Особенности состава кишечной микробиоты у больных раком толстой кишки

Рак толстой кишки (РТК) является одной из наиболее частых злокачественных опухолей среди населения нашей страны [1]. При первичном обращении у 70–80 % больных диагностируется РТК III–IV стадии [2]. Поздняя диагностика является одной из главных причин высокой летальности и низкой выживаемости [3]. Для уменьшения количества запущенных форм рака и снижения высокого уровня летальности необходимо выявление РТК на ранних стадиях. В связи с этим актуальным является поиск новых диагностических маркеров, позволяющих заподозрить данную патологию и предпринять детальное обследование больных.

В настоящее время активно исследуется влияние микробиоты на развитие и течение РТК [4, 5]. Кишечная микробиота ‒ достаточно многообразный, но уравновешенный и четко функционирующий биологический механизм. По данным литературы, опухолевый процесс сопровождается некоторыми качественными и количественными изменениями микробного мира [6]. Изучение характера кишечной микробиоты может не только углубить знания об особенностях РТК, но и внести вклад в фундаментальные вопросы канцерогенеза. При обобщении результатов исследований биопсийного материала у больных РТК выявлено, что имеются количественные и качественные различия среди ряда колоний ( Escherichia/Shi-gella, Bacteroides, Faecalibacterium, Prevotella, Corynebacterium,Oribacterium, Enterococcus, Neisseria, Porphyromonas и Akkermansia ) в опухолевой ткани и неизмененной слизистой оболочке толстой кишки [5, 7].

Целью исследования были изучение состава кишечной микробиоты и определение возможности ее использования для диагностики и прогнозирования течения РТК.

Материал и методы

Работа выполнена на кафедре факультетской хирургии с курсом урологии ФГБОУ ВО «Читинская государственная медицинская академия» в период с 2017 по 2021 г. В исследование включено 75 больных с морфологически верифицированным РТК (I группа, основная) и 25 здоровых лиц (II группа, контрольная). Диагноз у больных РТК устанавливался на основании видеоколоноскопии и гистологического исследования. Для исключения дополнительной патологии в сравниваемых группах проводились общеклинические анализы, рентгенография органов грудной клетки, УЗИ и мультиспиральная компьютерная томография органов брюшной полости, видеогастроскопия и видеоколоноскопия, ЭКГ и осмотр терапевта.

Характеристика по полу и возрасту представлена в табл. 1. Средний возраст в основной и контрольной группах составил 58,7 ± 13,8 и 56,4 ± 11,3 года соответственно, что отвечает статистическим данным о заболеваемости РТК. Соотношение мужчин и женщин в группах – 1:1.

У больных РТК чаще всего опухоль локализовалась в сигмовидном и ректосигмоидном отделах – по 18 (24 %) наблюдений соответственно (табл. 2). В большинстве случаев выявлен РТК II стадии – 56 (74,7 %), реже встречался РТК III стадии – 13 (17,3 %) больных, у которых отмечалось метастатическое поражение от 1 до 3 регионарных лимфоузлов. Наиболее часто регистрировались умереннодифференцированные ‒ 55 (73,3 %) и инфильтративно-язвенные ‒ 58 (77,3 %) опухоли.

Хирургическое лечение у всех больных РТК выполнено в радикальном объеме (R0), с учетом локализации и распространенности опухоли (табл. 3). В послеоперационном периоде у больных РТК по показаниям (при распространенности опухолевого процесса Т4 и/или N+) проводилось 6–10 курсов адъювантной химиотерапии по схеме FOLFOX или XELOX.

Для определения состава кишечной микробиоты у больных основной группы забор биоптатов с опухолевой ткани и с визуально не измененной слизистой оболочки толстой кишки производился после завершения операции (из макропрепарата), а у здоровых лиц – с визуально не измененной слизистой оболочки толстой кишки во время ви-

	Характеристика по полу и возрасту characteristics by sex and age	Таблица 1/table 1
Показатели/ Indices	Основная группа/ Study group (n=75)	Контрольная группа / Control group (n=25)
Пол/Sex
Мужчины/Men	38 (50,7 %)	13 (50,7 %)
Женщины/Women	37 (49,3 %)	12 (49,3 %)
Средний возраст, лет/Average age, years	58,7 ± 13,8	56,4 ± 11,2

Таблица 2/table 2

Клинико-морфологическая характеристика РТКclinical and morphological characteristics of cRc

Показатели/ Indices	Количество (n=75)/ Quantity (n=75)
Локализация опухоли/Tumor localization
Слепая кишка/Cecum	9 (12,0 %)
Восходящий отдел/Ascending colon	12 (16,0 %)
Поперечно-ободочная кишка/Transverse colon	11 (14,7 %)
Нисходящий отдел/Descending colon	7 (9,3 %)
Сигмовидная кишка/Sigmoid colon	18 (24,0 %)
Ректосигмоидный отдел/Rectosigmoid colon	18 (24,0 %)
Стадия опухоли/Stages of the tumor
I (T1–2N0M0)	6 (8,0 %)
IIА (T3N0M0)	5 (6,7 %)
IIВ (T4аN0M0)	39 (52,0 %)
IIС (T4bN0M0)	12 (16,0 %)
IIIА (T1–2N1a-bM0)	6 (8,0 %)
IIIВ (T3–4аN1a-bM0)	7 (9,3 %)
Формы роста опухоли/Forms of tumor growth
Экзофитная/Exophytic	17 (22,7 %)
Инфильтративно-язвенная/Infiltrative-ulcerative	58 (77,3 %)
Степень дифференцировки/Degree of differentiation
Высокодифференцированная аденокарцинома/Well differentiated adenocarcinoma	15 (20,0 %)
Умереннодифференцированная аденокарцинома/ Moderately differentiated adenocarcinoma	55 (73,3 %)
Низкодифференцированная аденокарцинома/ Poorly differentiated adenocarcinoma	5 (6,7 %)

Таблица 3/table 3

Хирургическое лечение больных РТКsurgical treatment of patients with cRc

Объем оперативного вмешательства/ Extent of surgery Количество (n=75)/ Number (n=75) Гемиколэктомия справа/ Hemicolectomy on the right 24 (32,0 %) Резекция поперечной ободочной кишки/Resection of the transverse colon 8 (10,7 %) Гемиколэктомия слева/ Hemicolectomy on the left 15 (20,0 %) Резекция сигмовидной кишки/ Resection of the sigmoid colon 10 (13,3 %) Передняя резекция прямой кишки/ Anterior resection of the rectum 18 (24,0 %) деоколоноскопии. Биоптаты слизистой оболочки толстой кишки (5–6 фрагментов) помещались в предварительно взвешенный стерилизованный стеклянный флакон и доставлялись в бактериологическую лабораторию в термоконтейнере в течение 2 ч.

Полученные в ходе исследования данные обрабатывались в программе Statistica 10.0. Для количественных признаков производился расчет медиан (Ме) и стандартных отклонений (σ). Оценка нормальности распределения значений переменных проводилась с использованием критерия Шапиро–Уилка. Учитывая распределение признаков, отличное от нормального, полученные данные представлены в виде медианы, первого и третьего квартилей: Me (Q1; Q3). Для сравнения двух независимых групп по одному количественному признаку применялся критерий Манна–Уитни. При попарном сравнении применялась поправка Бонферрони. Во всех случаях р<0,05 считали статистически значимым. Кривые выживаемости больных РТК строились по методу Каплана–Мейера.

Результаты и обсуждение

При сравнительном бактериологическом анализе биопсийного материала толстой кишки в основной и контрольной группах установлены значимые изменения уровня Bifidobacterium spp., E. coli (типичные), Clostridium spр. по «схеме»: слизистая здорового человека → неизмененная слизистая больного РТК → опухолевая ткань (табл. 4).

В частности, в контрольной группе у здоровых добровольцев отмечалось значимо большее количество Bifidоbacterium spp . (7,6 КОЕ/г), E. сoli (типичные) (6,1 КОЕ/г) с одновременным низким значением, характеризующим Clostridium spp. (2,2 КОЕ/г), по сравнению с аналогичными показателями у больных раком толстой кишки ( Bifidоbacterium spp . – 5,6 КОЕ/г, E. сoli (типичные) – 4,6 КОЕ/г, Clostridium spp. – 3,7 КОЕ/г). Изменение состава отдельных компонентов микрофлоры может быть ассоциировано с аденокарциномой толстой кишки. Кроме того, отмечается зависимость уровней этих изменений от таких клинико-морфологических характеристик, как принадлежность пациентов по полу в сравниваемых группах, макроскопического типа опухоли и степени ее дифференцировки. В основной группе у мужчин, страдающих РТК, превалировал количественный состав Lactobacillus spp . (7,0 КОЕ/г), Bifidobacterium spp. (6,1 КОЕ/г), Bacteroides spp. (8,0 КОЕ/г), E. coli (типичные) (5,2 КОЕ/г) по сравнению с женщинами – Lactobacillus spp . (6,0 КОЕ/г), Bifidobacterium spp . (5,0 КОЕ/г), Bacteroides spp. (6,8 КОЕ/г), E. coli (типичные) (4,1 КОЕ/г) (р<0,05). Условно-патогенная микрофлора (УПМ) в большем количестве присутствует в опухолевой ткани при инфильтративно-язвенной форме роста опухоли (5,8 КОЕ/г), чем при экзофитном типе (3,2 КОЕ/г) (р=0,012). В неизмененной слизистой толстой кишки у больных РТК таких особенностей не выявлено.

Таблица 4/table 4

Состав кишечной микробиоты в сравниваемых группах (количество микроорганизмов в 1 г биоптата (lg=101 КОЕ/г)

the composition of the intestinal microbiota in the groups (number of microorganisms in 1 g of biopsy specimen (lg=101 cFu/g)

Микроорганизмы/ Microorganisms	Основная группа/ Study group (n=75)		Группа контроля (3)/ Control group (3) (n=25)	p 1–2	p 1–3	p 2–3
	Неизмененная слизистая оболочка (1)/ Unaltered mucosa (1)	Опухоль (2)/ Tumor (2)
Lactobacillus spp.	6,6 [6,0–8,0]	5,5 [5,0–6,0]	8,2 [7,0–9,0]	0,003	0,003	0,002
Bifidobacterium spp.	6,9 [6,0–8,0]	5,6 [5,0–7,0]	7,6 [6,0–8,0]	0,001	0,026	0,001
Clostridium spр.	2,9 [2,0–3,0]	3,7 [2,0–5,0]	2,2 [2,0–3,0]	0,004	0,001	0,001
Escherichia coli (типичные)	5,4 [5,0-6,0]	4,6 [3,0-6,0]	6,1 [6,0–7,0]	0,001	0,049	0,009
Escherichia coli (гемолитические)	3,1 [3,0–4,0]	3,3 [3,0–6,0]	3,0 [3,0–3,0]	0,003	˃0,05	0,042
Escherichia coli (лактозонегативные)/	3,3 [3,0–4,0]	3,7 [3,0–4,0]	3,1 [3,0–4,0]	0,004	˃0,05	0,002
Enterobacteriaceae	5,4 [4,0–6,0]	5,8 [3,0–6,0]	5,8 [5,0–6,0]	0,001	0,001	0,029
Pseudomonas spp.	3,0 [3,0–3,0]	3,2 [3,0–4,0]	3,0 [3,0–3,0]	0,008	˃0,05	˃0,05
Staphylococcus spp. (CNS)	3,0 [3,0–3,0]	3,0 [3,0–3,0]	3,3 [3,0–4,0]	˃0,05	0,002	0,002
Candida spp.	2,8 [2,0–3,0]	3,2 [3,0–4,0]	3,0 [3,0–4,0]	0,002	<0,0001	0,002

Рис. 1. Общая выживаемость больных РТК

Fig. 1. Overall survival of patients with CRC

Рис. 2. Безрецидивная выживаемость больных РТК

Fig. 2. Relapse-free survival of patients with CRC

При сравнительном анализе количественного состава микробиоты в зависимости от степени дифференцировки опухоли установлено, что Lactobacillus spp. (6,2 КОЕ/г) , Bifidobacterium spp. (8,0 КОЕ/г) в большем, а Staphylococcus spp. (CNS) (3,2 КОЕ/г) в меньшем количестве присутствуют при высокодифференцированной по сравнению с умереннодифференцированной аденокарциномой толстой кишки Lactobacillus spp. (4,3 КОЕ/г) , Bifidobacterium spp. (6,9 КОЕ/г), Staphylococcus spp. (CNS) (2,8 КОЕ/г) (р<0,05).

Дополнительно проведена оценка прогностического потенциала кишечной микробиоты в развитии послеоперационных осложнений и прогрессировании заболевания при 3-летнем динамическом наблюдении.

Осложнения в виде несостоятельности анастомоза зафиксированы у 11 (15,5 %) больных. Следует отметить, что у больных с послеоперационными осложнениями выявлено изменение количества Lactobacillus spp., Bacteroides spp., Escherichia coli (менее 3,0 КОЕ/г).

Расчет 3-летней выживаемости проведен у 57 (76 %) больных РТК (рис. 1, 2), при этом 14 (18,7 %) пациентов из анализа были исключены, так как 4 (5,3 %) умерли в раннем послеоперационном периоде и 4 (5,3 %) ‒ от неонкологических заболеваний (COVID-19, сердечно-сосудистые заболевания и травмы), 6 (8 %) больных выбыло из-под наблюдения. По данным отдаленного мониторинга, из 57 больных РТК более 3 лет прожили 48 (84,2 %) пациентов. За анализируемый период рецидивы за- болевания возникли у 20 (35,1 %) больных, из них местные – в 6 (10,5 %), гематогенные метастазы – в 14 (24,6 %) наблюдениях, от прогрессирования РТК умерло 9 (15,8 %) пациентов, включенных в исследование.

При прогрессировании заболевания количественный состав Bifidоbacterium spp . (8,0 КОЕ/г), Lactobacillus spp . (7,9 КОЕ/г) в неизмененной слизистой оболочке толстой кишки, а E. сoli (6,0 КОЕ/г) в опухолевой ткани был больше, чем у больных без местных рецидивов и отдаленных метастазов, – Bifidоbacterium spp . (7,0 КОЕ/г), Lactobacillus spp . (6,8 КОЕ/г), E. сoli (5,2 КОЕ/г).

Адъювантная химиотерапия проведена у 44 (77,2 %) больных РТК, которые в зависимости от продолжительности жизни были разделены на 2 подгруппы: прожившие более 3 лет – 26 (45,6 %) и менее 3 лет – 18 (31,6 %) пациентов. Установлено, что у больных, переживших 3 года после лечения без признаков рецидива заболевания, количество Lactobacillus spp . (7,9 КОЕ/г), Bifidоbacterium spp . (8,0 КОЕ/г), Bacteroides (6,2 КОЕ/г) и E. coli