PROBIOTIKA: TUDOMÁNYOS ALAPOK ÉS KLINIKAI ELŐNYÖK

1 CAMPUS INNENSTADT KINDERKLINIK ÉS KINDERPOLIKLINIK DR. V. HAUNERSCHEN GYERMEKEK KÓRHÁZI PROBIOTIKÁJÁBAN: TUDOMÁNYOS ALAP ÉS KLINIKAI ELŐNYÖK Prof. Dr. med. Johannes Huebner Gyermekfertőző Osztály v. Hauner Gyermekklinikája, Müncheni Ludwig Maximilian Egyetem

2 Huebner J, Franz C, Kopp M Dtsch. Med. Wochenschr. 133:

3 Probiotikumok Ilya Ilyich Mechnikov tudományos indoklása (Nobel-díjas gyógyszer, 1908, Paul Ehrlich) életképes mikroorganizmusok, amelyek egészséget elősegítő hatással vannak a befogadó Prebiotikumokra: emészthetetlen szénhidrátok (rostok), mint szelektív táplálkozási alap az egyes bélbaktériumok számára a bélflóra célzott módosítása céljából

4 A baktériumok ökoszisztémáinak jellemzői nagyszámú különféle faj magas baktériumszám a flóra jellegzetes összetétele a különböző baktériumok kölcsönös függősége a flóra komponenseinek minőségi és mennyiségi stabilitása

9 Emésztőrendszeri baktériumflóra

élő baktériumok/széklet (vastagbél) grammban a hámsejtek egy rétege elválasztja a bél lumenjét a nyiroktól vagy a véráramtól, a baktériumok száma az emberi bélben a gasztrointesztinális flóra különböző fajokból áll, a bélflóra hatalmas metabolikus képessége

10 Jeffrey Gordon, Washingtoni Egyetem, St. Louis Metagenomics A baktériumkollektívumok összetételének és dinamikus interakciójának kultúrától független elemzése különböző szinteken: DNS - mikrobiom RNS (meta) - transzkripta metabolikus hálózatok metaboloma

11 Kultúrától független tanulmányok a gyomor-bél traktus ökológiáján Nagyszámú nem tenyésztett/nem termeszthető baktérium Nagyszámú gazda specifitás A gazda genotípus hatása Magas szintű stabilitás egészséges egyénekben Befolyás gyomor-bélrendszeri betegségek és antibiotikumok beadása Az étrendtől függően nincs állandó változás probiotikumok és prebiotikumok révén Kor

12 A gasztrointesztinális ökoszisztéma kutatása Egyetlen komplex bakteriális ökoszisztémát sem elemeztek teljesen, máig a vastagbélflóra kb.% -A kötelező anaerob sok faj nem termeszthető A luminalis és a falazott flóra különbségei Az antimikrobiális peptidek jelentősége, pl. Paneth sejtek

13 Az emberi intesztinális mikrobiális növényvilág sokfélesége 3 egészséges vizsgálati személy székletmintát és nyálkahártya szövetet 6 szintről (vakbél, felmenő vastagbél, K. transversum, K. descendens, szigmoid és végbél) DNS-izolálás, PCR-amplifikáció és a 16S rdna Science 308 elemzése:; 2005

14 Az emberi bél mikrobiális flórájának sokfélesége 395 Baktérium Phyla 1 Archeae Phylus 62% új baktériumszekvencia 80% korábban nem tenyésztett főleg Gram-pozitív baktériumokat (61% Clostridia) és Bacteroides spp., Csak kb. 0,1% Proteobacterium 3 új vonalak (cianobaktériumok és kloroplasztikák között) Science 308:; 2005

15 Mikrobiomunk százszor több gént tartalmaz, mint genomunk. Az emberek szuperorganizmusok, amelyek anyagcseréje a mikrobiális és az emberi tevékenység fúziója. Gill et al., Science 312:; 2006

16 A fiziológiás bélflóra feladatai Vitamintermelés (pl. K-vitamin) Élelmiszer-összetevők lebontása Kolonizációs rezisztencia A bélhám fejlődésének és az angiogenezisének szabályozása A zsírraktározás szabályozása A veleszületett és adaptív immunvédelem kialakulása

18 A veleszületett immunvédelem aszeptikusan tenyésztett egereknél nem alakul ki teljesen funkcionális immunrendszer: szisztémás T-sejthiány TH 1/TH 2 egyensúlyhiány megzavarta a limfoid organogenezist az immunrendszer érleléséhez a szimbiotikus bélbaktériumok speciális immunmoduláló molekulái szükségesek Mazmanian et al., Cell 122:; 2005

19 Higiénés hipotézis A fertőző mikroorganizmusok korai életkorban történő csökkentett expozíciója fokozott allergiához vezet (Strachan BMJ 1989) Az atópia előfordulásának növekedése az iparosodott országokban, de a fejlődő országokban nem. Az atópiáknak és a nem atópiáknak a bélflóra összetétele eltérő. Az atópiák és a csíra mentes egerek TH 2 - citokin profil

20 A Human Microbiome Project 247 egészséges tesztalany, férfi és női mikrobiológiai anyagok a test 15, férfi és 18 (női) testrészén, bőr, orr, szájüreg, torok, hüvely és széklet Kísérleti tanulmányok: bőr (pikkelysömör), gyomor-bél traktus ( Crohn/CU) és az urogenitális traktus (bakteriális vaginosis)

22 Az emberi mikrobiómaprojekt Minden élőhelyet viszonylag kis számú, rendkívül redundáns "aláíró taxon" jellemez. Ezen taxonok és a megfelelő gének előfordulása az egyes egyedek között nagyon eltérő. A metagenomikus anyagcsere útjai metagenomikusan vannak ábrázolva, és nagyon stabilak az élőhelyeken. Human Microbiome Project Consortium Nature 486:

23 A mikrobiómás vizsgálatok relevanciája A normál emberi baktériumflóra áttekintése Klinikai kérdések jelentősége Gyulladásos bélbetegségek kialakulása Allergiás betegségek kialakulása Autoimmun betegségek kialakulása Elhízás kialakulása Kezelési lehetőségek (probiotikumok, széklettranszplantáció) szelektív vagy okkult "immunhibák"? Daganatos betegségek iránti fogékonyság? Viselkedés vagy pszichiátriai betegség?

24 Az emésztőrendszeri flórabetegségek betegségekkel társulnak Cho & Blaser, Nat Rev Genetics 2012

25 A következő probiotikumokat használják (többek között): Tejsavbaktériumok: Lactococci Lactobacilli Bifidobacteria Enterococcus élesztő (Saccharomyces boulardii, S. cervisiae) Escherichia coli Nissle 1917 Bacillus cereus Streptococcus thermophilus Clostridium butyricum MIYAIRI

26 A probiotikumok hatásmechanizmusai Hatás A nyálkahártya gátjának fenntartása Megfelelő baktériumok kolonizációjának szabályozása A bél immunmechanizmusainak aktiválása A bél gyulladásának modulálása A bél gyulladásának mechanizmusa A nyálkahártya permeabilitásának csökkenése A nyálka termelésének növekedése A szűk kereszteződések megerősödése A szoros csomópontok megerősödése A baktériumok transzlokációjának csökkentése A mikroflóra peptid modulációja Antimikrobiális szerek előállítása A kóros baktériumok intraluminális pH-jának versenyképes kiszorításának csökkenése növeli az IgA termelését a rövid láncú zsírsavak termelése növeli a vér leukocita fagocitózisát, fokozva a T-sejtek és a makrofágok citokintermelését, növelve a gyulladáscsökkentő citokinek termelését, csökken a gyulladáscsökkentő citokinek termelése a Th1 citokin elősegítésében Profil

27 A probiotikumok hatásmechanizmusai Bron PA, van Baarlen P, Kleerebezem M Nature Reviews Microbiology 10:66 78.

28 A probiotikumok biztonsága Évente több mint 20 milliárd adag probiotikumot adnak be. Az L. rhamnosus GG hosszú távú, széles körű használata Finnországban: 29 Probiotikumok biztonságossága Saccharomyces cerevisiae fungemia 3 esete 2 héten belül csak közös rizikófaktor: Ultralevura (S. boulardii-t tartalmaz) nasogastricus csövön keresztül történő átadása Irodalom áttekintése további 57 esetet azonosított. S. cerevisiae fungemia 60% -a volt ICU-s beteg, 45% -uk probiotikumot kapott, 30% -uk halt meg Munoz, CID 2005

30 A probiotikumok biztonsága PROPATRIA: nagy holland tanulmány (kettős-vak, placebo-kontrollos) a probiotikumok hatékonyságáról akut hasnyálmirigy-gyulladásban 24 haláleset (16%) a terápiás karban szemben 9 (10%) a kontrollcsoportban Étrend-kiegészítő Ecologic 641 (Winclove), (L nasophastrica, L. casei, L. salivarius, Lactococcus lactis, Bifidobacterium bifidum és B. lactis), nasogastricus csövön keresztül adott CFU A vizsgálatot lemondták Science, 2008. február 1.

31 A probiotikumok biztonsága A kereskedelmi forgalomba kerülő probiotikus készítmények gyakran nem felelnek meg a címkén feltüntetett információknak. Vizsgálat: 26 gyártó 213 tenyészete (57% laktobacillus, 22% bifidobaktérium) 28% helytelen információ a fajok (27 eset) vagy a nemzetség (19 eset) tekintetében összesen 10 termék 34 terméke Huys. Res Microbiol 2006

32 A probiotikumok biztonsága 65 éves, aortobiiliacus endoprotézisben szenvedő beteg perigraft fertőzések és spondylodiscitis következtében 18 hónappal a műtét után visszatérő szeptikémia bélbaktériumokkal, Candida és. Lactobacillus casei immunitas defensis Schwacha H et al. Endoszkópia 38 2. kiegészítés: E51.

33 javallat a probiotikumok kezelésére (többek között) a gyomor-bélrendszeri fertőzések terápiája és megelőzése krónikus gyulladásos bélbetegségek légúti fertőzések rheumatoid arthritis allergia, atópia, asztma halitosis depresszió koraszülött rosszindulatú daganatok.

34 Releváns Cochrane-elemzések 1. Alfaleh K, Anabrees J, Bassler D, Al-Kharfi T Probiotikumok a nekrotizáló enterocolitis megelőzésére koraszülötteknél. Cochrane-adatbázis a szisztematikus áttekintésekről (online) CD Johnston BC, Goldenberg JZ, Vandvik PO, Sun X, Guyatt GH Probiotics for gyermekkori antibiotikumokkal társult hasmenés megelőzése. Cochrane-adatbázis a szisztematikus áttekintésekről (Online) CD Allen SJ, Martinez EG, Gregorio GV, Dans LF Probiotics akut fertőző hasmenés kezelésére. Cochrane-adatbázis a szisztematikus felülvizsgálatokról (Online) CD Bernaola Aponte G, Bada Mancilla CA, Carreazo Pariasca NY, Rojas Galarza RA Probiotikumok a tartós hasmenés kezelésére gyermekeknél. Cochrane szisztematikus áttekintések adatbázisa (online) CD Boyle RJ, Bath-Hextall FJ, Leonardi-Bee J, Murrell DF, Tang ML Probiotikumok ekcéma kezelésére. Cochrane-adatbázis a szisztematikus áttekintésekről (online) CD Osborn DA, Sinn JK Probiotics for csecsemők allergiás betegségek és túlérzékenység megelőzésére. Cochrane szisztematikus áttekintések adatbázisa (online) CD Rolfe VE, Fortun PJ, Hawkey CJ, Bath-Hextall F Probiotikumok a remisszió fenntartására Crohn-betegségben. Cochrane szisztematikus áttekintések (online) CD adatbázisa

35 Világos ajánlások a probiotikumokhoz gyermekgyógyászati betegeknél NEC Cochrane Analysis 2011: "A probiotikumok megakadályozzák a súlyos NEC-t, és minden okozzák a koraszülöttek halálozását". akut fertőző hasmenés Cochrane-elemzés 2010: pozitív hatás átlagosan 24 órás antibiotikum-társított hasmenés tüneteinek rövidülésével pozitív hatás a Cochrane-elemzésben 2011: nagy dózis (> 5x10 7 CFU), valamint S. boullarii és L. rhamnosus alkalmazása

36 Az allergiák és az atópiás exanthema probiotikái ellentmondanak az eredményeknek: A 2007-es és 2008-as Cochrane-elemzések nem mutatnak egyértelmű hatást. 2 új metaanalízis: jelentős hetergenicitás (Pelucchi C, et al. Epidemiology 23:) a laktobacillusok terhesség alatti hatása (Doege K, et al. táplálkozás 107: 1 6)

37 Szakértői ajánlások Betegség bizonyíték probiotikumok Akut hasmenés megelőzése (gyermekek, felnőttek) B LGG, L. casei, L. acidophilus, S. boulardii Akut hasmenés terápiája A Bifidobacteria antibiotikum-asszoc. Hasmenés A S. boulardii, LGG Helicobacter pylori C L. johnsonii C. ulcerosa, M. Crohn C E. coli Nissle, Bifidobacteria, Lactobacillus, S. boulardii Irritábilis bél szindróma C L. plantarum, B. infantis Az immunválasz javulása A szív- és érrendszeri betegségek megelőzése. Betegségek B L. acidophilus, L. plantarum, LGG, L. johnsonii C Lactobacilli tejben és joghurtban J Clin Gastroenterol 200; 40: 275-78

38 A széklettranszplantáció a probiotikus kezelés "legszélsőségesebb" formája kiváló eredményeket mutat kis sorozatokban visszatérő és/vagy terápiás-refrakter C. diff colitisben szenvedő betegeknél (pl. Gough et al. Clinical Infect Dis 2011 és Nood E et al. N Engl J Med 2013 ) Egyéni beszámolók a C. ulcerose és M. Crohn amszterdami sémájú gyógyulásról: Egészséges donortól származó 120 g székletet homogenizálunk 300 ml 0,9% -os NaCl-ban háztartási keverővel 2-4 percig. Szűrjük a szuszpenziót kávészűrő papírral, és adjuk be egy nasogastricus csövön keresztül. Adományozó pl. egészséges rokonok, korábban székletvizsgálat és szerológia, pl. Hepatitis és HIV

39 Összefoglalás A probiotikumok hatékonysága bizonyos javallatok esetén bebizonyosodott. A hatékonyság az előkészítéstől és a törzstől függ. A tudományos alapok eddig csak részben értettek A jól lefolytatott, ellenőrzött vizsgálatok és metaanalízisek növekvő száma

40 nyitott kérdés Pontos hatásmechanizmus bizonyos fajoknál és bizonyos indikációknál A vírusok és helminták szerepe a normál immunválasz kialakulásában Optimális készítmények specifikus javallatokra Mellékhatások/veszélyek egyes fajok és bizonyos betegcsoportok számára az ajánlott javallatok többsége