة

تؤوي الأمعاء البشرية مجتمعًا معقدًا يزيد عن 100 تريليون خلية ميكروبية تشكل ميكروبيوتا الأمعاء. إنها تشكل نظامًا بيئيًا ديناميكيًا وتكافليًا يتفاعل باستمرار مع التمثيل الغذائي للمضيف الذي يؤثر على التغذية وعلم وظائف الأعضاء ووظيفة المناعة. يزداد التنوع الميكروبي ويتقارب نحو ميكروبات شبيهة بالبالغين بحلول نهاية أول 3-5 سنوات من الحياة. وهكذا بمجرد التأسيس ، فإن تكوين ووظيفة وهيكل الجراثيم المعوية تكون مستقرة نسبيًا طوال دورة الحياة لدى الأفراد الأصحاء. هذا على الرغم من التكيف مع البيئة الكيميائية الحيوية للجهاز الهضمي (GI) والتغيرات في توافر المغذيات ، والتي تمثل منظمات محورية لعملية التمثيل الغذائي البكتيري. تشكل الفصائل البكتيرية والبكتيرية غالبية الميكروبيوم المعوي الصحي. ومع ذلك ، يبدو أن تكوين هذا التنوع البكتيري يتغير في الأمراض غير المعدية مثل السمنة ، وكذلك بالنسبة للأشخاص المصابين بداء السكري من النوع 2.

وصل مرض السكري وما يرتبط به من مضاعفات الأوعية الدموية الدقيقة والكبيرة إلى مستويات وبائية ، مع انتشار عالمي يبلغ 463 مليون. أكثر من 40 في المائة من مرضى السكري يصابون بمرض السكريمرض الكلى المزمن (كد)الذي يبقى

السبب الرئيسي لمرض الكلى في نهاية المرحلة (ESKD)في جميع أنحاء العالم ، مما يتطلب غسيل الكلى على المدى الطويل. أمراض القلب والأوعية الدموية هي السبب الرئيسي للوفاة لدى الأفراد المصابين بمرض الكلى المزمن ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى الالتهاب المستمر منخفض الدرجة. ليس من المستغرب إذن أن CKD السكري يعتبر الآن مشكلة صحية عالمية.

أبلغت العديد من الدراسات عن تغيرات تركيبية في الجراثيم المعوية لدى البشر المصابين بداء السكري مقارنة مع الأشخاص الضابطين ، وتشمل الأمثلة انخفاض نسب Firmicutes ، وفئة Clostridia في المصابين بداء السكري من النوع 2 مقارنة بالضوابط الصحية. وقد ثبت أيضًا أن الأفراد المصابين بمرض السكري يظهرون عمومًا تنوعًا بكتيريًا منخفضًا يتميز بانخفاض البكتيريا المنتجة للزبدات مثل Faecalibacterium prausnitzii و Roseburia intestinalis جنبًا إلى جنب مع زيادة مسببات الأمراض الانتهازية.

البحث في نماذج الحيوانات التجريبيةمرض الكلى المزمن (كد)والمرضى الذين يعانون من مراحل مختلفة منكدإظهار التعديلات على ميكروبيوم الأمعاء الطبيعي. الحالات المرضية المزمنة مثل مرض الكلى المزمن السكري ، من خلال آليات فسيولوجية مرضية متعددة ، تسبب حالة من "دسباقتريوز الأمعاء" من الجراثيم المعوية التي قد تؤدي إلى استجابة التهابية جهازية. التغييرات المميزة لخلل التنسج المعوي هي تقليل الميكروبات المفيدة للسكريات المنتجة للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFA) وفي حالة CKD ، زيادة في البكتيريا المحللة للبروتين مثل Clostridium spp. و Bacteroides spp. ومن المعروف أن الناس معمرض كلويلديك مستوى أعلى من اليوريا في الدم أو نيتروجين اليوريا في الدم (BUN) ، بسبب ضعفكليةإزالة هذه السموم اليوريمية وزيادة محتوى اليوريا في الأمعاء. تم اقتراح هذه الزيادة لتؤدي إلى زيادة إنتاج الأمونيا من تحلل اليوريا بوساطة البكتيريا ، والذي بدوره يرفع درجة الحموضة اللمعية ويعزز النمو الزائد للأنواع المحللة للبروتين مثل أنواع المطثيات في CKD. هذه "البيئة اليوريمية" غير موجودة في الأفراد المصابين بداء السكري فقط (غير CKD) وبالتالي لا يظهر هؤلاء الأفراد زيادة في أنواع المطثية. بالنظر إلى أن أكثر من 90 في المائة من مجمل الميكروبات المعوية البشرية الصحية يتم تمثيلها من خلال مجموعتين سائدتين ، وهما Firmicutes و Bacteroidetes عند مقارنة الأفراد المصابين بداء السكري بضوابطهم الصحية ، فهناك تغيير تركيبي للميكروبيوم الذي يتكون من مواد صلبة منخفضة في مرضى السكري مقارنة مع الأصحاء.

السمة المميزة الأخرى لخلل التنسج المعوي هي تقليل العائلات الميكروبية المفيدة للسكريات ، مثل Prevetoellaceae ، التي تنتج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة مثل الزبدات. تساعد هذه الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة في الحفاظ على سلامة الحاجز المعوي ويتم تقليلها لدى الأفراد المصابين بمرض الكلى المزمن مقارنة بالأشخاص الأصحاء. غالبًا ما يرتبط مرضى السكري سريريًا بمتلازمة التمثيل الغذائي. في دراسة بشرية لتقييم تنوع الجراثيم المعوية مع جوانب متلازمة التمثيل الغذائي ، أظهر المؤلفون أن تنوع الجراثيم الضعيف مرتبط بالسمنة ومقاومة الأنسولين والتنكس الدهني الكبدي والالتهاب منخفض الدرجة. لقد أظهروا أن هؤلاء الأشخاص لديهم مظهر جرثومي أكثر تحفيزًا للالتهابات ، يتميز بتقليل البكتيريا المنتجة للزبدات.

على الرغم من عبء المرض ، فإن الآليات الفيزيولوجية المرضية التي يقوم عليها تطور مرض الكلى المزمن السكري غير مفهومة جيدًا. يتميز مرض الكلى المزمن السكري بارتفاع ضغط الدم وبيلة ​​الألبومين والانخفاض التدريجي فيوظائف الكلى ،يقاس كتغير في معدل الترشيح الكبيبي المقدر (eGFR). برز دور ميكروبيوم الأمعاء في تطور مرض الكلى المزمن السكري كمجال ذي اهتمام علمي. الأفراد المصابون بالسكري وفشل كلوي مزمنعرض dysbiosis القناة الهضمية بالمقارنة مع الضوابط. ومع ذلك ، فمن غير المعروف ما إذا كان هناك تغيير في دسباقتريوز عبر مراحل مرض الكلى المزمن السكري. لذلك ، هدفت هذه الدراسة إلى إجراء تحليل مقطعي لمحات ميكروبيوم الأمعاء للمرضى الذين يعانون من مرض السكري المبكر والمتأخر المرتبط بمرض الكلى المزمن لتحديد الاختلافات الميكروبية المحتملة بين هاتين المجموعتين وعبر كل مرحلة من مراحل مرض الكلى المزمن السكري.

انقر فوق ملحق Tubulosa Cistanche

لمزيد من المعلومات: david.deng@wecistanche.com

2. المواد والأساليب

2.1. مشاركون

جندت هذه الدراسة المقطعية المرتقبة 95 بالغًا ، أكثر من 6 أشهر ، في وقت زيارتهم لعيادة الغدد الصماء للمرضى الخارجيين. وافق المرضى على تقديم عينة من البراز لعزل الحمض النووي ، بالإضافة إلى اختبارات الدم الروتينية في زيارة العيادة الخارجية. كان هؤلاء المرضى يعانون من مرض السكري بمراحل مختلفة (المراحل 1-5) منفشل كلوي مزمن. تم تقسيم المرضى إلى مجموعتين متميزتين: "CKD المبكر" و "CKD المتأخر". تم تعريف مجموعة CKD المبكرة لمرضى السكري على أنهم مرضى السكري الذين لديهم المرحلة 1 أو 2 أو 3a CKD ، في حين تم تعريف مجموعة CKD المتأخرة لمرضى السكري على أنهم مشاركين مرضى السكري الذين لديهم المرحلة 3 ب أو 4 أو 5 كد. داء السكري المرتبطفشل كلوي مزمنليس=المصطلح المفضل الذي يشمل نطاق الآفات النسيجية الكلوية التي يمكن ملاحظتها. يُعرَّف مرض الكلى المزمن من خلال الانخفاض التدريجي في وظائف الكلى ، ويقاس كتغير في معدل الترشيح الكبيبي المقدر (eGFR) ، مع أو بدون بيلة الألبومين. حيثما كان ذلك متاحًا ، تم تقييم البول الزلالي عن طريق قياس نسبة الألبومين البولي إلى الكرياتينين (ACR) في عينة بول موضعية في نفس الوقت الذي يتم فيه توفير عينة الدم الوريدي. تم تعريف البيلة الألبومينية الزهيدة على أنها ACR من 30 إلى 300 مجم / جم وتم تعريف البيلة الألبومينية الكبيرة على أنها ACR> 300 مجم / جم. يتم التعرف على ست مراحل من CKD - ​​المرحلة 1 (eGFR أكبر من أو يساوي 90 مل / دقيقة / 1.73 م 2) ، 2 (eGFR 60-89 مل / دقيقة / 1.73 م 2) ، 3 أ (eGFR 45-59 مل / دقيقة / 1.73 م 2 ) ، 3 ب (eGFR 30-44 مل / دقيقة / 1.73 م 2) ، 4 (eGFR 20-29 مل / دقيقة / 1.73 م 2) ، و 5 (eGFR <20 مل / دقيقة / 1.73 م 2). يزداد خطر الوفاة من أي سبب أو أحداث قلبية وعائية أو الاستشفاء بشكل كبير من المرحلة 3 ب فصاعدًا.

تم جمع البيانات فقط في نقطة واحدة وتضمنت معلومات عن ضغط الدم ، والأمراض المصاحبة الطبية ، ومدة مرض السكري ، ومرحلة CKD ، والمضاعفات المرتبطة بها ، والأدوية ، ونتائج علم الأمراض. تم جمع بيانات القياسات البشرية وعينات البراز في يوم زيارة العيادة بينما تم جمع المعلومات المتبقية للمريض عبر الوصول إلى السجل الطبي الإلكتروني لـ Austin Health. تم إدخال كل هذه المعلومات المختارة بعد ذلك في قاعدة بيانات خاصة بهذه الدراسة البحثية لتحليلها لاحقًا. كان هناك 70 مشاركًا في مجموعة CKD المبكرة لمرضى السكري و 25 في المجموعة المتأخرة. قدم المشاركون موافقة خطية مستنيرة وتمت الموافقة على الدراسة من قبل لجنة أخلاقيات البحث البشري في أوستن هيلث ، فيكتوريا ، أستراليا (HREC / 17 / Austin / 166 ، رقم المشروع ND 17/166 ، بموافقة HREC في 13/07/2017) و لجنة أخلاقيات البحث البشري بجامعة ديكين ، أستراليا. الإجراءات المتبعة كانت في إعلان هلسنكي لعام 1975 ، بصيغته المنقحة في 2013.

2.2. جمع البراز

بعد الجمع من قبل المتبرع في حاوية عينة 5 0 مل ، تم تقطيع العينات تقريبًا 0.5-1 جم في أنابيب إيبندورف أصغر حجمًا 1.5 مل قبل التجميد عند -80 درجة مئوية لاستخراج الحمض النووي في المستقبل.

2.3 استخراج الحمض النووي

تم استخراج الحمض النووي باستخدام Qiagen QIAamp® DNA Stool Mini Kit (المرجع 51504 ، هيلدن ، ألمانيا) وفقًا لبروتوكول الشركة المصنعة. تم تقييم كمية الحمض النووي وتنقيته باستخدام مقياس التألق Qubit (Invitrogen). تم إجراء استخراج الحمض النووي من قسامات البراز بعد تجنيد المريض.

2.4 تحديد خصائص ميكروبيوم الحمض النووي ومراقبة الجودة

تم إجراء تضخيم وتسلسل تفاعل البوليميراز المتسلسل بواسطة مرفق أبحاث الجينوم الأسترالي (AGRF ، ملبورن ، أستراليا). تم إنشاء أمبليكونات PCR باستخدام الاشعال والشروط الموضحة في الجدول 1. تم الانتهاء من التدوير الحراري باستخدام Applied Biosystem 384 Veriti وباستخدام مزيج AmpliTaq Gold 360 الرئيسي (Life Technologies ، Mulgrave ، VIC ، أستراليا) لـ PCR الأساسي. تم تنظيف المرحلة الأولى من تفاعل البوليميراز المتسلسل باستخدام خرز مغناطيسي ، وتم تصور العينات على 2 بالمائة SYBR Agarose E-Gel (Thermo-Fisher ، Mulgrave ، VIC ، أستراليا). تم إجراء PCR ثانوي لفهرسة الأمبليكون باستخدام TaKaRa Taq DNA Polymerase (Takara Bio USA ، Inc. ، Mountain View ، CA ، USA). تم تنظيف الأمبليكونات الناتجة مرة أخرى باستخدام خرز مغناطيسي وتم قياسها باستخدام مقياس التألق QuantiFluor (Promega ، Madison ، WI ، الولايات المتحدة الأمريكية) قبل التطبيع. تم دمج العينات بتركيزات متساوية قبل التنظيف في المرة الأخيرة باستخدام خرز مغناطيسي لتركيز البركة ثم تم قياسها باستخدام شريط D1000 عالي الحساسية على نظام Agilent 2200 TapeStation. تم تخفيف البركة إلى 5 نانومتر وتم تأكيد المولارية مرة أخرى باستخدام شريط D1000 عالي الحساسية. تبع ذلك التسلسل على Illumina MiSeq (سان دييغو ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية) مع مجموعة دورات V 3 ، 600 (2 × 300 أزواج أساسية مقترنة بنهاية).

تم تجميع قراءات النهاية المزدوجة عن طريق محاذاة القراءة الأمامية والعكسية باستخدام PEAR (الإصدار 0. 9.5). تم تحديد الاشعال وتشذيب. تمت معالجة التسلسلات المشذبة باستخدام رؤى كمية في البيئة الميكروبية (QIIME 1.8) .USEARCH (الإصدار 7.1.1090) وبرنامج UPARSE. باستخدام USEARCH ، تمت تصفية التسلسلات بجودة عالية ، ثم تمت إزالة التسلسلات المكررة كاملة الطول وفرزها حسب الوفرة. تم تجاهل الفردي أو القراءات الفريدة في مجموعة البيانات. تم تجميع التسلسلات متبوعة بتصفية الوهم باستخدام قاعدة بيانات "rdp _ الذهب" كمرجع. للحصول على عدد القراءات في كل وحدة تصنيف تشغيلية (OTU) ، تمت إعادة تعيين القراءات إلى OTUs بحد أدنى للهوية يبلغ 97 بالمائة. باستخدام QIIME ، تم تعيين التصنيف باستخدام قاعدة بيانات Greengenes (الإصدار 13_8 ، أغسطس 2013)

2.5 تنظيف البيانات وتطبيعها والتحليل الإحصائي

تم اختبار المتغيرات الفئوية لخصائص المريض باستخدام متغيرات فيشر الدقيقة والمستمرة مع اختبار التصنيف الموقّع من قبل ويلكوكسون.

تم تشذيب البيانات لإزالة الممثلين المصنفين إلى Archaea (N=4) و Chloroplast (N=42) و 22 وحدة OTU غير مخصصة تم تنفيذها في الحزمة 'phyloseq' في إصدار البرنامج الإحصائي R 1.26.1. قمنا أيضًا بإزالة OTUs التي يقل معدل انتشارها عن اثنين ، مما جعل الأعداد المسجلة لكل عينة موزعة بالتساوي. تم تصنيف الأصناف المتبقية 1818 إلى بكتيريا المملكة مع تخصيص 69.03 بالمائة لمستوى اللجوء. لقد تصورنا الوفرة النسبية للبكتيريا (الوفرة> 2 في المائة) في أنواع مختلفة من العينات ، مصنفة حسب مستوى الشعبة والجنس.

حسبنا عدد OTUs التي تمت ملاحظتها وقارننا تنوع ألفا (داخل العينة) للأفراد الذين تم تجميعهم حسب مرحلة CKD باستخدام مؤشر Shannon ، الذي يفسر كلاً من وفرة وتساوي الأصناف الموجودة. تم إنشاء Boxplots لمؤشرات تنوع ألفا باستخدام أمر boxplot في القاعدة R. نظرًا لأن بياناتنا لها قيم متطرفة محتملة ولم يتم توزيعها بشكل طبيعي ، تم اختبار الاختلافات بين وسائل مجموعة العينة باستخدام اختبار Kruskal-Wallis غير البارامترية ، باستخدام الأمر Kruskal. امتحان.

من أجل تنوع بيتا (بين العينات) ، استخدمنا تحويل سجل للبيانات المقاسة لقراءة العمق لكل عينة ، ثم حسبنا ورسمنا UniFrac الموزون ، والذي يوفر مقياسًا للوفرة النسبية واختلاف النشوء والتطور. تشير مسافة UniFrac الأصغر بين عينتين إلى تشابه أعلى بين المجتمعين الميكروبيين. تم تصور مسافات UniFrac باستخدام مخططات تحليل إحداثيات المبدأ (PCoA) باستخدام أوامر من الحزمة 'phyloseq'. تحليل الإحداثيات الرئيسية (PCoA) هو طريقة لتقليل الأبعاد توضح العلاقة بين العينات اعتمادًا على مصفوفة المسافة وتصور نمط التجميع غير الخاضع للإشراف لمجموعة بيانات معقدة ، مثل الميكروبيوم. استخدمنا الأمر adonis من الحزمة "نباتي" لإجراء تحليل متعدد المتغيرات التبادلي للتباين (PERMANOVA) للتحقق مما إذا كانت المجتمعات الميكروبية لكل مجموعة عينة مختلفة بشكل كبير. تعتبر النتائج لجميع الاختبارات الإحصائية ذات دلالة إحصائية حيث قيم p<0.05.

3. النتائج

الخصائص السريرية والكيميائية الحيوية

بعد مراقبة جودة العينة ، كانت البيانات متاحة لـ 95 عينة مريض. الخصائص السريرية والكيميائية الحيوية لمجتمع الدراسة البالغ عددها 95 موضحة في الجدول 2. كان متوسط ​​معدل eGFR 67.51 مل / دقيقة / 1.73 م 2 في وقت مبكر.مرض الكلى المزمن السكريمجموعة (تتكون من المرحلة 1 و 2 و 3 أ كد) ، و 24.48 مل / دقيقة / 1.73 م 2 في أواخرمرض الكلى المزمن السكريالأفراد (تتكون من المرحلة 3 ب و 4 و 5). وصل هذا إلى دلالة إحصائية بقيمة p <0. 001 (اختبار رتبة ويلكوكسون الموقّع). كان متوسط ​​العمر في مجموعة CKD المبكرة أصغر بشكل ملحوظ عند 66.24 عامًا مقارنة بـ 72.68 عامًا في مجموعة CKD المتأخرة (القيمة الاحتمالية=0. 01). يوضح الشكل 1 نسبة 95 مريضًا تم تجنيدهم في كل مرحلة من مراحل مرض الكلى المزمن السكري.

تُستخدم مؤشرات تنوع بيتا لوصف التنوع البيئي بين عينات المجتمع الميكروبي. لم يختلف تنوع بيتا في ميكروبيوم الأمعاء اختلافًا كبيرًا بين المجموعات المبكرة مقابل المتأخرة من مرضى CKD السكري أو بين كل مرحلة من مراحل CKD السكري عند مقارنتها بأخرى (PERMANOVA ، قيمة p=0. 70 ، الشكل 2 أ ، ب).

الشكل 1. نسبة المرضى في كل مرحلة من مراحل مرض الكلى المزمن السكري （CKD）

تُستخدم مؤشرات تنوع ألفا بشكل شائع لوصف التنوع البيئي داخل عينات المجتمع الميكروبي. يعتبر مؤشر شانون كلاً من ثراء الأنواع وتساويها. لم يختلف تنوع ألفا في ميكروبيوم الأمعاء اختلافًا كبيرًا بين المجموعات المبكرة مقابل المتأخرة من مرضى CKD السكري (مؤشر شانون ، اختبار KruskalWallis ، قيمة p أقل من أو تساوي 0. 05) أو بين كل مرحلة من مراحل CKD السكري مقارنة بآخر (الشكل 3 أ ، ب).

الشكل 2. (أ) تحليل الإحداثيات الرئيسي (PCoA) (ب) تعرض مخططات رسامة الاختلاف في المجتمع البكتيري المعوي من الأفراد المصابين بمرض الكلى المزمن.

الشكل 3. (أ): تعرض مخططات الصندوق والشعيرات عدة وحدات تصنيفية تشغيلية بكتيرية ملحوظة (OTUs) ومؤشر تنوع شانون لعينات البراز التي تم تجميعها من قبل الأفراد الذين لديهم مراحل مبكرة (1 إلى 3 أ) ومتأخرة (3 ب إلى 5) من مرض الكلى المزمن. (ب) ). تعرض مخططات الصندوق والشعيرات عدد وحدات التصنيف التشغيلية البكتيرية (OTUs) ومؤشر تنوع شانون لعينات البراز التي تم تجميعها من قبل الأفراد في مراحل CKD1 ، 2 ، 3 أ ، 3 ب ، 4 ، 5.

The majority (>85 في المائة متوسط ​​الوفرة النسبية) من وحدات التصنيف التشغيلية البكتيرية (OTUs) التي تم تحديدها على المستوى التصنيفي للشعبة في ميكروبيوم الأمعاء للأفراد الذين يعانون من مراحل مختلفة من مرض CKD تم تمثيلها بواسطة phyla Bacteroidetes و Firmicutes. كانت شركات اللجوء هي الأكثر وفرة وكان متوسط ​​وفرتها النسبية متشابهًا في أوائل (المرحلة 1 و 2 و 3 أ) ومجموعة CKD المتأخرة (المرحلة 3 ب و 4 و 5) ، حيث تمثل 45.99 ± 0. 58 بالمائة في أوائل مرض الكلى المزمن و 49.39 ± 0. 55 بالمائة في أواخر مرض الكلى المزمن. وبالمثل ، كان متوسط ​​الوفرة النسبية لعصيات Bacteroidetes متشابهًا في CKD المبكر لمرضى السكري بنسبة 42. 86 ± 1.4 0 بالمائة و 41.2 0 ± 1.12 بالمائة في مجموعة مرض الكلى المزمن لمرضى السكري المتأخر (الشكل 4 ا). على مستوى الأسرة ، مثلت Bacteroidaceae و Ruminococcaceae أعلى وفرة من OTUs عبر مجموعات CKD المبكرة والمتأخرة بينما كان لدى Prevotellaceae أدنى وفرة في جميع مراحل CKD السكري. على وجه التحديد ، كان متوسط ​​الوفرة النسبية لعائلة Bacteroidaceae متشابهًا في مرضى CKD المبكر والمتأخر ، وهو ما يمثل 29.15 ± 2. 0 2 بالمائة في مجموعة CKD المبكرة و 29.16 ± 1.70 بالمائة في مجموعة CKD المتأخرة. كان متوسط ​​الوفرة النسبية لـ Ruminococcaceae متشابهًا أيضًا في CKD المبكر والمتأخر ، ويتألف من 20.49 ± 0.61 بالمائة في CKD المبكر و 20.22 ± 0.44 بالمائة في أواخر CKD. ظلت الوفرة المنخفضة لـ Prevotellaceae أيضًا متشابهة في كل من CKD المبكر والمتأخر ، حيث تمثل 3.87 ± 1.66 بالمائة فقط في أوائل مرض الكلى المزمن و 3.36 ± 0.98 بالمائة في أواخر مرض الكلى المزمن (الشكل 4 ب).

الشكل 4. (أ). تعرض المخططات الشريطية المكدسة متوسط ​​الوفرة النسبية للوحدات التصنيفية التشغيلية البكتيرية (OTUs) المحددة في المستوى التصنيفي للشعبة في ميكروبيوم الأمعاء للأفراد المصابين بمراحل مختلفة من مرض CKD. تم حساب الوفرة من البيانات المقتطعة لإزالة OTUs التي كانت سائدة في<2 samples with <2 counts in the complete dataset. (B). Stacked bar charts display the average relative abundance of bacterial operational taxonomic units (OTUs) identified to the taxonomic level of family in the gut microbiome of individuals with different stages of CKD disease. Abundances were calculated from trimmed data to remove OTUs that were prevalent in <2 samples with <2 counts in the complete dataset.

لم تُظهر الأجناس Faecalibacterium و Bifidobacterium و Bacteroides و Akkermansia ، والتي من المعروف أنها مرتبطة سلبًا بمرض السكري من النوع 2 ، اختلافًا كبيرًا في وفرتها النسبية في مرض الكلى المزمن السكري المبكر أو المتأخر في دراستنا (الشكل 5 أ-د). لم تظهر بكتيريا phyla Actinobacteria و Firmicutes ، التي ثبت أنها تعاني من فرط نمو القولون في مرضى CKD ، مرة أخرى أي فرق كبير في الوفرة النسبية في مرض الكلى المزمن السكري المبكر أو المتأخر (الشكل 6 أ). ارتبط ميكروبيوم الأمعاء في النماذج الحيوانية اليوريمية بتركيبة مخفضة لـ Prevotellaceae. في دراستنا ، لم يُظهر جنس Prevotella في عائلة Prevotellaceae أي فرق كبير في الوفرة النسبية في مرض الكلى المزمن السكري المبكر أو المتأخر (الشكل 6 ب).

الشكل 5. (أ): تعرض مخططات الصندوق والشعيرات وفرة نسبية من أجناس Ruminococcus و Faecalibacterium بين مجموعات CKD المبكرة والمتأخرة. ns تشير إلى عدم الأهمية. (ب): تعرض مخططات الصندوق والشعيرات الوفرة النسبية للجنس Bifidobacterium بين مجموعات CKD المبكرة والمتأخرة. ns تشير إلى عدم الأهمية. (ج): تعرض مخططات الصندوق والشعيرات الوفرة النسبية للجنس Bacteroides بين مجموعات CKD المبكرة والمتأخرة. (د): تعرض مخططات الصندوق والشعيرات وفرة نسبية من جنس Akkermansia بين مجموعات CKD المبكرة والمتأخرة. ns تشير إلى عدم الأهمية.

الشكل 6 (أ): تعرض المخططات الصندوقية والشعيرات الوفرة النسبية للشعيات الثابتة والبكتيريا الشعاعية بين مجموعات CKD المبكرة والمتأخرة. ns تشير إلى عدم الأهمية. (ب): تعرض مخططات الصندوق والشعيرات الوفرة النسبية لجنس Prevotella بين مجموعات CKD المبكرة والمتأخرة. ns تشير إلى عدم الأهمية.

4. مناقشة

تقدم مجموعة كبيرة من المؤلفات دليلاً على دور ميكروبيوتا الأمعاء في عمليات الأمراض الأيضية المزمنة بما في ذلك مرض السكري من النوع 2. من بين النتائج التي تم الإبلاغ عنها بشكل شائع ، ارتبطت أجناس Bifidobacterium و Bacteroides و Faecalibacterium و Akkermansia و Roseburia سلبًا بمرض السكري من النوع 2 ، بينما ارتبطت أجناس Ruminococcus و Fusobacterium و Blautia بشكل إيجابي بمرض السكري من النوع 2. يمكن أن تكون الجراثيم المعوية قابلة للتكيف بدرجة كبيرة مع التغيرات في البيئة الكيميائية الحيوية ، في حين أن الدراسات الحديثة التي أجراها Vaziri et al. أظهرت أعدادًا متزايدة من البكتيريا الهوائية واللاهوائية في الأمعاء الدقيقة لمرضى CKD جنبًا إلى جنب مع فرط نمو القولون من البكتيريا المتقلبة ، والبكتيريا الشعاعية ، والثبات.

مرض الكلى المزمن السكري هو عملية مرضية متعددة الأجهزة مع عمليات فسيولوجية مرضية معقدة. في الواقع ، يصعب التمييز بين علاقة السبب والنتيجة بين مثل هذه العملية المرضية الديناميكية والتغيرات المرتبطة بها في الأحياء المجهرية المعوية. تشمل العوامل المعروفة بأنها مسؤولة عن خلل التنسج في مرض الكلى المزمن زيادة نفاذية الحاجز المعوي نتيجة البيئة الالتهابية والبولية المرتبطة بـ CKD والانتقال اللاحق للبكتيريا المسببة للأمراض والسموم الداخلية البكتيرية من تجويف الأمعاء إلى مجرى الدم بسبب زيادة نفاذية الأمعاء. غالبًا ما يتناول غالبية الأفراد المصابين بمرض الكلى المزمن المرتبط بالسكري المضادات الحيوية واسعة النطاق بسبب زيادة خطر الإصابة بالعدوى التي تنشأ عن هذه الحالة. يؤدي استخدام هذه المضادات الحيوية إلى اختلال التوازن بين Firmicutes و Bacteroidetes. يتناقص التنوع البكتيري كما تقل وفرة هذه البكتيريا خلال فترات العلاج هذه. علاوة على ذلك ، يتم تمثيل منظم مهم لعملية التمثيل الغذائي البكتيري و dysbiosis الأمعاء من خلال توافر العناصر الغذائية وتكوينها ، ولا سيما النسبة بين الكربوهيدرات غير المهضومة والبروتين. يوجد حاليًا العديد من العمليات المرتبطة بـ CKD والتي تؤدي إلى مثل هذا dysbiosis الأمعاء. على سبيل المثال ، يتم إعاقة امتصاص البروتين في الأمعاء الدقيقة في مرض الكلى المزمن مما يؤدي إلى زيادة كمية البروتين الغذائي في القولون وبالتالي انخفاض في نسبة الكربوهيدرات إلى البروتين في القولون. قد يفضل هذا التغيير في توافر الركيزة التحول من حالة السكريات الصحية (أنواع Bifidobacterium و Lactobacillus) إلى نمط تخمر أكثر مسببات الأمراض للبروتين. على الرغم من أن آليات دسباقتريوز في مرض السكري غير مفهومة بشكل واضح ، فقد تبين أن الأفراد المصابين بداء السكري يظهرون عمومًا تنوعًا بكتيريًا منخفضًا يتميز بتقليل البكتيريا المنتجة للزبدات مثل Faecalibacterium prausnitzii و Roseburia intestinalis جنبًا إلى جنب مع زيادة مسببات الأمراض الانتهازية.

تظل القدرة على عزل مسببات خلل التنسج المعوي بسبب مرض الكلى المزمن المرتبط بمرض السكري تحديًا سريريًا بسبب وجود العديد من الأمراض المصاحبة مثل ارتفاع ضغط الدم والسمنة وأمراض الأوعية الدموية. علاوة على ذلك ، تشمل الاستراتيجيات العلاجية لمرض الكلى المزمن السكري الأدوية والقيود الغذائية التي يمكن أن تؤثر بشكل مستقل على ميكروبيوم الأمعاء ، كما هو موضح أعلاه. على الرغم من هذه التعقيدات ، فمن المعقول افتراض ذلكمرض كلويوالجراثيم المعوية قد تؤثر على بعضها البعض.

على وجه الخصوص ، تم توثيق الاختلافات في ميكروبيوم الأمعاء بين الأفراد الأصحاء وأولئك المصابين بمرض الكلى المزمن السكري [16 ، 23 ، 46]. مع وضع هذه البيانات في الاعتبار ، أجرينا تحليلًا مقطعيًا لمحات الحمض النووي في 95 عينة براز من سكان أستراليين يعانون في الغالب من داء السكري من النوع 2 بمراحل مختلفة (1-5) من CKD للإجابة على سؤال حول ما إذا كان ميكروبيوم الأمعاء يتغير عبر هذه المراحل المختلفة من مرض الكلى المزمن السكري. على هذا النحو ، كانت نقطة النهاية الأولية هي تحديد ملامح الميكروبيوم التفاضلية المحتملة بين المجموعات ذات CKD المبكر مقابل المتأخر. أساس قطع مراحل CKD 1 و 2 و 3 أ في المجموعة المبكرة ومراحل CKD 3 ب و 4 و 5 في المجموعة المتأخرة لأن خطر الإصابة بالضعف الكلوي التدريجي وأمراض القلب والأوعية الدموية يزداد بشكل كبير من المرحلة 3 ب فصاعدًا والتدخلات السريرية ، التي تهدف إلى إبطاء تقدم مرض الكلى المزمن ، لها أهمية خاصة.

أظهرت البيانات أن ميكروبيوم الأمعاء لدى الأفراد المصابين بمرض الكلى المزمن السكري المبكر والمتأخر وعبر جميع المراحل 1-5 من مرض الكلى المزمن السكري متشابهة. تمشيا مع الأدبيات ، لقد أظهرنا أن هناك غلبة في اللغات Firmicutes و Bacteroidetes في مجموعتنا (الشكل 4 أ). في دراستنا ، أظهرنا بوضوح أن الأجناس المرتبطة سلبًا بداء السكري من النوع 2 ، والتي تسبب دسباقتريوم ، وخاصة البكتيريا البرازية ، Bifidobacterium ، Bacteroides ، Akkermansia موجودة عبر مراحل CKD بكميات مماثلة من الوفرة النسبية (الشكل 5A-D). لا يُظهر جنس Ruminococcus المرتبط بشكل إيجابي في الأفراد المصابين بداء السكري من النوع 2 أي فرق كبير في وفرته النسبية في مرض الكلى المزمن السكري في مراحله المبكرة أو المتأخرة (الشكل 5 أ). كانت بكتيريا phyla Actinobacteria و Firmicutes ، التي ثبت أنها تؤدي إلى فرط نمو القولون ، موجودة عبر مراحل CKD في وفرة نسبية مماثلة (الشكل 6A). علاوة على ذلك ، عندما قمنا بفحص التنوع البيئي داخل العينة الميكروبية لكل مرحلة من مراحل مرض الكلى المزمن السكري ومقارنته بكل مرحلة من مراحل مرض الكلى المزمن السكري الأخرى ، ما زلنا لم نلاحظ فرقًا كبيرًا (الشكل 3 ب). تدعم هذه النتائج الأدلة المعروفة حول خلل التنسج في الحالات المرضية ولكنها تقدم أيضًا أدلة جديدة لإظهار أن دسباقتريوز الأمعاء المكتسبة في المرحلة المبكرة من مرض الكلى المزمن السكري ، لا يزال مستقرًا ويستمر حتى المراحل اللاحقة من تطور المرض. تعتمد هذه البيانات على الأدبيات الموجودة حيث تم فحص التركيب الميكروبي للجهاز الهضمي في مجموعتين من أمراض الكلى المزمنة. كاي يو شو وآخرون. فحص ميكروبيوم الأمعاء في 15 مريضًا في مجموعة فرعية GFR عالية ، مُعرَّفة على أنها GFR أكبر من أو تساوي 7 مل / دقيقة / 1.73 م 2 ، ومجموعة فرعية GFR منخفضة ، مُعرَّفة على أنها GFR أقل من أو تساوي 7 مل / دقيقة / 1.73 م 2 . على الرغم من التوافق مع بياناتنا ، فمن الصعب استخلاص الكثير من الاستنتاجات من دراستهم نظرًا للأعداد الصغيرة داخل المجموعات الفرعية واستخدام حدود GFR التي لا تعكس الطيف السريري للمراحل المختلفة منفشل كلوي مزمن، حيث تقع كلتا المجموعتين الفرعيتين ضمن المرحلة 5 أو المرحلة النهائيةمرض كلوي.

أظهرت بياناتنا أن متوسط ​​الوفرة النسبية للشعبة والعائلة البكتيرية عبر المراحل 1-5 من مرض الكلى المزمن السكري كانت متشابهة في الغالب (الشكل 4 أ ، ب). يتماشى هذا مع البيانات الناشئة عن دراسة أجراها يعقوب وآخرون ، والتي قيمت ميكروبيوم الأمعاء لدى الأفراد المصابين بتكيسات متعددة.مرض كلويمع مراحل مختلفة من كد. أجرى يعقوب وزملاؤه دراسة على مجموعة منتقاة للغاية من الأفراد المصابين بتكيسات متعددة فقطمرض كلويو 3 مجموعات من مرض الكلى المزمن ، دون الأمراض المصاحبة المربكة لمرض السكري وارتفاع ضغط الدم ، لفحص تأثير درجات متفاوتة من القصور الكلوي على ميكروبيوم الأمعاء البشرية. على الرغم من العدد الصغير لستة مرضى في كل مجموعة من مجموعات CKD الثلاث ، إلا أنهم لم يظهروا فرقًا في وحدات التصنيف التشغيلية (OTUs) على مستوى الشعب عبر مجموعاتهم الثلاث التي تعاني من اختلال وظيفي متنوع في الكلى.

ارتبط ميكروبيوم الأمعاء المتميز مع عائلات Prevotellaceae المنخفضة بـ CKD. تمشيا مع هذه الأدبيات ، أظهرت نتائجنا كذلك انخفاض متوسط ​​الوفرة النسبية من Prevotellaceae المفيد في كل من المراحل المبكرة (3.87 ± 1.66 بالمائة) والمتأخرة (3.36 ± 0. 98 بالمائة) من CKD السكري (الشكل 6 ب) . تعتبر سلالات بريفوتيلا كلاسيكيا من البكتيريا المتعايشة بسبب وجودها المكثف في جسم الإنسان السليم. بريفوتيلا هو جنس ذو تنوع وراثي عالٍ داخل الأنواع وفيما بينها ، وهو ما يمكن أن يفسر وفرة في الكائنات الحية الدقيقة البشرية الصحية. كما تم وصفه سابقًا ، تنتج هذه البكتيريا المتعايشة أحماض دهنية قصيرة السلسلة (SCFAs) ، وخاصة حمض الزبد ، وهو أمر حيوي للحفاظ على صحة الأمعاء. تشمل أدوار SCFAs على سبيل المثال لا الحصر إنتاج مكونات الطاقة والتغذية الظهارية المعوية ، والحفاظ على وظائف الحاجز المعوي ، وتقليل شدة الالتهاب. على غرار دراستنا ، Vaziri et al. وجدت وفرة منخفضة من عائلة Prevotellaceae في الحيوانات اليوريمية.

في دراستنا ، لم يكن هناك فرق واضح في وحدات التصنيف التشغيلية (OTUs) ، في أي من المستويات التصنيفية عبر جميع مراحل CKD السكري مما يشير إلى أن dysbiosis يظهر مبكرًا في CKD السكري ويستمر حتى المراحل المتأخرة من المرض وبالتالي يرتفع. السؤال عن الدور الذي يلعبه دسباقتريوز القناة الهضمية في تطور CKD السكري. نفترض أن dysbiosis هو واحد من عدة عوامل قد تؤثر على تطور CKD السكري. تعتبر الحالات المرضية المصاحبة مثل ارتفاع ضغط الدم والسكري وأمراض الأوعية الدموية ، جنبًا إلى جنب مع بروتينية ووراثة ، بعضًا من العوامل المساهمة في التسبب فيفشل كلوي مزمن. في الآونة الأخيرة ، كان هناك دليل متزايد على أن تفاعل الجين والبيئة في تحديد النمط الظاهري المعقد ، والمعروف باسم علم التخلق ، هو أيضًا مساهم في التسبب فيفشل كلوي مزمن.نحن نفترض أن dysbiosis القناة الهضمية ، على غرار عوامل الخطر غير المتجانسة المذكورة أعلاه ، قد يمنح عامل حساسية محتمل في تطور CKD.

من المعروف أنه في دسباقتريوز الأمعاء ، تفرز البكتيريا المسببة للأمراض وتفرز كميات متزايدة من عديدات السكاريد الدهنية والببتيدوغليكان والحمض النووي البكتيري في الجهاز الدوري للمضيف مما يضر بنفاذية الأمعاء. ونتيجة لذلك ، يؤدي هذا إلى تنشيط الجهاز المناعي للأمعاء والمخاطية والشلال الالتهابي مع إنتاج عوامل مثل الإنترلوكين (IL) -6 والإنترفيرون (IFN-) وعامل نخر الورم (TNF). يعتبر هذا التنشيط المناعي المستمر الآن أحد عوامل الخطر الرئيسية لتطور مرض الكلى المزمن ومضاعفات القلب والأوعية الدموية. تأثير دسباقتريوز القناة الهضمية على إنتاج العوامل الالتهابية فيكدتم التحقيق من قبل Li F et al. . وتشير نتائجهم إلى أن دسباقتريوز الجراثيم قد يعزز الالتهاب الجهازي المزمن فيكد.

يحدث مرض السكري بشكل شائع ويوجد على مستوى العالم بنسب وبائية أثناء مرض السكريفشل كلوي مزمنهي نتيجة شائعة. ومع ذلك ، فإن نسبة صغيرة نسبيًا من هؤلاء الأفراد لديهمكدتقدم إلىمرض الكلى في نهاية المرحلة (ESKD)على مدى حياتهم. نفترض أن كل عامل من عوامل الخطر التقليدية قد يكون متورطًا في تطور مرض الكلى المزمن ، ومع ذلك ، فإن الطبيعة التقدمية لهذا المرض ، والتي تحدث في أقلية من جميع الأشخاص المصابين بهذه الحالة ، قد تكون نتيجة للتفاعل المعقد لجميع عوامل الحساسية هذه. ، بما في ذلك دسباقتريوز القناة الهضمية (شكل المواد التكميلية S1).

تتمثل إحدى قيود هذه الدراسة في صغر حجم العينة ، خاصةً وجود 25 مريضًا فقط يعانون من المراحل المتأخرة من مرض الكلى المزمن (3 ب -5) السكري مما يؤدي إلى فقدان القدرة على التعرف على الاتجاهات الميكروبية. أحد أسباب ذلك هو أن الأشخاص الخاضعين للدراسة تم اختيارهم من عيادة الغدد الصماء الخارجية ، حيث يوجد ميل أقل لرؤية المزيد من الخلل الكلوي المتقدم. نحن ندرك أن المشكلة الكامنة في حجم العينة الصغير في مجموعة CKD المتأخرة جنبًا إلى جنب مع العدد الكبير من المتغيرات المشتركة لدينا ستؤدي إلى قوة إحصائية محدودة للكشف عن اختلافات الميكروبيوم بالإضافة إلى عدم دقة تقدير التأثير ومعدل إيجابي كاذب مرتفع. تشمل القيود الأخرى الطبيعة المقطعية لهذه الدراسة ، مما يعني أنه تم جمع عينات المرضى في نقاط لمرة واحدة فقط ولم يتم دراستها طوليًا. علاوة على ذلك ، لم تحتوي مجموعة البيانات الخاصة بنا على معلومات عن استخدام المضادات الحيوية ، والتي من المعروف أن لها تأثير على تكوين ميكروبيوم الأمعاء. قيد آخر مهم هو أن العادات الغذائية للمشاركين لم يتم تسجيلها والتي ستؤثر دائمًا على نتيجة النتائج. لم تكن هناك أيضًا مجموعة صحية ، ومع ذلك ، كما هو موضح سابقًا ، فإن الميكروبيوم بين المجموعات الصحية والمريضة يتميز جيدًا ولم يكن الغرض من هذه الدراسة.

يجب أن تتضمن الاتجاهات المستقبلية في هذا المجال من البحث دراسة طولية لعدد أكبر من المرضى في كل مرحلة من مراحل CKD السكري (1-5) ، مع التركيز على الشكل السائد لمرض السكري من النوع 2 مع معلومات تشمل المدخول الغذائي و الأدوية ، خاصة فيما يتعلق باستخدام المضادات الحيوية.

تثير هذه الدراسة بعض الأسئلة غير المتوقعة والمثيرة للاهتمام حول الميكروبيوم لدى الأفراد المصابين بداء السكري ومتفاوتةضعف الكلى. نعلم من الأدبيات الحالية أن هناك فرقًا كبيرًا في ميكروبيوم الأمعاء بين الأشخاص الأصحاء وأولئك المصابين بمرض الكلى المزمن السكري. ومع ذلك ، ضمن حدود هذه الدراسة ، لم نلاحظ تغيرًا كبيرًا في الميكروبيوم عبر أي من المراحل الست لمرض الكلى المزمن السكري. نقترح أنه بمجرد أن يصل المرضى إلى حالة من دسباقتريوسيس في مرض الكلى المزمن السكري المبكر ، فإن هذا dysbiosis يظل كما هو نسبيًا ويمكن اعتباره عامل خطر للإصابة ، والذي يؤثر جنبًا إلى جنب مع عوامل الخطر الأخرى (التقليدية والمبتكرة) على التقدم إلى المرحلة المتأخرة من مرض السكري. كد.

5. الاستنتاجات

في الختام ، تُظهر البيانات الناشئة عن مجموعتنا من الأفراد المصابين بداء السكري المرتبطين بمرض الكلى المزمن غلبة لفيللا فيرميكوتس وبكترويدات. تمثل العائلات Ruminococcaceae و Bacteroidaceae أعلى وفرة ، بينما تم تقليل عائلة Prevotellaceae المفيدة بكثرة. الملاحظة الأكثر إثارة للاهتمام هي أن الوفرة النسبية لهذه الميكروبات المعوية لا تتغير عبر المراحل (1-5) من CKD السكري ، مما يشير إلى أن هذا حدث مبكر في تطور CKD المرتبط بمرض السكري. أظهرت الأجناس ذات الصلة سلبًا Bifidobacterium و Bacteroides و Faecalibacterium و Akkermansia حول مرض السكري من النوع 2 وفرة نسبية مماثلة بين مجموعات CKD المبكرة والمتأخرة ، كما فعلت Ruminococcus المرتبطة بشكل إيجابي. نفترض أن ميكروبيوم خلل التنسج المكتسب خلال المراحل المبكرة من مرض الكلى المزمن الناتج عن مرض السكري يظل ثابتًا نسبيًا وهو واحد فقط من العديد من عوامل الخطر التي تؤثر على التقدم.ضعف الكلى. تستدعي هذه النتائج مزيدًا من الفحص في مجموعات أكبر من المرضى يتم اتباعها طوليًا بمرور الوقت مع أخذ عينات متعددة وبيانات إكلينيكية بما في ذلك المعلومات عن المدخول الغذائي والأدوية. عندها فقط سيكون من الممكن إجراء اختبار صارم على ما إذا كانت تركيبة الميكروبيوم خلل التنسج تبقى كما هي أو تتغير بشكل كبير مع تطور مرض السكري المزمنمرض كلوي؟

التمويل:هذا البحث لم يتلق أي تمويل متطرف.

بيان الموافقة المستنيرة:تم الحصول على الموافقة المستنيرة من جميع المواد المشاركة في الدراسة.

شكر وتقدير:يود المؤلفون أن يعترفوا بامتنان كيوكو هاسيبي لمساعدتها في استخراج الحمض النووي ومراجعة البروتوكول. يعترف المؤلفون بالمشاركين الذين بذلوا وقتهم في الدراسة بسخاء.

تضارب المصالح:الكتاب تعلن أي تضارب في المصالح.

1. هوبر ، LV ؛ Gordon، JI Commensal العلاقات البكتيرية المضيفة في القناة الهضمية. العلوم 2001 ، 292 ، 1115-1118.

2. بورليوكس ، ص. كوليتزكو ، ب. جوارنر ، ف. Braesco ، V. الأمعاء وميكروفلوراها شركاء لحماية المضيف: تقرير عن ندوة دانون "الأمعاء الذكية" ، التي عقدت في باريس ، 14 يونيو 2002. صباحا. J. كلين. نوتر. 2003 ، 78 ، 675-683.

3. Rodríguez، JM؛ ميرفي ، ك. ستانتون ، سي ؛ روس ، ر. كوبر ، أوي ؛ Juge ، N. ؛ أفيرشينا ، إي. رودي ، ك. نارباد ، أ. جينمالم ، MC ؛ وآخرون. تكوين ميكروبات الأمعاء طوال الحياة ، مع التركيز على الحياة المبكرة. ميكروب. ايكول. يشفي. ديس. 2015 ، 26 ، 26050.

4. Aron-Wisnewsky، J .؛ كليمان ، ك. ميكروبيوم الأمعاء ، والنظام الغذائي ، وارتباطاته باضطرابات القلب والأوعية الدموية والمزمنة. نات. القس نفرول. 2015 ، 12 ، 169–181.

5. Huttenhower، C .؛ جيفرز ، د. نايت ، ر. أبوبكر ، إس. بادجر ، ج. تشينوالا ، أت ؛ كريسي ، سمو ؛ إيرل ، آم ؛ فيتزجيرالد ، إم جي ؛ فولتون ، آر إس ؛ وآخرون. هيكل ووظيفة وتنوع الميكروبيوم البشري السليم. Nature 2012، 486، 207–214.

6. Ley، RE؛ تورنبو ، PJ ؛ كلاين ، إس. جوردون ، جي آي ميكروبات الأمعاء البشرية المرتبطة بالسمنة. نيتشر 2006، 444، 1022-1023.

7 - كارلسون ، ف. تريمارولي ، ف. Nookaew ، أنا. بيرجستروم ، ج. بهر ، سي جيه ؛ فاجربيرج ، ب. Nielsen ، J. Gut metagenome في النساء الأوروبيات مع التحكم في الجلوكوز الطبيعي والضعيف والسكري. Nature 2013، 498، 99–103.

8. الاتحاد الدولي للسكري (IDF). أطلس السكري ، الطبعة السابعة ؛ الاتحاد الدولي للسكري: بروكسل ، بلجيكا ، 2015.

9. نظام بيانات الكلى في الولايات المتحدة الأمريكية 2008. تقرير البيانات السنوي. أطلس أمراض الكلى المزمنة ومرض الكلى في نهاية المرحلة في الولايات المتحدة. المعاهد الوطنية للصحة ، المعاهد الوطنية للسكري وأمراض الجهاز الهضمي والكلى: بيثيسدا ، دكتوراه في الطب ، الولايات المتحدة الأمريكية ، 2008.

10. Valmadrid، CT؛ كلاين ، ر. موس ، SE ؛ Klein، BE خطر الوفيات الناجمة عن أمراض القلب والأوعية الدموية المرتبطة بالبيلة الألبومينية الزهيدة والبيلة البروتينية الإجمالية في الأشخاص المصابين بداء السكري في سن أكبر. قوس. المتدرب. ميد. 2000 ، 160 ، 1093-1100.

11. كاريرو ، جي. Stenvinkel ، P. استمرار الالتهاب كمحفز لعوامل الخطر الأخرى في مرض الكلى المزمن: اقتراح فرضية. كلين. جيه. شركة نفرول. 2009، 4 (ملحق 1)، S49 – S55.

12- لارسن ، ن. فوجنسن ، FK ؛ فان دن بيرغ ، FWJ ؛ نيلسن ، د. أندريسين ، أ. بيدرسن ، BK ؛ أبو السعود و. Sørensen ، SJ ؛ هانسن ، ل. Jakobsen ، M. تختلف ميكروبيوتا الأمعاء لدى البالغين المصابين بداء السكري من النوع 2 عن البالغين غير المصابين بمرض السكري. بلوس واحد. 2010 ، 5 ، e9085.

13. تشين ، ياء ؛ لي ، واي. تساي ، زي. لي ، س. تشو ، ياء ؛ تشانغ ، ف. ليانغ ، س. تشانغ ، دبليو. غوان ، واي. شين ، د. وآخرون. دراسة رابطة على مستوى الميتاجينوم لميكروبات الأمعاء في داء السكري من النوع 2. Nature 2012، 490، 55-60.

14. هاتش ، م. فريل ، RW ؛ Vaziri، ND إفراز الأوكسالات المعوي في حالات الفشل الكلوي المزمن. جيه. شركة نفرول. 1994 ، 5 ، 1339-1343.

15 - وزيري ، إن دي ؛ فريل ، RW ؛ هاتش ، م. تأثير القصور الكلوي التجريبي المزمن على استقلاب البول. جيه. شركة نفرول. 1995 ، 6 ، 1313-1317.

16. شو ، ك. شيا ، G.-H. ؛ لو ، ج. تشين ، إم إكس ؛ زين ، العاشر ؛ وانغ ، س. أنت يا سي. ني ، ياء ؛ تشو ، ح. Yin، J. ضعف وظائف الكلى و dysbiosis من ميكروبيوتا الأمعاء تساهم في زيادة أكسيد ثلاثي ميثيل أمين في مرضى الكلى المزمنة. علوم. مندوب. 2017، 7، 1–12.

17. يعقوب ر. نوجنت ، م. كاي ، دبليو. Nadkarni ، GN ؛ تشافيس ، LD ؛ أبيض ، س. هونان ، آم ؛ توماس ، سا ؛ زينج ، دبليو. Valiyaparambil، SA ؛ وآخرون. تأثيرات تقييد النظام الغذائي المتقدمة على المنتجات النهائية للجليكيشن على ميكروبيوتا الأمعاء البكتيرية في مرضى غسيل الكلى البريتوني ؛ تجربة معشاة ذات شواهد مفتوحة التسمية. بلوس وان 2017 ، 12 ، e0184789.

18. ساباتينو ، أ. Regolisti ، G. ؛ كوسولا ، سي ؛ جيسوالدو ، إل. Fiaccadori ، E. الأمعاء الدقيقة في مرض السكري من النوع 2 وأمراض الكلى المزمنة. بالعملة. مندوب مرض السكري .2017، 17، 16.

19. فيليساردو ، RJF ؛ كاستولدي ، أ. أندرادي-أوليفيرا ، ف. Câmara، NOS الجراثيم وأمراض الكلى المزمنة: سيف ذو حدين. كلين. ترجمة. إمونول. 2016 ، 5 ، هـ 86. 20. Wong، J .؛ بيتشينو ، يم ؛ DeSantis ، TZ ؛ باهل ، م. أندرسن ، GL ؛ Vaziri ، ND توسع في تكوين اليورياز واليوريكاز المحتوي على الإندول والب كريسول وتقلص الميكروبات المعوية المنتجة للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة في الداء الكلوي بمراحله الأخيرة. أكون. نيفرول. 2014 ، 39 ، 230-237.

21. لو شاتيلير ، إي. نيلسن ، تي. تشين ، ياء ؛ بريفيتي ، إي. هيلدبراند ، ف. فالوني ، جي ؛ ألميدا ، م. أروموجام ، م. باتو ، جي إم. كينيدي ، إس. وآخرون. يرتبط ثراء ميكروبيوم الأمعاء البشرية بعلامات التمثيل الغذائي. Nature 2013، 500، 541–546.

22. de Andrade، LS؛ راموس ، كارولاينا الشمالية ؛ Cuppari ، L. الحديث المتبادل بين الكلى والأمعاء: الآثار المترتبة على مرض الكلى المزمن. نيوتري 2017 ، 42 ، 27.

23 - Vaziri، ND؛ وونغ ، ياء ؛ باهل ، إم في ؛ بيتشينو ، يم ؛ يوان ، ياء ؛ DeSantis ، TZ ؛ ني ، ض. نجوين ، T.-H. ؛ Andersen، GL مرض الكلى المزمن يغير الفلورا الميكروبية المعوية. الكلى Int. 2013 ، 83 ، 308-315.

24. Martinez-Castelao، A.؛ نافارو غونزاليس ، جي إف ؛ غوريز ، جيه إل ؛ دي ألفارو ، ف. لقد تغير مفهوم ووبائيات اعتلال الكلية السكري في السنوات الأخيرة. J. كلين. ميد. 2015 ، 4 ، 1207-1216.

25. مؤسسة ، NK ACR.

26. Go، AS؛ تشيرتو ، جنرال موتورز ؛ مروحة ، د. ماكولوتش ، م ؛ هسو ، C.-Y. أمراض الكلى المزمنة ومخاطر الوفاة وأحداث القلب والأوعية الدموية والاستشفاء. إنجل. جيه ميد. 2004 ، 351 ، 1296-1305.

27. Zhang، J.؛ كوبرت ، ك. فلوري ، ت. ستاماتاكيس ، أ. الكمثرى: دمج إعادة دمج متقارب نهاية سريع ودقيق من Illumina. المعلوماتية الحيوية 2014 ، 30 ، 614-620.

28. Caporaso، JG؛ كوتشينسكي ، ياء ؛ Stombaugh ، J. ؛ بيتينجر ، ك. بوشمان ، فد ؛ كوستيلو ، كرونة إستونية ؛ فيرير ، ن. بينيا ، إيه جي ؛ غودريتش ، جي كي ؛ جوردون ، جي آي ؛ وآخرون. يسمح QIIME بتحليل بيانات تسلسل المجتمع عالية الإنتاجية. نات. طرق 2010 ، 7 ، 335-336.

29. Edgar ، RC بحث وتجميع أوامر من حيث الحجم أسرع من BLAST. المعلوماتية الحيوية 2010 ، 26 ، 2460-2461.

30. Edgar، RC؛ هاس ، BJ ؛ كليمنتي ، جي سي ؛ سفرجل ، سي ؛ يعمل Knight، R. UCHIME على تحسين حساسية وسرعة اكتشاف الوهم. المعلوماتية الحيوية 2011 ، 27 ، 2194-2200.

31. Edgar، RC UPARSE: تسلسل OTU عالي الدقة من قراءات amplicon الميكروبية. نات. طرق 2013 ، 10 ، 996-998.

32. DeSantis، TZ؛ Hugenholtz ، P. ؛ لارسن ، ن. روخاس ، م. برودي ، إل ؛ كيلر ، ك. هوبر ، تي. داليفي ، د. هو ، ب. Andersen ، GL Greengenes ، قاعدة بيانات جينية 16S rRNA تم فحصها بواسطة الوهم ومنضدة عمل متوافقة مع ARB. تطبيق بيئة. ميكروبيول. 2006 ، 72 ، 5069-5072.

33. McMurdie، PJ؛ هولمز ، S. phyloseq: حزمة R للتحليل التفاعلي القابل للتكرار والرسومات لبيانات تعداد الميكروبيوم. بلوس واحد. 2013 ، 8 ، e61217.

34. شانون ، م. نظرية رياضية للاتصال. بيل سيست. تقنية. ياء 1948، 27، 379–423.

35. Bauer، DF بناء مجموعات الثقة باستخدام إحصائيات الرتب. جيه. ستات. مساعد. 1972 ، 67 ، 687.

36 - لوزوبون ، سي ؛ Knight ، R. UniFrac: طريقة جديدة للتطور لمقارنة المجتمعات الميكروبية. تطبيق بيئة. ميكروبيول. 2005 ، 71 ، 8228-8235.

37. Lozupone، C. ؛ Lladser، ME؛ فرسان ، د. Stombaugh ، J. ؛ نايت ، آر. UniFrac: مقياس مسافة فعال لمقارنة المجتمع الميكروبي. ISME J. 2011، 5، 169–172.

38. Oksanen، J.؛ كيندت ، ر. Legendre ، P. ؛ أوهارا ، ب. ؛ سيمبسون ، GL ؛ Solymos ، P. ؛ ستيفنز ، MHH ؛ إدوارد سزويكس ، إي. Wagner، H. Vegan: Community Ecology Package. إصدار حزمة R 1. 13-12. 2008.

39. Gurung، M .؛ لي ، زي. أنت يا ح. رودريغز ، ر. القفز ، ديسيبل ؛ مورغان ، أ. شولزينكو ، ن. دور ميكروبيوتا الأمعاء في الفيزيولوجيا المرضية لمرض السكري من النوع 2. EBioMedicine 2020 ، 51 ، 102590.

40. سيركانا أ. فرامارين ، إل. ليون ، ن. بيروتي ، م. كاستيلينو ، ف. الوالد ، ر. دي ميتشيلي ، ف. باشيتا ، إي. موسو ، جي. Altered Gut Microbiota في داء السكري من النوع 2: مجرد صدفة؟ بالعملة. مندوب مرض السكري .2018، 18، 98.

41 - Vaziri، ND؛ يوان ، ياء ؛ Nazertehrani، S. ني ، ض. Liu، S. أمراض الكلى المزمنة تسبب اضطراب التقاطع الضيق الظهاري المعوي والدقيق. أكون. نيفرول. 2013 ، 38 ، 99-103.

42. رينينيلا ، إي. راؤول ، ب. سينتوني ، م. فرانشيسكي ، ف. ميجيانو ، جاد ؛ جاسباريني ، أ. ميلي ، مولودية ما هو التركيب الصحي للميكروبات المعوية؟ نظام بيئي متغير عبر العمر والبيئة والنظام الغذائي والأمراض. الكائنات الحية الدقيقة 2019 ، 7 ، 14.

43. Bammens، B.؛ فيربيكي ، ك. Vanrenterghem ، واي. Evenepoel، P. دليل لضعف امتصاص البروتين في الفشل الكلوي المزمن. الكلى Int. 2003 ، 64 ، 2196-2203.

44. Moraes، C.؛ فوك ، د. أمارال ، أ. Mafra ، D. Trimethylamine N-Oxide من ميكروبيوتا الأمعاء في مرضى الكلى المزمن: التركيز على النظام الغذائي. جيه. رن. نوتر. 2015 ، 25 ، 459-465.

45- مونتمورنو ، إي. كوسولا ، سي ؛ دالفيفينو ، جي ؛ ديدون ، جي ؛ دي أنجيليس ، م. جوبيتي ، م. Gesualdo، L. ماذا تحب أن تأكل سيد CKD Microbiota؟ حمية البحر الأبيض المتوسط ​​، من فضلك! ضغط دم الكلى. الدقة. 2014 ، 39 ، 114-123.

46. ​​Gradisteanu، G.؛ ستويكا ، ر. بيتكو ، إل. بيكو ، أ. سوسيفينو ، أ. سالمين ، ت. ستيفان ، د. سيرافينسينو ، سي ؛ شيفيفيريوك ، إم سي ؛ توقيع Stoian، AP Microbiota في النوع -2 مرضى السكري المصابين بمرض الكلى المزمن - دراسة تجريبية. J. Mind Med Sci. 2019 ، 6 ، 130-136.

47. Li، F .؛ وانغ ، م. وانغ ، ياء ؛ لي ، ر. تشانغ ، واي.التغييرات في ميكروبيوتا الأمعاء وارتباطها بالعوامل الالتهابية في مرض الكلى المزمن. أمام. خلية. تصيب. ميكروبيول. 2019 ، 9 ، 206.

48. يعقوب ر. Nadkarni ، GN ؛ McSkimming ، DI ؛ تشافيس ، LD ؛ أبيض ، س. برينيارسكي ، ماساتشوستس ؛ هونان ، آم ؛ توماس ، سا ؛ جودا ، م. هو ، جي سي ؛ وآخرون. تحليل الجراثيم البرازية لمرضى داء الكلى المتعدد الكيسات حسب وظيفة الكلى: دراسة تجريبية. إكسب. بيول. ميد. 2019 ، 244 ، 505-513.

49. Precup، G .؛ فودنار ، دي. Gut Prevotella كمؤشر حيوي محتمل للنظام الغذائي وأدواره eubiotic مقابل dysbiotic: مراجعة شاملة للأدبيات. Br. نوتر. 2019 ، 122 ، 131-140.

50. den Besten، G .؛ van Eunen، K. جروين ، أ. فينيما ، ك. ريجنجود ، دي جي ؛ Bakker ، BM دور الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة في التفاعل بين النظام الغذائي ، وميكروبات الأمعاء ، واستقلاب الطاقة المضيف. J. ليبيد الدقة. 2013 ، 54 ، 2325-2340.

51. Peng، L .؛ لي ، ZR ؛ أخضر ، RS ؛ هولزمان ، إر ؛ يعزز Lin ، J. Butyrate الحاجز المعوي من خلال تسهيل تجميع الوصلات المحكم عن طريق تنشيط بروتين كيناز AMP المنشط في طبقات الخلية الأحادية Caco -2. نوتر. 2009 ، 139 ، 1619-1625.

52. Keku، TO؛ دولال ، س. ديفو ، أ. جوفوف ، ب. هان ، إكس. الميكروبات المعدية المعوية وسرطان القولون والمستقيم. أكون. J. Physiol. فيزيول الكبد. 2015 ، 308 ، G351-G363.

53. Staples، A. Wong، C. عوامل الخطر لتطور مرض الكلى المزمن. بالعملة. رأي. بيدياتر. 2010، 22، 161–169.

54. Wing، MR؛ رمزاني ، أ. جيل ، HS ؛ ديفاني ، جي إم ؛ راج ، DS علم الوراثة الوراثي لتطور مرض الكلى المزمن: حقيقة أم خيال؟ سيمين. نفرول. 2013 ، 33 ، 363–374.

55. Sabatino، A .؛ Regolisti ، G. ؛ بروساسكو ، أنا ؛ كاباسي ، أ. مورابيتو ، إس. Fiaccadori ، E. التعديلات في الحاجز المعوي والميكروبات في أمراض الكلى المزمنة. نفرول. يتصل. زرع اعضاء. 2014 ، 30 ، 924-933.

56. Hand، TW؛ Vujkovic-Cvijin ، I. ؛ ريدورا ، ف. بلقايد ، واي.ربط الجراثيم والأمراض المزمنة والجهاز المناعي. اتجاهات الغدد الصماء. متعب. 2016 ، 27 ، 831-843.

57. روسي ، م. كامبل ، كوالا لمبور ؛ جونسون ، DW ؛ ستانتون ، تي. Vesey ، DA ؛ كومبس ، شبيبة ؛ ويستون ، كانساس ؛ هاولي ، سم ؛ مكويني ، كولومبيا البريطانية ؛ أنجيرير ، جيه بي ؛ وآخرون. السموم اليوريمية المرتبطة بالبروتين ، والتهاب ، والإجهاد التأكسدي: دراسة مقطعية في المرحلة 3-4 من مرض الكلى المزمن. قوس. متوسط ​​الدقة. 2014 ، 45 ، 309-317.

58. Darisipudi، MN؛ كناوف ، ف. تحديث عن دور الجسيم الملتهب في التسبب في أمراض الكلى. بيدياتر. نفرول. 2015 ، 31 ، 535-544.

59. تورين ، TC ؛ تونيلي ، م. مان ، BJ ؛ أحمد ، س. رافاني ، ص. جيمس ، م. Hemmelgarn، BR خطر مدى الحياة من الداء الكلوي بمراحله الأخيرة. جيه. شركة نفرول. 2012 ، 23 ، 1569-1578.

لمزيد من المعلومات: david.deng@wecistanche.com