Intestinal microbiota status in patients with type 2 diabetes mellitus depending on the presence of chronic pyelonephritis at pre-dialysis stages of chronic kidney disease – an observational case-control study

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Background: Type 2 diabetes mellitus (DM2) is one of the main causes of chronic kidney disease (CKD) and end-stage renal failure. The medical community continues to debate the possible impact of intestinal microbiota (IM) imbalances on CKD progression. IM is a collection of microorganisms that play an important role in maintaining the health of the macroorganism and participate in various physiological processes. One of the urgent problems is the study of the composition of IM in patients with CKD and DM2. Most studies of IM were conducted in patients with CKD stages 4-5. This article presents the results of a study of the state of IM in diabetic patients with CKD at pre-dialysis stages in combination with chronic pyelonephritis (CP), obtained by gas chromatography-mass spectrometry (GCMS) using the microbial marker mass spectrometry (MMMS) method.

Objective. Evaluation of the composition of IM in the Moscow population of patients with DM2 in combination with CP at pre-dialysis stages of CKD by GCMS of fecal samples using the MMMS method.

Materials and methods: The IM analysis was conducted from 2021 to 2024 in 69 patients (23 patients with DM2 and CKD stages 3-4; 9 with CKD stages 3-4 with DM2 in combination with CP; 23 with DM2 and CKD stage 2; 14 with DM2 and without CKD) and 26 healthy volunteers. Results: It was found that in patients with DM2 without CKD, compared with healthy volunteers, there was a significant decrease in the number of Prevotella spp., Propionibacterium jensenii and Bacteroides fragilis, as well as a significant increase in Bacillus megaterium (Priestia megaterium) (p<0.05). In the group of patients with DM2 and stage 2 CKD, compared with patients with DM2 only, an increase in the number of Fusobacterium spp./Haemophilus spp. (p<0.05) was found. Comparison of patients with DM2 and stage 3–4 CKD with patients with DM2 and stage 2 CKD showed a decrease in Lactobacillus spp. and Ruminococcus spp. in the group of DM2 and stage 3–4 CKD. At the same time, these patients showed a significant increase in Propionibacterium acnes (Cutibacterium acnes) and Actinomyces spp. (p<0.05). In patients with DM2 and stage 3–4 CKD with exacerbation of chronic pyelonephritis who received antimicrobial therapy, a significant increase in the number of Rhodococcus spp., total microbial load, total bacterial load, anaerobes and Peptostreptococcus anaerobius 18623 was found compared to patients with DM2 and stage 3-4 CKD without CP (all p < 0.05).

Conclusion: In this study, for the first time in the Moscow population, the composition of IM in patients with DM2 at various pre-dialysis stages of CKD was studied and compared. The results obtained determine the need for further study of the role of IM and the prognostic value of its changes in the progression of CKD.

作者简介

N. Sturov

Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

Email: sturov_nv@pfur.ru
ORCID iD: 0000-0002-3138-8410

Cand. Sci. (Med.), Associate Professor, Head of the Department of General Practice, Institute of Medicine

俄罗斯联邦, Moscow

Sergey Popov

Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

编辑信件的主要联系方式.
Email: popov_serv@pfur.ru
ORCID iD: 0000-0002-0567-4616

Dr. Sci. (Med.), Professor of the Department of General Practice, Institute of Medicine

俄罗斯联邦, Moscow

Zh. Kobalava

Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

Email: kobalava_zhd@pfur.ru
ORCID iD: 0000-0002-5873-1768

Dr. Sci. (Med.), Professor, Corresponding Member of the Russian Academy of Sciences, Head of the Department of Internal Diseases with a course in Cardiology and Functional Diagnostics named after Academician V. S. Moiseev, Institute of Medicine, Head of the Institute of Clinical Medicine

俄罗斯联邦, Moscow

I. Belikov

Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

Email: belikov_ii@pfur.ru
ORCID iD: 0000-0001-5141-2193

Assistant of the Department of General Practice, Institute of Medicine

俄罗斯联邦, Moscow

V. Zhukov

Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

Email: zhukov_vlan@rudn.ru
ORCID iD: 0000-0001-9995-264X

Cand. Sci. (Med.), Associate Professor of the Department of General Practice, Institute of Medicine

俄罗斯联邦, Moscow

T. Lyapunova

Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

Email: lyapunova_tv@pfur.ru
ORCID iD: 0000-0002-1141-0764

Cand. Sci. (Med.), Associate Professor of the Department of Medical Informatics and Telemedicine, Institute of Medicine

俄罗斯联邦, Moscow

T. Meleshkevich

Peoples’ Friendship University of Russia named after Patrice Lumumba

Email: meleshkevich_ta@pfur.ru
ORCID iD: 0000-0003-3229-3357

Cand. Sci. (Med.), Associate Professor of the Department of Hospital Therapy with Courses in Endocrinology, Hematology and Clinical Laboratory Diagnostics, Medical Institute

俄罗斯联邦, Moscow

参考

  1. Ассоциация нефрологов. Клинические рекомендации. Хроническая болезнь почек (ХБП). Москва: Министерство Здравоохранения Российской Федерации; 2024. [Association of Nephrologists. Clinical guidelines for Chronic kidney disease (CKD). Moscow: Ministry of Health of the Russian Federation; 2024. (In Russ.)]
  2. Krukowski H., Valkenburg S., Madella A.M., et al. Gut microbiome studies in CKD: opportunities, pitfalls and therapeutic potential. Nature Reviews Nephrology. 2023;19(2):87–101. doi: 10.1038/s41581-022-00647-z.
  3. Шутов Е.В, Большаков С.А, Макарова Т.А, и др. Микробиота кишечника и заболевания почек. Обзор литературы. Нефрология и диализ. 2024;26(3):283–302. [Shutov E.V, Bol’shakov S.A, Makarova T.A., et al. Intestinal microbiota and kidney diseases. Literature review. Nefrologiya i dializ. 2024;26(3):283–302. (In Russ.)]. doi: 10.28996/2618-9801-2024-3-283-302.
  4. Wong J., Piceno Y.M., DeSantis T.Z., et al. Expansion of urease- and uricase-containing, indole- and p-cresol-forming and contraction of short-chain fatty acid-producing intestinal microbiota in ESRD. Am J Nephrol. 2014;39(3):230–237. doi: 10.1159/000360010.
  5. Xu K.-Y., Xia G.-H., Lu J.-Q., et al. Impaired renal function and dysbiosis of gut microbiota contribute to increased trimethylamine-N-oxide in chronic kidney disease patients. Sci Rep. 2017;7(1):1445. doi: 10.1038/s41598-017-01387-y.
  6. Stadlbauer V., Horvath A., Ribitsch W., et al. Structural and functional differences in gut microbiome composition in patients undergoing haemodialysis or peritoneal dialysis. Sci Rep. 2017;7(1):15601. doi: 10.1038/s41598-017-15650-9.
  7. Vaziri N.D., Yuan J., Nazertehrani S., et al. Chronic kidney disease causes disruption of gastric and small intestinal epithelial tight junction. Am J Nephrol. 2013;38(2):99–103. doi: 10.1159/000353764.
  8. Vaziri N.D., Zhao Y.-Y., Pahl M.V. Altered intestinal microbial flora and impaired epithelial barrier structure and function in CKD: the nature, mechanisms, consequences and potential treatment. Nephrol Dial Transplant. 2016;31(5):737–746. doi: 10.1093/ndt/gfv095.
  9. Wang I.-K., Lai H.-C., Yu C.-J., et al. Real-Time PCR Analysis of the Intestinal Microbiotas in Peritoneal Dialysis Patients. Appl Environ Microbiol. 2012;78(4):1107–1112. doi: 10.1128/AEM.05605-11.
  10. Lun H., Yang W., Zhao S., et al. Altered gut microbiota and microbial biomarkers associated with chronic kidney disease. Microbiologyopen. 2019;8(4):1107-12. doi: 10.1002/mbo3.678.
  11. Tidjani Alou M., Naud S., Khelaifia S., et al. State of the Art in the Culture of the Human Microbiota: New Interests and Strategies. Clin Microbiol Rev. 2020;34(1).doi: 10.1128/cmr.00129-19.
  12. Хафизов К.Ф., Сперанская А.С, Мацвай А.Д, и др. Передовые технологии в диагностике вирусных заболеваний неясной этиологии. Инфекция и иммунитет. 2020;10(1):9–25. [Khafizov K.F., Speranskaya A.S, Matsvai A.D, et al. Advanced technologies in the diagnosis of viral diseases of unknown etiology. Infektsiya i immunitet. 2020;10(1):9–25. (In Russ.)]. doi: 10.15789/2220-7619-ATI-824.
  13. Бойко Н.Б., Гриневич В.Б., Федосова Н.Ф., и др. Методика масс-спектрометрии микробных маркеров как способ оценки пристеночной кишечной микробиоты при заболеваниях органов пищеварения. Учебно-методическое пособие. СПб., 2013. [Boiko N.B., Grinevich V.B., Fedosova N.F., et al. The technique of mass spectrometry of microbial markers as a way to assess the intestinal microbiota in diseases of the digestive system. Educational and methodological manual. St. Petersburg, 2013. (In Russ.)]
  14. Ситкин С.И., Вахитов Т.Я., Ткаченко Е.И. и др. Филометаболическое ядро микробиоты кишечника. Альманах клинической медицины. 2015;40:12?34. [Sitkin S.I., Vakhitov T.Ya., Tkachenko E.I. et al. Phylometabolic core of intestinal microbiota. Al’manakh klinicheskoi meditsiny. 2015;(40):12–34. (In Russ.)]. doi: 10.18786/2072-0505-2015-40-12-34.
  15. Демидова Т.Ю., Ардатская М.Д. Дисфункция филометаболического ядра микробиоты в патогенезе сахарного диабета 2 типа. FOCUS Эндокринология. 2021;3:16–23. [Demidova T.Yu., Ardatskaya M.D. The phylometabolic core of intestinal microbiota dysfunction in the pathogenesis of diabetes mellitus. FOCUS Endokrinologiya. 2021;3:16–23. (In Russ.)]. doi: 10.47407/ef2021.2.3.0030.
  16. Jeyaraman M., Mariappan T., Jeyaraman N., et al. Gut microbiome: а revolution in type II diabetes mellitus. World J Diabetes. 2024;15(9):1874–1888. doi: 10.4239/wjd.v15.i9.1874.
  17. Чижков П.А., Лагутина С.Н., Котова Ю. А., и др. Особенности разнообразия кишечной микробиоты у пациентов пожилого возраста с метаболическими нарушениями (обзор литературы). Научные результаты биомедицинских исследований. 2023;9(3):366–382. [Chizhkov P. A., Lagutina S. N., Kotova Yu.А. et al. Features of the diversity of the intestinal microbiota in elderly patients with metabolic disorders (literature review). Nauchnye rezul’taty biomeditsinskikh issledovanii. 2023;9(3):366?382. (In Russ.)]. doi: 10.18413/2658-6533-2023-9-3-0-7.
  18. Dyshlyuk L.S., Milentyeva I.S., Asyakina L.K., et al. Using bifidobacterium and propionibacterium strains in probiotic consortia to normalize the gastrointestinal tract. Braz J Biol. 2022;84:e256945. doi: 10.1590/1519-6984.256945.
  19. Zhao J., Ning X., Liu B., et al. Specific alterations in gut microbiota in patients with chronic kidney disease: an updated systematic review. Renal Failure. 2021;43(1):102–112. doi: 10.1080/0886022X.2020.1864404.
  20. Айтбаев К.А., Муркамилов И.Т., Фомин В.В. и др. Воспаление при хронической болезни почек: источники, последствия и противовоспалительная терапия. Клиническая медицина. 2018;4:314–320. [Aitbaev K. A., Murkamilov I. T., Fomin V. et al. Inflammation in chronic kidney disease: sources, consequences, and anti-inflammatory therapy. Klinicheskaya meditsina. 2018;4:314–320. (In Russ.)]. doi: 10.18821/0023-2149-2018-96-4-314-320.
  21. Стуров Н.В., Попов С.В., Беликов И.И. и др. Состояние кишечной микробиоты у пациентов с хронической болезнью почек. Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. 2022;2-2:199–202. [Sturov N.V., Popov S.V., Belikov I.I., et al. The state of the intestinal microbiota in patients with chronic kidney disease. Sovremennaya nauka: aktual’nye problemy teorii i praktiki. Seriya: Estestvennye i tekhnicheskie nauki. 2022;2-2:199–202. (In Russ.)]. doi: 10.37882/2223-2966.2022.02.33.
  22. Лукичев Б.Г, Румянцев А.Ш, Панина И.Ю. и др. Микробиота кишечника и хроническая болезнь почек. Сообщение второе. Нефрология. 2019;23(1):18–31. [Lukichev B.G, Rumyantsev A.Sh, Panina I.Yu, et al. Intestinal microbiota and chronic kidney disease. The second message. Nefrologiya 2019;23(1):18–31. (In Russ.)]. doi: 10.24884/1561-6274-2019-23-1-18-31.
  23. Sturov N.V., Popov S.V., Belikov I.I. Gut microbiota and the ways to correct it in chronic kidney disease. Indian J Nephrol. 2023;33(3):162–169. doi: 10.4103/ijn.ijn_469_21.
  24. Покровская Е.В., Шамхалова М.Ш., Шестакова М.В. Новые взгляды на состояние кишечной микробиоты при ожирении и сахарном диабете 2 типа. Сахарный диабет. 2019;22(3):253–262. [Pokrovskaya E.V., Shamkhalova M.Sh, Shestakova M.V. New views on the state of the intestinal microbiota in obesity and type 2 diabetes mellitus. Sakharnyi diabet. 2019;22(3):253–262. (In Russ.)] doi: 10.14341/DM10194.
  25. Sadagopan A., Mahmoud A., Begg M., et al. Understanding the role of the gut microbiome in diabetes and therapeutics targeting leaky gut: a systematic review. 2023;15(7):e41559. doi: 10.7759/cureus.41559.
  26. Yu J.-X., Chen X., Zang S.-G., et al. Gut microbiota microbial metabolites in diabetic nephropathy patients: far to go. Front Cell Infect Microbiol. 2024;14:1359432. doi: 10.3389/fcimb.2024.1359432.
  27. Демидова Т.Ю., Лобанова К.Г., Ойноткинова О.Ш. Кишечная микробиота как фактор риска развития ожирения и сахарного диабета 2 типа. Терапевтический архив. 2020;10:97–104. [Demidova T. Y., Lobanova K.G., Oinotkinova O.S. Intestinal microbiota as a risk factor for developing obesity and type 2 diabetes. Terapevticheskii arkhiv. 2020;10:97–104. (In Russ.)]. doi: 10.26442/00403660.2020.10.000778.
  28. Bhargava S., Merckelbach E., Noels H., et al. Homeostasis in the Gut Microbiota in Chronic Kidney Disease. Toxins. 2022;14(10):648. doi: 10.3390/toxins14100648.
  29. Voroneanu L., Burlacu A., Brinza C., et al. Gut microbiota in chronic kidney disease: from composition to modulation towards better outcomes - а systematic review. J Clin Med. 2023;12(5):1948. doi: 10.3390/jcm12051948.
  30. Alhhazmi A.A., Alhamawi R.M., Almisned R.M., et al. Gut microbial and associated metabolite markers for colorectal cancer diagnosis. Microorganisms. 2023;11(8):2037. doi: 10.3390/microorganisms11082037.
  31. Методические рекомендации MP 2.3.1.0253-21 Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации (утв. Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека 22 июля 2021 г.). [Methodological recommendations MP 2.3.1.0253-21 Norms of physiological energy and nutritional requirements for Various Groups of the population of the Russian Federation (approved by the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Welfare on July 22, 2021) (In Russ.)].
  32. Халиуллина С.В., Анохин В.А., Поздеев О.К. и др. Кишечный дисбиоз – этиологическая и патогенетическая основа синдрома бактериурии. Казанский медицинский журнал. 2003;1:51–53. [Khaliullina S. V., Anokhin V. A., Pozdeev O. K. Intestinal dysbiosis-the etiological and pathogenetic basis of bacteriuria syndrome. Kazanskiy meditsinskiy zhurnal=Kazan Medical Journal. 2003;1:51–53. (In Russ.)]

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Figure 1. Comparative characteristics of the intestinal microbiota of patients with type 2 diabetes and healthy volunteers

下载 (61KB)
3. Figure 2. Comparative characteristics of the intestinal microbiota of patients with type 2 diabetes and stage 2 chronic kidney disease and patients with type 2 diabetes without chronic kidney disease

下载 (44KB)
4. Figure3. Comparative characteristics of the intestinal microbiota of patients with type 2 diabetes and stages 3-4 chronic kidney disease and patients with type 2 diabetes and stage 2 chronic kidney disease

下载 (65KB)
5. Figure4. Comparative characteristics of the intestinal microbiota of patients with type 2 diabetes and stages 3-4 chronic kidney disease with chronic pyelonephritis and patients with type 2 diabetes and stages 3-4 chronic kidney disease without chronic pyelonephritis

下载 (53KB)

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».