Водородогенный и метаногенный варианты течения синдрома избыточного бактериального роста в тонкой кишке у детей с заболеваниями органов пищеварения и аллергической патологией

Полный текст

АКТУАЛЬНОСТЬ

Синдром избыточного бактериального роста (СИБР) тонкой кишки представляет собой состояние с чрезмерным ростом микроорганизмов в титре более 10³ микробных тел в 1 мл, c нарушением функции микробиоты и неспецифическими клиническими симптомами (боль в животе, метеоризм, неустойчивый стул, диарея или запоры) [1].

Согласно современным представлениям, СИБР не является самостоятельным заболеванием и не имеет патогномоничных симптомов, возникает не только при заболеваниях органов пищеварения, в том числе функциональных, но и у пациентов с гастроинтестинальной аллергией, а также с другой хронической неинфекционной патологией. Неспецифические симптомы СИБР могут наслаиваться на течение основного заболевания, обусловливая в ряде случаев более упорную и тяжелую картину, что представляет как научный, так и практический интерес для изучения [15, 30].

В зарубежных европейских и североамериканских рекомендациях предпринимаются попытки стандартизации диагностических и лечебных подходов к СИБР в педиатрической практике. На данный момент в российской педиатрической гастроэнтерологической практике нет утвержденных клинических рекомендаций по диагностике и лечению синдрома избыточного бактериального роста у детей с выделением в классификации различных вариантов: водородогенного (Н₂-СИБР), метаногенного (СН₄-СИБР) и др., а также дифференцированных подходов к их диагностике, диетотерапии и лечению. В настоящее время влияние СИБР на течение гастроэнтерологической и аллергической патологии у детей изучено недостаточно [5, 26].

Основными микроорганизмами, выделяемыми при СИБР, являются представители семейств Bacteroidaceae и Enterobacteriaceae, родов Streptococcus, Staphylococcus, Lactobacillus, Klebsiella, Escherichia, а также археи Methanobrevibacter smithi, Methanosphaera stadtmaniae, Methanobacterium ruminatum и др. Считается, что от 15 до 30 % пациентов с СИБР «колонизированы» представителями архей, преимущественно Methanobrevibacter smithi, что позволило выделить отдельную форму данного синдрома (IMO, intestinal methanogen overgrowth, избыточный рост метаногенных архей) [18, 32].

В практическом здравоохранении бактериологический метод исследования микробиоты тонкой кишки имеет серьезные ограничения, связанные со сложной техникой взятия материала, риском «загрязнения» аспирата микрофлорой из других отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) перед посевом на питательные среды и дальнейшим культивированием бактерий, а также принимая во внимание то обстоятельство, что часть бактерий тонкой кишки — некультивируемые анаэробы. В этой связи наиболее приемлемыми могут быть молекулярно-генетические методы изучения микробиоты тонкой кишки на основе 16S секвенирования (полиморфизм гена микробной рРНК). Однако из-за отсутствия в ряде случаев показаний к эндоскопическому исследованию и взятию материала (например, функциональные заболевания ЖКТ, отсутствие симптомов тревоги), недоступностью определения абсолютного количества бактерий при секвенировании, высокой стоимостью исследования наиболее оптимальным для практического здравоохранения на данный момент могут быть неинвазивные дыхательные тесты, в том числе с дополнительным определением метана в выдыхаемом воздухе [3, 23].

Как известно, СИБР у детей способствует возникновению вторичного синдрома мальабсорбции с нарушением всасывания макро- и микронутриентов, деконъюгацией желчных кислот условно-патогенной флорой, нарушением всасывания жирорастворимых витаминов, повреждением плотных контактов между клетками и повышенной проницаемостью кишечника с развитием эндотоксинемии, что может приводить к задержке роста и развития детей, возникновению дефицитных состояний [8, 9, 27].

В ряде исследований обсуждается роль СИБР у детей как одной из причин более низкой эффективности пероральных вакцин при полиомиелите и ротавирусной инфекции [29].

Приводятся данные о частоте СИБР у 2,5–22 % здоровых взрослых людей, которые не предъявляют каких-либо жалоб со стороны органов пищеварения [11, 14].

Данные о распространенности СИБР у здоровых детей разрозненны и вариабельны по частоте: от 2,1–7,0 % среди детей, проживающих в благополучных социальных условиях и до 27,2–37,5 % у детей, проживающих в бедных социально-бытовых условиях [6, 20].

Согласно литературным данным, у пациентов с хроническими неинфекционными заболеваниями СИБР выявляется достоверно чаще. Так, у взрослых пациентов с функциональными заболеваниями желудочно-кишечного тракта (синдром раздраженного кишечника, функциональная диспепсия и др.) СИБР диагностировали с частотой от 78 до 91 %, у взрослых с бронхиальной астмой — до 67 %, при ожирении — у 41 % [21, 28, 36].

По данным ряда авторов, дети с синдромом раздраженного кишечника в 65–71 % случаев имеют СИБР. Наличие СИБР у детей от 8 до 18 лет с функциональной абдоминальной болью определяется в 91 % случаев и лишь в 35 % контрольных случаев (p < 0,001). В некоторых публикациях показана более высокая частота и влияние Н₂-СИБР на тяжесть ожирения и неалкогольной жировой болезни печени у подростков [4, 7, 16, 17, 34, 35].

Представлены данные о наличии более чем у трети детей (43,2 %) с пищевой аллергией Н₂-СИБР. Положительный результат водородного дыхательного теста статистически достоверно коррелировал с распространенностью симптомов пищевой аллергии (r = 0,37, p < 0,05), сухостью кожи (r = 0,67, p < 0,05), а также общим результатом по шкале SCORAD (r = 0,36, p < 0,05). Важно отметить, что данные дисбиотические изменения могли манифестировать раньше, чем клинические проявления пищевой аллергии, что требует дальнейшего изучения [2].

В основном, представленные эпидемиологические данные по распространенности синдрома избыточного бактериального роста при различной неинфекционной патологии как у детей, так и взрослых касаются диагностики только водородогенного варианта течения СИБР без учета уровня метана в выдыхаемом воздухе, а также при использовании в качестве нагрузки различных углеводов (глюкоза, лактулоза, лактоза и др.), что значимо влияет на гетерогенность полученных результатов.

Избыточный рост метаногенной флоры ассоциирован с увеличением времени транзита содержимого по тонкой кишке, с изменением тонуса илеоцекального сфинктера, со снижением показателя рН просвета кишки и может оказывать влияние на выраженность имеющихся у пациента симптомов [19]. Так, метаанализ 9 рандомизированных исследований, включивших 1277 субъектов (2011 г.), показал статистически значимую связь между повышенным уровнем метана при проведении дыхательного теста и ростом частоты запоров (отношение шансов 3,51, доверительный интервал 2,00–6,16) [13, 31].

Выделение метана среди пациентов с СИБР и синдромом раздраженного кишечника ассоциировалось с более высокими показателями тяжести запоров и более низкими показателями тяжести диареи. В то же время концентрация метана в выдыхаемом воздухе у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника (болезнь Крона, неспецифический язвенный колит) была более низкой, что требует проведения дальнейших исследований [33, 35].

Цель исследования — выявить возрастные особенности метаногенного и водородогенного вариантов течения синдрома избыточного бактериального роста у детей с заболеваниями органов пищеварения и аллергической патологией.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Обследовано 176 пациентов, проанализированы данные, касающиеся 102 пациентов с заболеваниями органов пищеварения и аллергической патологией в возрасте 10,0 [7, 2–12, 0] лет, из них 55 девочек и 47 мальчиков, находившихся на обследовании и лечении в клинике детских болезней Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова (Санкт-Петербург). Характеристика обследованных пациентов, гендерные особенности, распределение по возрастным группам, нозологическая структура, представлены в табл. 1.

 

Таблица 1. Характеристика обследованных пациентов c гастроэнтерологической и аллергической патологией (n = 102) Table 1. Characteristics of the examined patients with gastroenterological and allergic pathologies (n = 102)
Показатель / Parameter	Категория / Categorie	Абсолютное значение / Absolute value	%	95 % доверительный интервал / 95% Confidence Interval
Пол детей / Gender of children	Мальчики / Male	47	46,1	36,2–56,2
	Девочки / Female	55	53,9	43,8–63,8
Возрастная группа / Age group	Дошкольный возраст / Preschool age	24	23,5	14,0–30,8
	Младший школьный возраст / Junior school age	50	49,0	39,0–59,1
	Старший школьный возраст / Senior school age	28	27,5	20,8–39,3
Обследованные группы пациентов / Study groups of patients	Группа № 1. Хронические заболевания верхних отделов органов пищеварения — Хр. заб. ВОПТ (гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь, хронический гастродуоденит) / Group No. 1. Chronic diseases of the upper digestive organs (gastroesophageal reflux disease, chronic gastroduodenitis)	13	12,7	7,0–20,8
	Группа № 2. Функциональная диспепсия — ФД / Group No. 2. Functional dyspepsia	32	31,4	22,5–41,3
	Группа № 3. Функциональные запоры — ФЗ / Group No. 3. Functional constipation	20	19,6	12,4–28,6
	Группа № 4. Атопический дерматит легкой и средней степени тяжести — Ат. Д / Group No. 4. Atopic dermatitis of mild to moderate severity	21	20,6	13,2–29,7
	Группа № 5. Аллергические заболевания органов дыхания — Алл. заб. ДС (аллергический ринит, бронхиальная астма) / Group No. 5. Allergic respiratory diseases (allergic rhinitis, bronchial asthma)	16	15,7	9,2–24,2

 

В исследование был включен примерно одинаковый состав мальчиков и девочек с некоторым преобладанием девочек (p > 0,05), среди возрастных групп почти половина детей 50 (49,0 %) относилась к младшему школьному возрасту, 28 (27,5 %) — к старшему школьному возрасту, 24 (23,5 %) ребенка — к дошкольному возрасту. В исследование были включены пациенты как с функциональной патологией (функциональная диспепсия, n = 32; функциональные запоры, n = 20), где важная роль в патогенезе отводится нарушению моторной функции ЖКТ, так и с хроническими заболеваниями верхних отделов органов пищеварения (n = 13). Выделение отдельных групп обследованных пациентов с аллергической патологией (атопический дерматит легкой и средней степени тяжести, n = 21; аллергические заболевания органов дыхания, n = 16) обосновано современными данными о высокой распространенности и продолжающемся изучении роли различных вариантов течения СИБР в патогенезе гастроинтестинальной аллергии у детей.

Всем пациентам проведено клиническое обследование, антропометрия (рост, масса тела, индекс массы тела), лабораторное исследование (клинический анализ крови, биохимический анализ крови — глюкоза, общий билирубин, аланинаминотрансфераза, аспартатаминотрансфераза, щелочная фосфатаза, амилаза, холестерин, липидограмма, ферритин), копрограмма, ультразвуковое исследование органов брюшной полости и забрюшинного пространства, по показаниям: эзофагогастродуоденоскопия с морфологическим исследованием биоптатов желудка и двенадцатиперстной кишки, суточная pH-метрия, уреазный дыхательный тест. Обследованные пациенты были осмотрены стоматологом, оториноларингологом, аллергологом, по показаниям, другими специалистами.

Всем пациентам для определения водородогенного и метаногенного вариантов течения СИБР проводили водородный дыхательный тест на аппарате «Лактофан» (ООО «АМА», Россия) и водородно-метановый тест на приборе GastroCheck Gastrolyzer (Bedfont Scientific Ltd., Великобритания). Водородно-метановые тесты выполняли с утра натощак с определением базального уровня водорода, метана и кислорода в выдыхаемом воздухе, а затем после приема лактулозы (из расчета 1 г/кг на прием, с добавлением 30–50 мл воды) каждые 30 мин в течение 2 ч. Необходимо отметить, что клетки организма человека не способны синтезировать основные газовые метаболиты — водород и метан, которые являются продуктами жизнедеятельности только микробиоты. Положительным считался дыхательный тест при увеличении уровня водорода в выдыхаемом воздухе на 60–90 мин на 20 ppm по сравнению с базальными цифрами и увеличение уровня метана на 10 ppm в любое время в сравнении с базальными цифрами до 90 мин исследования (ESPGHAN, 2022).

Критерии включения в исследование:

• добровольное желание пациентов и их законных представителей, отраженное в виде подписанной формы информационного листка;
• возраст детей от 3 до 18 лет;
• отсутствие приема антибиотиков за 4 нед. до исследования;
• отсутствие приема прокинетиков и слабительных за 1 нед. до исследования;
• соблюдение диеты (ограничение сложных углеводов, исключение лука, чеснока, капусты, бобовых из рациона, а также жевательной резинки за 12 ч до проведения водородно-метанового дыхательного теста);
• отсутствие у обследованных детей острых инфекционных заболеваний, в том числе вирусных и бактериальных поражений носо- и ротоглотки;
• проведенная санация полости рта.

Критерии невключения в исследование:

• нежелание пациента и его законных представителей участвовать в исследовании;
• возраст младше 3 лет;
• нежелание пациента следовать требованиям, соблюдать диету, необходимую для получения адекватных результатов обследования;
• прием любых антибактериальных или антисептических лекарственных средств за месяц до момента обращения;
• наличие сопутствующих заболеваний и состояний, способных повлиять на формирование СИБР независимо от рациона или привести к неправильной интерпретации дыхательного теста с лактулозой (острые кишечные инфекции, острая респираторная патология, потребовавшая назначение антибактериальных препаратов в течение 6 мес. до включения в исследование).

Статистический анализ проведен с использованием программ StatTech v. 4.1.2 (ООО «Статтех», Россия), IBM SPSS Statistics v. 26. Количественные показатели оценивали на предмет соответствия нормальному распределению с помощью критерия Шапиро–Уилка (при числе исследуемых менее 50) или критерия Колмогорова–Смирнова (при числе исследуемых более 50). Количественные показатели, имеющие нормальное распределение, описывали с помощью средних арифметических величин (M) и стандартных отклонений (SD), границ 95 % доверительного интервала (95 % ДИ). Категориальные данные описывали с указанием абсолютных значений и процентных долей. В случае отсутствия нормального распределения для описания количественных данных использовали медиану (Me) и нижний и верхний квартили [Q₁ – Q₃].

Сравнение двух групп по количественному показателю, имеющему нормальное распределение, при условии равенства дисперсий выполняли с помощью t-критерия Стьюдента, а распределение которого отличалось от нормального — с помощью U-критерия Манна–Уитни. Сравнение качественных показателей осуществляли с применением критерия согласия Пирсона χ². Направление и теснота корреляционной связи между двумя количественными показателями оценивали с помощью коэффициента ранговой корреляции Спирмена (при распределении показателей, отличном от нормального). Для оценки диагностической значимости количественных признаков при прогнозировании определенного исхода применяли метод анализа ROC-кривых (receiver operating characteristic). Разделяющее значение количественного признака в точке «разреза» cut-off определяли по наивысшему значению индекса Юдена. Для количественной интерпретации этого метода использовали показатель AUC (Area Under Curve, площадь под кривой). Значение AUC оценивали градиентно: 0,9–1,0 — отличное качество классификатора; 0,8–0,9 — очень хорошее; 0,7–0,8 — хорошее; 0,6–0,7 — среднее; 0,5–0,6 — неудовлетворительное.

РЕЗУЛЬТАТЫ

С помощью водородно-метанового дыхательного теста синдром избыточного бактериального роста различного характера диагностирован у 74 (72,6 %) обследованных пациентов с гастроэнтерологической и аллергической патологией, из них у 62 (60,8 %) установлен Н₂-СИБР, у 12 (11,8 %) — СН₄-СИБР (рис. 1).

 

Рис. 1. Распределение различных вариантов синдрома избыточного бактериального роста у обследованных детей

Fig. 1. Distribution of various variants of small intestinal bacterial overgrowth in the examined children

 

Обращает на себя внимание, что включение в алгоритм диагностики обследованных детей с гастроэнтерологической и аллергической патологией определения уровня метана в выдыхаемом воздухе увеличивало частоту диагностики СИБР на 11,8 % с 60,8 до 72,6 % случаев.

В табл. 2 представлен сравнительный анализ оценки уровня водорода в выдыхаемом воздухе, полученный с помощью двух разных газоанализаторов: медицинский диагностический прибор «Лактофан» и прибор для водородно-метанового дыхательного теста GastroCheckGastrolyzer.

 

Таблица 2. Характеристика корреляционной связи между показателями водорода в выдыхаемом воздухе, определенная с помощью различных газоанализаторов Table 2. Characteristics of the correlation between hydrogen indicators in exhaled breath, obtained using various gas analyzers
Показатель / Parameter	Характеристика корреляционной связи / Characteristics of correlation
	r	теснота связи по шкале Чеддока / connection tightness on the Chaddock scale	p
Базальные уровни Н2 (Лактофан) – Н2 (GastroCheck Gastrolyzer) / Basal levels H2 (Lactophan) – H2 (GastroCheck Gastrolyzer)	0,926	Очень высокая / Very high	<0,001*
Уровни Н2 (Лактофан) – Н2 (GastroCheck Gastrolyzer) / H2 levels (Lactophan) – H2 (GastroCheck Gastrolyzer) 30 мин / min	0,944	Очень высокая / Very high	<0,001*
60 мин / min	0,940	Очень высокая / Very high	<0,001*
90 мин / min	0,948	Очень высокая / Very high	<0,001*
120 мин / min	0,852	Высокая / High	<0,001*
*Различия показателей статистически значимы (p < 0,05). *Differences statistically valid at p < 0.05.

 

Выявлена статистически значимая очень высокая корреляционная связь между показателями водорода в выдыхаемом воздухе при измерениях базального уровня, на 30–90 мин исследования, а также высокая корреляционная связь на 120 мин исследования у обследованных пациентов как с помощью газоанализатора «Лактофан», так и GastroCheckGastrolyzer. Полученные данные позволили в равной степени достоверности относиться к результатам анализа уровня водорода в выдыхаемом воздухе с помощью каждого из приборов.

Возрастные особенности различных вариантов течения СИБР у детей показаны на рис. 2.

 

Рис. 2. Распределение различных вариантов течения синдрома избыточного бактериального роста у детей в зависимости от возраста. Н₂-СИБР, дошкольный возраст – старший школьный возраст (p < 0,05)

Fig. 2. Distribution of various variants of small intestinal bacterial overgrowth in children depending on age H₂-SIBO, preschool age – high school age (p < 0.05)

 

СИБР чаще диагностирован в младшей возрастной группе — у 19 (79,2 %) пациентов, с абсолютным доминированием Н₂-СИБР у 18 (75,0 %). В более старших возрастных группах отмечалось снижение частоты СИБР с 38 (76,0 %) случаев в младшем школьном возрасте до 17 (60,8 %) в старшем. При этом наблюдалось изменение структуры СИБР с возрастом: увеличение частоты CН₄-СИБР (с 4,2 до 17,9 %) и снижение частоты Н₂-СИБР (с 75,0 до 42,9 %) с достоверной статистически значимой разницей между дошкольным и старшим школьным возрастом (p = 0,025).

Анализ возрастных особенностей также показал, что у детей с водородогенным вариантом течения СИБР (n = 62) медиана возраста (10,0; 7,4–11,8) была статистически значимо ниже, чем у детей без Н₂-СИБР (13,0; 8,7–15,0; p < 0,001).

У детей с метаногенным вариантом течения СИБР (n = 12) среднее значение возраста было выше (11,2 ± 3,1; 95 % ДИ 9,3–13,2), чем у детей с отсутствием СН₄-СИБР (10,9 ± 3,2; 95 % ДИ 9,9–11,8), достоверных различий выявлено не было (p = 0,705).

Анализ частоты различных вариантов течения синдрома избыточного бактериального роста у пациентов в зависимости от характера основной патологии представлен в табл. 3.

 

Таблица 3. Анализ частоты водородогенного и метаногенного вариантов течения синдрома избыточного бактериального роста у пациентов с гастроэнтерологической и аллергической патологией Table 3. Analysis of the frequency of hydrogenogenic and methanogenic variants of the course of bacterial overgrowth syndrome in patients with gastroenterological and allergic pathologies
Показатель / Parameter	Группы обследованных пациентов / Groups of examined patients
	Хр. заб. ВОПТ / Chronic diseases of the upper digestive tract (n = 13)	ФД / Functional dyspepsia (n = 32)	ФЗ / Functional constipation (n = 20)	Ат. Д / Atopic dermatitis (n = 21)	Алл. заб. ДС / Allergic diseases of the respiratory system (n = 16)
Н2-СИБР / H2-SIBO	4 (30,8 %)	22 (71,0 %)*	11 (57,9 %)	15 (71,4 %)**	10 (62,5 %)
СН4-СИБР / CH4-SIBO	2 (18,2 %)	3 (18,8 %)‡	3 (30,0 %)‡‡	3 (23,1 %)§	1 (10,0 %)§§
Общее число случаев СИБР / Total number of cases of SIBO	6 (49,0 %)	25 (89,8 %)#	14 (87,9 %)	18 (94,5 %)##	11 (72,5 %)
Различия показателей статистически значимы при p < 0,05. *Н2-СИБР, Хронические заболевания верхних отделов органов пищеварения (Хр. заб. ВОПТ) – функциональная диспепсия (ФД) (p = 0,02); **Н2-СИБР, Хронические заболевания верхних отделов органов пищеварения – Ат. Д (p = 0,021); #общее число случаев СИБР, хронические заболевания верхних отделов органов пищеварения – ФД (p = 0,036); ##общее число случаев СИБР, ВОПТ – атопический дерматит (Ат. Д) (p = 0,014); ‡ФД, Н2-СИБР – СН4-СИБР (p = 0,014); ‡‡ФЗ, Н2-СИБР – СН4-СИБР (p < 0,001); §Ат. Д, Н2-СИБР – СН4-СИБР (p < 0,001); §§Алл. заб. ДС, Н2-СИБР – СН4-СИБР (p < 0,001). Differences statistically valid at p < 0.05. *H2-SIBO, chronic diseases of the upper digestive tract – functional dyspepsia (p = 0.02); **H2-SIBO, chronic diseases of the upper digestive tract – atopic dermatitis (p = 0,021); #total number of cases of SIBO, chronic diseases of the upper digestive tract – functional dyspepsia (p = 0.036); ##total number of cases of SIBO, chronic diseases of the upper digestive tract — atopic dermatitis (p = 0.014); ‡functional dyspepsia, H2-SIBO – CH4-SIBO (p = 0.014); ‡‡functional constipation, H2-SIBO – CH4-SIBO (p < 0.001); §atopic dermatitis, H2-SIBO – CH4-SIBO (p < 0.001); §§allergic diseases of the respiratory system, H2-SIBO – CH4-SIBO (p < 0.001).

 

Наиболее высокая частота СИБР различного характера диагностирована у детей с функциональной патологией (функциональная диспепсия — 89,8 %, функциональные запоры — 87,9 %), у детей с атопическим дерматитом (94,5 %), а наименьшая частота СИБР диагностирована у детей с хроническими заболеваниями верхних отделов пищеварительного тракта (ВОПТ, 49 %). Как частота общего количества случаев (49 и 87 %, p < 0,05), так и частота водородогенного варианта СИБР (30,8 и 71 %, p < 0,05) была достоверно выше у детей с функциональными заболеваниями по сравнению с хроническими. Частота СИБР различного характера (49 и 94,5 %, p < 0,05) и частота Н₂-СИБР (30,8 и 71,4 %, p < 0,05) были достоверно ниже у детей с хроническими заболеваниями ВОПТ, чем у детей с атопическим дерматитом легкой и средней степени тяжести. У детей с функциональной диспепсией (71,0 и 18,8 %, p < 0,05), функциональным запором (57,9 и 30 %; p < 0,001), атопическим дерматитом (71,4 и 23,1 %, p < 0,001), аллергическими заболеваниями органов дыхания (62,5 и 10 %; p < 0,001) достоверно преобладал водородогенный вариант в сравнении с метаногенным вариантом течения СИБР (рис. 3, 4). Но СН₄-СИБР доминировал у детей с хроническими запорами и относительно чаще встречался при атопическом дерматите в сравнении с детьми с респираторным аллергозом. Дополнительное определение метана в выдыхаемом воздухе увеличивало частоту диагностики СИБР у детей с хроническими заболеваниями ВОПТ на 18,2 %, у детей с функциональной диспепсией на 18,8 %, у детей с функциональными запорами на 30 %, у детей с атопическим дерматитом на 23,1 % и у детей с аллергическими заболеваниями органов дыхания на 10 %, что может быть актуально для дальнейшей терапевтической тактики.

 

Рис. 3. Кривые уровня водорода и метана при водородогенном варианте течения СИБР

Fig. 3. Hydrogen and methane level curves for the hydrogenogenic version of SIBO

 

Рис. 4. Кривые уровня водорода и метана при метаногенном варианте течения СИБР

Fig. 4. Hydrogen and methane level curves for the methanogenic variant of SIBO

 

Для оценки вероятности диагностики СН₄-СИБР в зависимости от уровня Н₂ на 60-й и 90-й минутах проведения дыхательного теста у обследованных пациентов был применен ROC-анализ. Пороговое значение уровня Н₂ на 60-й минуте в точке cut-off для вероятности наличия метаногенного СИБР составило 9,0 ppm. Более низкое значение данного показателя соответствовало вероятности наличия СН₄-СИБР (чувствительность, Se — 60,0 %, специфичность, Sp — 61,8 %; AUC: 0,749 ± 0,080 с 95 % ДИ 0,592–0,905). Полученная модель была статистически значимой (p = 0,018), качество классификатора — хорошее.

Пороговое значение уровня Н₂ на 90-й минуте в точке cut-off для вероятности наличия метаногенного СИБР составило 26,0 ppm. Более низкое значение данного показателя соответствовало вероятности наличия метаногенного СИБР (чувствительность, Se — 70,0 %, специфичность, Sp — 71,4 %; AUC: 0,757 ± 0,078 с 95 % ДИ 0,605–0,910). Полученная модель была статистически значимой (p = 0,014), качество классификатора — хорошее.

ОБСУЖДЕНИЕ

Метаногенный и водородогенный вариант СИБР имели определенные возрастные особенности, при этом Н₂-СИБР был более характерен для младших возрастных групп, а СН₄-СИБР — для более старших возрастных групп. Данное обстоятельство следует принимать во внимание при изучении частоты СИБР не только в рамках определенной гастроэнтерологической и аллергической патологии, но и в зависимости от возраста обследованных пациентов.

При изучении концентрации метана в выдыхаемом воздухе у младенцев, детей и подростков (n = 393) у детей возрасте до 3 лет продукции метана не наблюдалось, в возрастной группе 3–4 года метан вырабатывали 6,4 % детей, у детей в возрасте 7–14 лет этот процент составил 14,3–18,2. Рост производства метана до 39,4–45,9 % зафиксирован в возрасте от 14 до 18 лет по сравнению с 49,4 % у взрослых. Почти линейное увеличение метана от 5 % у детей (1–15 лет) до 57 % у пожилых людей (>75 лет) может указывать на непрерывное изменение состава кишечной микробиоты и увеличение метаногенной флоры кишечника человека на протяжении всей жизни [25]. В упомянутом исследовании уровнь метана оценивали только натощак, нагрузочные пробы с лактулозой или другими углеводами для диагностики CH₄-СИБР не проводили.

В проведенном нами исследовании оценивался как базальный, так и нагрузочный уровень (после приема лактулозы) обоих газовых микробных метаболитов (водород и метан), что повышает его результативность.

Основными возможными причинами увеличения содержания метана в выдыхаемом воздухе, в том числе в возрастном аспекте, могут быть внешние факторы: характер питания, образ жизни и др., влияющие на рост архей (Methanobrevibacter smithi) в толстой кишке. Согласно литературным данным, при концентрации метаногенных бактерий выше 10⁸ в 1 грамме фекалий метан становится достаточным для определения в выдыхаемом воздухе [22].

Согласно полученным нами данным, наиболее часто различные варианты течения СИБР, с преобладанием высокого уровня водорода, были диагностированы у детей с функциональной патологией органов пищеварения (функциональная диспепсия, функциональные запоры), а также у детей с атопическим дерматитом, что, вероятно, может быть связано с выраженными моторными нарушениями кишечника, а также с гастроинтестинальной аллергией и сопутствующим дисбиозом как тонкой, так и толстой кишки. СИБР различного характера был менее характерен для детей с хроническими заболеваниями верхних отделов органов пищеварения (гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь, хронический гастродуоденит), чем для детей с функциональной патологией органов пищеварения.

Дополнительное определение метана, наряду с применением водородного дыхательного теста, в выдыхаемом воздухе у детей с гастроэнтерологической и аллергической патологией увеличивало частоту выявления СИБР от 10,0 до 30 % в зависимости от определенной нозологической формы, что важно для дальнейших диагностических и терапевтических мероприятий. Литературные данные, касающиеся взрослых пациентов, показывают, что определение только водорода в выдыхаемом воздухе при диагностике СИБР давало до 5–15 % ложноотрицательных результатов, главным образом из-за недооценки выработки метана [12].

Обращает на себя внимание доминирование СН₄-СИБР у детей с функциональными запорами (у 30 %), что может влиять на характер моторных нарушений кишечника и более упорное течение данной патологии.

При соблюдении пациентом рекомендаций по выполнению водородного дыхательного теста [10], а также при значении уровня водорода менее 9,0 ppm на 60-й минуте и уровне водорода менее 26,0 ppm на 90-й минуте проведения дыхательного теста у детей с гастроэнтерологической и аллергической патологией, с достаточно высокой чувствительностью и специфичностью построенной модели можно предполагать наличие повышенного уровня метана (CH₄-СИБР), что может быть актуальным для практического здравоохранения ввиду низкой доступности метановых анализаторов, а также для выработки дальнейших алгоритмов обследования, дифференцированной диетотерапии и медикаментозных назначений.

Патофизиологически обратная взаимосвязь между уровнем водорода и метана объясняется образованием энергии при синтезе метаногенными бактериями Methanobrevibacter smithi, Methanosphaera stadtmaniae, Methanobacterium ruminatum, а также некоторыми представителями Bacteroides и Clostridium, 1 молекулы метана (CH₄) при редукции 4 молекул H₂ и 1 молекулы СО₂, то есть при образовании метана происходит значимое снижение уровня водорода [24].

На данный момент одним из ограничений проведенного исследования является небольшое количество пациентов в отдельных обследованных группах. Для более высокой статистической мощности и доказательного уровня результатов при оценке влияния различных вариантов течения СИБР на течение гастроэнтерологической и аллергической патологии, с учетом морфологических особенностей и данных секвенирования, необходимы более масштабные исследования.

ВЫВОДЫ

1. Выявлены возрастные закономерности различных вариантов течения синдрома избыточного бактериального роста у детей: метаногенный вариант течения СИБР более характерен для старших возрастных групп, в то время как водородогенный вариант СИБР — для младших возрастных групп.
2. У пациентов с гастроэнтерологической и аллергической патологией наличие СН₄-СИБР прогнозировалось при уровне водорода менее 9,0 ppm на 60-й минуте и уровне водорода менее 26,0 ppm на 90-й минуте проведения дыхательного теста.
3. Параллельное определение водорода и метана в выдыхаемом воздухе может увеличить частоту диагностики синдрома избыточного бактериального роста у детей с гастроэнтерологической и аллергической патологией от 10 до 30 %.

Влияние различных вариантов синдрома избыточного бактериального роста (водородного и метанового) на течение гастроэнтерологической и аллергической патологии требует дальнейшего изучения.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный и равный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Информированное согласие на публикацию. Авторы получили добровольное письменное согласие законных представителей пациентов на публикацию медицинских данных.

ADDITIONAL INFO

Author contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the study, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the article, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the study.

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Об авторах

Александр Михайлович Шабалов

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Автор, ответственный за переписку.
Email: Aleks-Shabalov2007@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8788-7895
SPIN-код: 1686-0639

канд мед. наук, доцент, старший преподаватель кафедры детских болезней

Россия, Санкт-Петербург

Елена Александровна Корниенко

Санкт-Петербургский государственный педиатрический медицинский университет

Email: elenkornienk@yandex.ru
SPIN-код: 5120-9007

д-р мед. наук, профессор кафедры детских болезней им. проф. И.М. Воронцова ФП и ДПО

Россия, Санкт-Петербург

Вадим Геннадиевич Арсентьев

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: rainman63@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3135-0412

д-р мед. наук, заведующий кафедрой детских болезней

Россия, Санкт-Петербург

Марина Александровна Дмитриенко

Ассоциация медицины и аналитики

Email: m_dmitrienko@amamed.ru
ORCID iD: 0000-0003-1597-5663
SPIN-код: 1129-1406

д-р тех. наук, генеральный директор

Россия, Санкт-Петербург

Наталия Борисовна Думова

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: ndumov@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0423-6104
SPIN-код: 9717-1353

канд. мед. наук, доцент кафедры детских болезней

Россия, Санкт-Петербург

Сергей Борисович Калядин

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: s.kaliadin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6142-8316
SPIN-код: 5549-0964

канд. мед. наук, доцент кафедры детских болезней

Россия, Санкт-Петербург

Екатерина Михайловна Петрова

Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова

Email: ek.m.petrova@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0003-7194-0315
SPIN-код: 5981-6980

курсант 6-го курса факультета подготовки врачей для Сухопутных, Ракетных и Воздушно-десантных войск

Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

Дополнительные файлы