Yongqiong Deng 1 #, Hong Wang 1 #, Jiyuan Zhou 3, Yunzhu Mou 4, Guiqiang Wang 2 и Xia Xiong 1

пациентите

1 Катедра по дерматология и ЗППП, асоциирана болница на Югозападен медицински университет, Луджоу, Съчуан, 2 Катедра по инфекциозни болести, Първа болница в Пекинския университет, Пекин, 3 Биомедицински изследователски институт, Шенжен Пекински университет, Хонконгски университет за наука и технологии Медицински Център, Шенжен, провинция Гуангдонг, 4 отделение по дерматология и ЗППП, свързана болница на медицинския колеж в Северна Съчуан, Нанчонг, Съчуан, Китай

# Тези автори са допринесли еднакво за тази статия.

Предполага се, че акне вулгарис има стомашно-чревен механизъм; обаче малко се знае за дисфункцията на чревната микробиота при това състояние. Целта на това проучване на напречното сечение е да се изследва дали чревната микробиота е променена при акне. Бактериалното разнообразие на фекалиите е анализирано при 43 пациенти с акне и 43 контроли, като се използва хипервариабилно последователно маркиране на V3-V4 региона на 16S rDNA гена. Открити са отчетливи разлики в микробното разнообразие между пациенти с акне и контроли (индекс на разнообразие на Шанън (р = 0,009) и индекс на разнообразие на Симпсън (р = 0,01)). На ниво филум, изобилието на Firmicutes е по-ниско в групата пациенти, но това на Bacteroidiain е по-високо. Най-изчерпаните таксони при акне са родовете Clostridia, Clostridiales, Lachnospiraceae и Ruminococcaceae, които са потенциално полезни. В заключение, пациентите с акне вулгарис имат чревна микробна дисбиоза; необходимо е допълнително проучване, за да се разбере ролята му в патогенезата на акнето.

Ключови думи: акне вулгарис; чревна микробиота; бактериално разнообразие.

Приет на 9 май 2018 г .; Epub преди печат на 14 май 2018 г.

Acta Derm Venereol 2018; XX: XX – XX.

Corr: Guiqiang Wang, Катедра по инфекциозни болести, Първа болница в Пекинския университет, ул. Xishiku № 8, район Xicheng, Пекин, Китай. Имейл: [email protected]; и Xia Xiong, Катедра по дерматология и ЗППБ, Асоциираната болница на Югозападния медицински университет, ул. Тайпинг № 25, Луджоу, Съчуан, Китай. Имейл: [email protected]

Това проучване представя разликата в чревните микроби между пациентите с акне вулгарис и здравите контроли. В сравнение със здравия контрол, пациентите с акне показват намалено разнообразие на чревната микробиота и увеличеното съотношение на Bacteroidetes към Firmicutes, което е съобщено като ентеротип на западната диета. Тези данни потвърждават ролята на западната диета за насърчаване на развитието на акне вулгарис и предлагат диетата и терапията, базирана на пробиотици, за предотвратяване и лечение на акне вулгарис.

Акнето вулгарис е хронично възпалително кожно заболяване на пилозабените единици, което се изчислява да засегне до 80–90% от подрастващите пациенти, особено в развитите страни (1). Като цяло патогенезата на акнето се характеризира с повишено производство на себум, възпалителни медиатори в кожата и фоликуларна хиперкератинизация на пилозабелезни канали. Ролята на Propionibacterium acnes не е ясна, тъй като този организъм е повсеместен в здравата възрастна човешка кожа. Въпреки това, променен фенотип на P. acnes при лезии на акне може да бъде по-свързан със заболяването и може да бъде и противовъзпалителен (2, 3). Въпреки че генетичната предразположеност може силно да повлияе на риска от развитие на акне, се предлага ролята на факторите на околната среда, особено диетата в „западен стил“, в патогенезата на акнето (4, 5). Диетата в „западен стил“ включва мляко, други млечни продукти, рафинирани въглехидрати, шоколад и наситени мазнини, които допринасят за образуването на акне чрез активиране на метаболитни сигнали, получени от хранителни вещества (6, 7). Съобщава се, че хранителните добавки с омега-3 мастни киселини помагат за намаляване на лезиите при пациенти с леко до умерено акне (8). Съотношението на омега-6 към омега-3 мастни киселини е по-високо при „западен стил“, отколкото при незападните диети (9).

Натрупващите се данни показват, че чревната микробиота, свързана с диетата от „западен стил“, играе важна роля в развитието на редица болестни състояния, като имунни, метаболитни и дори кожни заболявания (10–12). Съобщава се, че диетите с високо съдържание на мазнини намаляват нивата на чревните микроби и увеличават концентрацията на липополизахариди (LPS), които допринасят за развитието на системно възпаление, като нарушават целостта на дебелото черво и бариерната функция, намаляват дебелината на слузния слой и увеличават секреция на провъзпалителни цитокини (13–15). Няма обаче преки доказателства, че дисбалансът на чревната микробиота допринася за патогенезата на акне вулгарис.

Проби от пресни изпражнения от всеки човек се събират в стерилни контейнери, веднага се хомогенизират и се разделят на 10 аликвотни части от 220 mg, след което се замразяват при –80 ° C в рамките на 30 минути. По време на периода от дефекация до разделяне пробите се държат при 4 ° C. Микробната ДНК беше извлечена от фекалния материал на всяка проба, използвайки QIAamp DNA Stool Minikit (Qiagen Ltd, Strasse, Германия), следвайки инструкциите на производителя. Частични 16S рДНК генни последователности бяха амплифицирани от всяка екстрахирана ДНК, като се използва двойката праймери, F341F (5'-ACTCCTACGGGRSGCAGCAG-3 ') и R806R (5'- GGACTACVVGGGTATCTAATC-3'), която е насочена към V3-V4 региона на 16S рДНК гена последователност. KAPA HiFi Hotstart ReadyMix PCR комплект е използван за усилване с висока точност. Качеството на ампликоните беше оценено с помощта на спектрофотометър NanoDrop 2000 (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA) и 2% агарозна гел електрофореза. Продуктите за амплификация на ген 16S rDNA бяха секвенирани в инструмента Illumina Hiseq 2500 (Illumina, Сан Диего, Калифорния, САЩ) с 2 × 250 двойки базови двойки (bp) сдвоени краища (PE), в Realbio Technology (Шанхай, Китай).

PANDAseq беше приложен за сглобяване на припокриващи се сдвоени четения. Запазената последователност на контрола на качеството имаше дължини между 220 и 500 nt, средна оценка на качеството на последователността> 20 и в крайна сметка бяха взети предвид четенията с N бази 2.

Статистически анализ на микробните разлики в червата между пробите от акне (AS) и контролните проби (CS) беше извършен чрез тест за ранг на Wilcoxon rank и Kruskal-Wallis rank с използване на R3.1.0. Всички отчетени p-стойности са двустранни и p 0,1.

PICRUSt предостави редица скриптове, които биха могли да бъдат полезни за анализ както на относителното изобилие на 16S рРНК ген, така и на прогнозираните метаболитни данни. Протеиновите последователности на гените в обединения генен каталог бяха приведени в съответствие с базата данни за биоинформатика на Киото енциклопедия на гени и гемоси (KEGG) (8-мо издание на KEGG, декември 2014 г.). Данните бяха анализирани статистически с помощта на STAMP, което позволява филтриране на данни и прилагане на различни статистически тестове.

Това проучване включва 43 пациенти с акне и 43 здрави контроли, съобразени с възрастта и пола. Историята на пациентите и контролите са показани в Таблица I. Във всяка група имаше 26 мъже. Възрастта варира от 14 до 25 години. Пациентите са склонни да консумират по-често млечни продукти, пържена и мазна храна, отколкото здравите контроли. Всички хора са имали ИТМ под 24 kg/m 2. В групата пациенти има 10 случая с много тежко акне, а 12, 12 и 9 случая показват съответно леко, умерено и тежко акне. Средната продължителност на заболяването е 37,32 ± 7,84 месеца. По време на проучването няма оттеглени пациенти и липсващи данни. Освен това всички фекални проби в проучването отговарят на стандарта за анализ.

Таблица I. Предистория на пациенти с акне и здрави контроли

Бяха получени общо 86 фекални проби от изследваната популация за секвениране. След обработка с PANDAseq бяха получени общо 3 989 761 висококачествени четения със средно 46 393 ± 10 876 четения на проба. 86-те проби са клъстерирали общо 708 OTU при 3% изключение, с 86–275 OTU на проба.

Фиг. 1. Сравнения на различни индекси на разнообразие в проби от акне и здрави проби. Индексът на разнообразието на Симпсън и Шанън, представляващ богатството на общността, беше изчислен за пробите от акне (AS) и контролните проби (CS). (а) Индекс на разнообразие на Симпсън (p = 0,01) между AS и CS. (b) Индекс на разнообразие на Шанън (p = 0,009) между AS и CS. (c) Индекс на разнообразие на Симпсън (p = 0,466) сред групи с акне с различна тежест. (г) Индекс на разнообразие на Шанън (p = 0,374) сред групите с акне с различна тежест.

Фиг. 2. Сравнение на чревния микробиом между акне и контролни проби. (а) Анализ на Venn на състава на бактериалните оперативни таксономични единици (OTU) между пробите от акне (AS) и контролните проби (CS). (b) Анализ на главните координати (PCoA) с различно относително изобилие на OTU между AS и CS. (c) Разликата между и в групите на AS и CS се оценява чрез анализ на еднопосочен анализ на сходствата (ANOSIM). (г) Топлинна карта с претеглени филогенетични разстояния на UniFrac на микробните таксони сред субектите.

Фиг. 3. Разлики в бактериалните таксони между пациенти с акне и здрави контроли. Бактериални таксони, значително обогатени в контролни проби (CS) в сравнение с проби от акне (AS) бяха открити от LefSe (p 2 трупи). а) С изключение на 3 таксона е установено, че 35 такива са обогатени с CS (червени ленти) в сравнение с AS (сини ленти). (б) Бокс парцели с относително изобилие от топ 20 по различен начин микробни таксони. в) Парцели с относително изобилие от различни микробни таксони на общо ниво.

Таблица II. Относително изобилие от проби от акне (AS) и здрави проби (CS). Само р-стойности –2) в сравнение с тези на здрави контроли (средно 9,2 × 10 –3) (р = 0,086), данните не са показани. Въпреки това, дали и как LPS, произведен от повишени Bacteroidetes или от E. coli, е допринесъл за появата на акне вулгарис, все още не е ясно и се нуждае от допълнително потвърждение. В допълнение, пътищата на метаболизма на глицеролипид и глицерофосфолипиди леко намаляват при AS, което дава обяснение за високите нива на серумен холестерол и липиди при пациенти с акне (15).

АТР-свързващият касетен транспортер (ABC), който е широко разпространен сред бактериите, преди се смяташе, че е свързан с усвояването на хранителни вещества в бактериите, а по-късно беше признат, че участва в различни биохимични и физиологични процеси (40). В сравнение с пациенти с висок ИТМ, при пациенти с нисък ИТМ е установено значително изобилие от няколко ABC транспортни протеини, което също е свързано с голямото изобилие на Clostridium, Blautia, Ruminococcus и Faecalibacterium в рамките на Firmicutes (41). В нашето проучване, ABC транспортерът е значително намален в микробиотата на AS. Това може да е резултат от по-малко разнообразие и по-ниско изобилие от вида Firmicutes и неговите специални родове, като Clostridia, Blautia и Ruminococcus. Спекулираме, че разстройството на чревната микробиота води до ненормална концентрация на членовете на подсемейството на ABC транспортера, което допринася за патогенезата на акнето. Тази хипотеза обаче се нуждае от допълнително проучване.