دور الميكروبيوم المعوي في مرض الأمعاء الالتهابي: دليل شامل للمريض

جدول المحتويات

• مقدمة عن مرض الأمعاء الالتهابي والميكروبيوم
• فهم الميكروبيوم المعوي الخاص بك
• الحاجز المخاطي الواقي
• كيف يدرس العلماء الميكروبيوم
• اختلال التوازن الميكروبي المعوي لدى مرضى الأمعاء الالتهابي
• الميكروبيوم كمؤشر للمرض
• العلاجات الموجهة للميكروبيوم
• قيود الدراسات والتحديات
• توصيات للمرضى
• معلومات المصدر

مقدمة عن مرض الأمعاء الالتهابي والميكروبيوم

مرض الأمعاء الالتهابي (IBD)، الذي يشمل داء كرون والتهاب القولون التقرحي، هو تشخيص مزمن يسبب التهاباً في القناة الهضمية. بينما لا يفهم الأطباء بعد تماماً أسباب مرض الأمعاء الالتهابي، يعتقدون أنه يتضمن استجابة مناعية غير طبيعية تثيرها اختلالات في الميكروبيوم المعوي - المجتمع المعقد من الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في أمعائك.

يحدث هذا الخلل عندما يعطل شيء ما العلاقة الطبيعية بين بكتيريا الأمعاء وجهازك المناعي. يعتقد الباحثون أنه لدى الأشخاص المعرضين وراثياً، يؤدي هذا الاضطراب إلى انهيار الحاجز المخاطي الواقي، مما يسمح للمستضدات بالمرور وإثارة استجابات التهابية حادة ومزمنة تميز مرض الأمعاء الالتهابي.

تركز علاجات مرض الأمعاء الالتهابي الحالية على السيطرة على الالتهاب من خلال الأدوية المثبطة للمناعة التي تستهدف نقاطاً مختلفة في العملية الالتهابية. ومع ذلك، غالباً ما تكون لهذه العلاجات فعالية محدودة على المدى الطويل ويمكن أن تسبب آثاراً جانبية شديدة، مما يبرز الحاجة إلى أساليب علاجية أفضل تعالج الأسباب الجذرية للمرض.

فهم الميكروبيوم المعوي الخاص بك

الميكروبيوم المعدي المعوي الخاص بك هو نظام بيئي معقد بشكل لا يصدق يشمل ليس فقط البكتيريا، ولكن أيضاً الفطريات والطلائعيات والفيروسات والعاثيات (الفيروسات التي تصيب البكتيريا). يشير مصطلح "الميكروبيوتا" إلى جميع هذه الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في قناتك الهضمية من الفم إلى الشرج، بينما يشمل "الميكروبيوم" كل من الكائنات الحية الدقيقة وجيناتها ومنتجات الجينات والبيئة المحيطة.

يؤسس الميكروبيوم المعوي الخاص بك نفسه مبكراً في الحياة ويصبح مستقراً نسبياً بعمر 2-3 سنوات. على الرغم من كونه ديناميكياً، فإنه يحافظ على استقرار وظيفي لأداء ثلاث وظائف حاسمة:

• وظيفة الحاجز: منع البكتيريا الضارة من الاستقرار عن طريق التنافس على العناصر الغذائية وإنتاج الببتيدات المضادة للميكروبات
• التغذية: استقلاب وتصنيع العناصر الغذائية التي يحتاجها جسمك
• التفاعل مع الجهاز المناعي: المساعدة في تطوير ونضج جهازك المناعي

تزداد تركيز وتنوع الكائنات الحية الدقيقة تدريجياً على طول القناة الهضمية، لتصل إلى أعلى مستوياتها في القولون حيث يمكن أن تتجاوز تركيزات البكتيريا 100 تريليون (10¹⁴) بكتيريا لكل جرام من محتوى القولون.

بالإضافة إلى البكتيريا، تشمل المكونات المهمة الأخرى:

• الميكوبيوم: المجتمع الفطري الذي تهيمن عليه شعبتا الفطريات الزقية والفطريات الدعامية، مع أنواع شائعة تشمل المبيضات، الملاسيزية، والخميرة
• الفيروم: الفيروسات بما في تلك التي تصيب الخلايا البشرية والعاثيات التي تصيب البكتيريا
• العتائق: كائنات دقيقة وحيدة الخلية مثل Methanobrevibacter smithii، كائن منتج للميثان

يتفاعل الميكروبيوم مع جسمك من خلال المستقلبات - بعضها مشتق من نظامك الغذائي والبعض الآخر تنتجه الكائنات الحية الدقيقة نفسها. تشمل المسارات الأيضية الرئيسية المشاركة في صحة الأمعاء إنتاج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFA)، واستقلاب الأحماض الصفراوية، واستقلاب التربتوفان.

الحاجز المخاطي الواقي

بطانة أمعائك محمية بحاجز مخاطي يخلق طبقة واقية تغطي السطح الظهاري. يعمل هذا الحاجز كواحد من خطوط دفاعك الأولى ضد المواد الخارجية والإنزيمات الهضمية والكائنات الحية الدقيقة.

تعمل طبقة المخاط كحاجز انتشار، مما يسمح للجزيئات الصغيرة مثل الأيونات والماء والعناصر الغذائية والغازات بالوصول إلى خلايا أمعائك بينما تمنع المواد الضارة الأكبر. وهي أيضاً جزء من حاجزك المخاطي المعوي الفطري وتعمل كخط دفاعك المناعي الأول.

الميوسينات - سواء المفرزة أو عبر الغشائية - هي المكونات الرئيسية لهذا الحاجز المخاطي. إلى جانب الحماية، تشارك الميوسينات عبر الغشائية أيضاً في الإشارات داخل الخلايا وتلعب دوراً أساسياً في استتباب الخلايا الظهارية عن طريق تعديل تعبير البروتينات الوصلية.

أظهرت الأبحاث الحديثة أن مستويات تعبير mRNA للميوسين غير الطبيعية ترتبط بمظهر و نشاط مرض الأمعاء الالتهابي، مما يشير إلى أنها يمكن أن تكون بمثابة مؤشرات حيوية لمراقبة وظيفة الحاجز المخاطي لدى مرضى الأمعاء الالتهابي. للميوسينات أيضاً تأثيرات مناعية مباشرة عن طريق الارتباط بالخلايا المناعية وتلعب دوراً حاسماً في التفاعل مع الميكروبيوتا المعوية الخاصة بك من خلال توفير العناصر الغذائية ومواقع الالتصاق.

كيف يدرس العلماء الميكروبيوم

كان البحث حول الميكروبيوم المعدي المعوي محدوداً لعقود بسبب القيود التقنية، لكن تقنيات التسلسل الجديدة كشفت مؤخراً التعقيد والتنوع المذهل لنظامك البيئي المعوي.

يستخدم الباحثون نوعين رئيسيين من العينات عند دراسة الميكروبيوم:

• عينات البراز: فحص محتوى اللمعة
• عينات الخزعة: تقييم الميكروبات المرتبطة بالغشاء المخاطي

هناك اختلافات مهمة في التركيب الميكروبي بين عينات البراز والغشاء المخاطي. معظم البكتيريا ملتصقة بإحكام بطبقة المخاط، وقد تظهر أخذ عينات الخزعات المخاطية لدى مرضى الأمعاء الالتهابي نتائج مختلفة بناءً على ما إذا كان النسيج ملتهباً أم غير ملتهب.

كانت الطرق التقليدية المعتمدة على الزرع، التي تنطوي على نمو الكائنات الحية الدقيقة في المختبر، قادرة فقط على تحديد جزء من المجموعات الميكروبية بسبب التحيز تجاه البكتيريا التي تتكاثر في ظل ظروف المختبر. يمثل تطوير تقنيات التشخيص الجزيئي، principalmente تقنيات التسلسل من الجيل التالي (NGS)، اختراقاً في فهم الميكروبيوم المعوي البشري.

يستخدم العلماء الآن نهوج "omics" متعددة:

• الميتاجينوميات: تحدد التركيب البكتيري والتنوع باستخدام تقنيات مثل تضخيم جين 16S rRNA أو التسلسل الشامل
• الميتاترانسكريبتوميات: تركز على التعبير الجيني من خلال تحليل تسلسلات RNA
• الميتابروتيوميات: تدرس المجموعة الكاملة من البروتينات المعبر عنها في وقت معين
• الميتابولوميات: تستكشف الميتابولوم الذي يتكون من المستقلبات المشتقة من كل من المضيف والكائنات الحية الدقيقة

من خلال الجمع بين بيانات الميتاجينوميات والميتابروتيوميات، يمكن للباحثين توصيف بروتينات الإشارة والمسارات لفهم أفضل لوظيفة الميكروبيوم في الصحة والمرض.

اختلال التوازن الميكروبي المعوي لدى مرضى الأمعاء الالتهابي

في الأفراد الأصحاء، يحافظ الميكروبيوم المعوي على علاقة مفيدة متبادلة مع القولون. هذه العلاقة أساسية للحفاظ على الصحة من خلال استقلاب مكونات النظام الغذائي، وإنتاج مكونات أساسية مثل فيتامين K والأحماض الدهنية قصيرة السلسلة، والمساعدة في تطوير ووظيفة الجهاز المناعي.

يزداد معدل حدوث مرض الأمعاء الالتهابي في الدول الصناعية حديثاً، وهو ما يعتقد الباحثون أنه يرتبط بأنماط الحياة الغربية والتحضر والتصنيع. تقترح "فرضية النظافة" أن التعرض المحدود للكائنات الحية الدقيقة في الدول الصناعية يقيد تطوير الجهاز المناعي، مما يؤدي إلى زيادة حدوث أمراض المناعة الذاتية والحساسية.

في المجموعات السكانية الصحية، هناك توازن في أنواع البكتيريا في الأمعاء، حيث تنتمي أكثر من 90٪ من البكتيريا الصحية إلى أربع شعب رئيسية: البكتيريا العصوانية، المتينات الجدار، الشعاويات، والمتقلبات. ومع ذلك، هناك اختلاف كبير في التنوع الميكروبي بين الأفراد (تنوع بيتا) داخل هذه المجموعات الرئيسية.

فقدان هذا التوازن يؤدي إلى اختلال التوازن الميكروبي المعوي، الذي يعتبره الباحثون أحد محفزات الاستجابة المناعية غير المناسبة في تطور مرض الأمعاء الالتهابي. تظهر الدراسات اختلافات واضحة في وفرة البكتيريا المعوية لدى مرضى الأمعاء الالتهابي مقارنة بالأصحاء.

يتميز اختلال التوازن الميكروبي المعوي في مرض الأمعاء الالتهابي بـ:

• زيادة في البكتيريا المرتبطة بالغشاء المخاطي
• انخفاض في التنوع البيولوجي العام
• انخفاض في البكتيريا المفيدة (خاصة شعبة المتينات الجدار، بما في ذلك Faecalibacterium prausnitzii)
• زيادة في البكتيريا المحتمل ضررها (عائلة Enterobacteriaceae، بما في ذلك Escherichia coli)
• تغيرات في أنواع البكتيريا العصوانية، خاصة في مرضى داء كرون

بينما ركزت معظم الأبحاث على البكتيريا، تشير الدراسات الحديثة إلى أن الكائنات الحية الدقيقة الأخرى تلعب أيضاً أدواراً في إمراضية مرض الأمعاء الالتهابي. تظهر الدراسات على المجموعات الفطرية نتائج مثيرة للجدل، حيث تفترض إحدى الفرضيات أن التهاب الأمعاء يضعف الحاجز المخاطي، مما يسمح للفطريات الانتهازية بالتكاثر والتدخل في جهاز المناعة المضيف.

مقارنة بالأفراد الأصحاء، يظهر مرضى الأمعاء الالتهابي زيادة في نسبة المبيضات البيضاء. ومع ذلك، تظهر بعض البيانات عدم وجود دور ممرض للفطريات. تؤثر هذه التغيرات في الوفرة ليس فقط على الميكروبيوم البرازي ولكن أيضاً على الغشاء المخاطي الملتهب.

يؤثر اختلال التوازن الميكروبي المعوي أيضاً على التراكيب الفيروسية. استكشفت دراسة حديثة الفيروم المخاطي اللفائفي في البالغين الأصحاء ومرضى داء كرون، ووجدت استنزافاً كبيراً في ثراء العاثيات بينما زاد ثراء الفيروسات حقيقية النواة، مما يشير إلى أن هذه الأنواع الفيروسية قد يكون لها أدوار مختلفة في إمراضية المرض.

تتغير أيضاً المسارات الأيضية للميكروبيوم المعوي في مرض الأمعاء الالتهابي. يعتقد الباحثون أن انخفاض الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة - خاصة انخفاض البكتيريا المنتجة للبوتيرات وتركيز البوتيرات - قد يكون مشاركاً في تطوير والحفاظ على التهاب الأمعاء المزمن في مرض الأمعاء الالتهابي.

كشفت الدراسات الميتابولومية عن اضطرابات في استقلاب الأحماض الصفراوية لدى مرضى الأمعاء الالتهابي، مع زيادة في الأحماض الصفراوية الأولية وانخفاض في الأحماض الصفراوية الثانوية. فيما يتعلق باستقلاب التربتوفان، هناك انخفاض في إنتاج روابط مستقبلات الهيدروكربون العطرية (AhR) في ميكروبيوتا مرضى الأمعاء الالتهابي، ويمكن أن ينخفض تعبير AhR في أنسجة الأمعاء.

من الصعب تحديد ما إذا كانت تغيرات الميكروبيوم تسبب الالتهاب أو تنتج عنه. ومع ذلك، لوحظت اختلافات في تركيب الميكروبيوتا المعوية بين أفراد الأسرة، وحتى بين التوائم، مما يشير إلى أن اختلال التوازن الميكروبي المعوي في مرض الأمعاء الالتهابي يرتبط أكثر بحالة المرض منه بالعوامل الوراثية أو البيئية. قد يزيد الالتهاب المزمن من سوء اختلال التوازن من خلال التغير الأيضي والأكسدي للبيئة المعوية.

هناك أيضاً تغيرات في الميكروبيوتا داخل الفرد تشير إلى نشاط المرض. تكون التغيرات في تركيب الميكروبيوم البرازي أكثر وضوحاً أثناء المرض النشط، خاصة في داء كرون.

الميكروبيوم كمؤشر للمرض

يشير مصطلح "المؤشر الحيوي" إلى الخصائص القابلة للقياس التي تشير إلى العمليات البيولوجية الطبيعية، أو العمليات المرضية، أو الاستجابات للتدخل العلاجي. يظهر الميكروبيوم المعوي promise كمؤشر حيوي لمرض الأمعاء الالتهابي بسبب مشاركته في إمراضية المرض والتغيرات القابلة للقياس التي تحدث في مرضى الأمعاء الالتهابي.

تشير الأبحاث إلى أن أنماط أو بصمات ميكروبية محددة قد تساعد في:

• تشخيص مرض الأمعاء الالتهابي والتمييز بين داء كرون والتهاب القولون التقرحي
• التنبؤ بمسار المرض والمضاعفات
• مراقبة استجابة العلاج
• تحديد المرضى المعرضين لخطر النوبات

يبدو تركيب الميكروبيوم المرتبط بالغشاء المخاطي ذا صلة خاصة كمؤشر حيوي نظرًا لتفاعله المباشر مع جهاز المناعة المضيف في موقع الالتهاب. ومع ذلك، يظل توحيد طرق أخذ العينات والمناهج التحليلية تحديًا في تطبيق المؤشرات الحيوية القائمة على الميكروبيوم في الممارسة السريرية.

العلاجات الموجهة للميكروبيوم

طور الباحثون عدة أساليب علاجية مبتكرة تستهدف مكونات مختلفة من ميكروبيوم الأمعاء لتعديل الاستجابة المناعية الشاذة لدى مرضى الأمعاء الالتهابي. وتشمل هذه:

البروبيوتيك: كائنات دقيقة حية، عند إعطائها بكميات كافية، تمنح فوائد صحية. قد تساعد سلالات معينة في استعادة التوازن الميكروبي، رغم أن النتائج كانت متفاوتة في التجارب السريرية.

البريبيوتيك: مكونات غذائية غير قابلة للهضم تحفز بشكل انتقائي نمو و/أو نشاط الكائنات الدقيقة المفيدة في القولون. تشمل هذه عادة أنواعًا معينة من الألياف التي تغذي بكتيريا الأمعاء الصحية.

السينبيوتيك: تركيبات من البروبيوتيك والبريبيوتيك مصممة للعمل بشكل تآزري لتحسين بقاء وزرع الميكروبات.

زرع microbiota البرازي (Fecal Microbiota Transplantation - FMT): نقل براز معالج من متبرع سليم إلى متلق بهدف استعادة مجتمع ميكروبي صحي. بينما نجح هذا العلاج في عدوى المطثية العسيرة المتكررة، كانت النتائج في الأمعاء الالتهابي أكثر تباينًا.

التدخلات الغذائية: أنظمة غذائية محددة مصممة لتعديل الميكروبيوم، مثل التغذية المعوية الحصرية في داء كرون أو الأنظمة الغذائية المخصصة بناءً على الملفات الميكروبية الفردية.

العلاج بالعاثيات: استخدام العاثيات (فيروسات تصيب بكتيريا محددة) لاستهداف وتقليل أنواع البكتيريا المسببة للمشكلات مع الحفاظ على الميكروبات المفيدة.

علاجات المستقلبات الميكروبية: إعطاء مباشر لمستقلبات ميكروبية مفيدة مثل البوتيرات أو الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة الأخرى.

تُظهر هذه الأساليب المبتكرة promise لمستقبل علاج الأمعاء الالتهابي، لكن المخاوف safety تظل قيدًا رئيسيًا حيث لم تُفهم بعد آثارها طويلة المدى في البشر بشكل كامل.

قيود الدراسة والتحديات

على الرغم من التقدم الكبير في أبحاث الميكروبيوم، لا تزال هناك عدة قيود مهمة:

السببية مقابل الارتباط: من الصعب تحديد ما إذا كانت تغيرات الميكروبيوم تسبب الالتهاب أم تنتج عنه. تبدو العلاقة ثنائية الاتجاه، حيث يغير الالتهاب البيئة الميكروبية وتؤثر التغيرات الميكروبية على الالتهاب.

التباين التقني: يمكن لطرق أخذ العينات المختلفة (برازية مقابل غشائية) وتقنيات التسلسل والمناهج المعلوماتية الحيوية أن تنتج نتائج متباينة، مما يجعل المقارنات بين الدراسات صعبة.

التباين الفردي: يظهر الميكروبيوم الصحي تباينًا كبيرًا بين الأفراد، مما يصعب وضع معايير عالمية لما يشكل ميكروبيوم "صحي".

تأثيرات الأدوية: العديد من أدوية الأمعاء الالتهابي، بما في ذلك المضادات الحيوية والمثبطات المناعية والعلاجات البيولوجية، يمكن أن تغير الميكروبيوم نفسه، مما يعقد تفسير نتائج الدراسة.

الفهم المحدود للمكونات غير البكتيرية: ركزت معظم الأبحاث على البكتيريا، بينما لا تزال الفيروسات والفطريات والمكونات الأخرى أقل فهمًا على الرغم من أهميتها المحتملة.

البيانات الطولية: تقدم معظم الدراسات صورًا لحظية بدلاً من التتبع طويل المدى لكيفية تغير الميكروبيوم بمرور الوقت فيما يتعلق بنشاط المرض والعلاج.

على الرغم من هذه التحديات، تواصل الأبحاث الجارية توضيح العلاقات المعقدة بين ميكروبيوم الأمعاء ومرض الأمعاء الالتهابي، مما يبعث الأمل في أساليب تشخيصية وعلاجية جديدة.

توصيات للمرضى

بناءً على الفهم الحالي لدور الميكروبيوم في الأمعاء الالتهابي، قد يفكر المرضى في ما يلي:

1. ناقش العلاجات المرتكزة على الميكروبيوم مع طبيب الجهاز الهضمي الخاص بك، بما في ذلك الفوائد المحتملة وقيود البروبيوتيك أو البريبيوتيك أو الأساليب الغذائية
2. ركز على التنوع الغذائي مع مجموعة متنوعة من الأطعمة الغنية بالألياف لدعم ميكروبيوم متنوع، ما لم تكن القيود الغذائية المحددة ضرورية طبيًا
3. فكر في الأطعمة المخمرة مثل الزبادي والكفير ومخلل الملفوف التي تحتوي بشكل طبيعي على كائنات دقيقة مفيدة
4. كن حذرًا مع المضادات الحيوية—استخدمها فقط عند الضرورة لأنها يمكن أن تعطل ميكروبيومك بشكل كبير
5. إدارة الإجهاد من خلال تقنيات مثل التأمل أو التمارين أو الاستشارة، حيث يمكن أن يؤثر الإجهاد على صحة الأمعاء وتكوين الميكروبيوم
6. شارك في التجارب السريرية إذا كانت متاحة، للمساعدة في تعزيز فهمنا للعلاجات الموجهة للميكروبيوم لمرض الأمعاء الالتهابي
7. حافظ على التواصل المفتوح مع فريق الرعاية الصحية الخاص بك حول أي أساليب تكميلية تفكر فيها إلى جانب العلاجات التقليدية

تذكر أنه على الرغم من أن أبحاث الميكروبيوم واعدة، إلا أن العديد من التطبيقات لا تزال قيد التطوير. استشر دائمًا مقدم الرعاية الصحية الخاص بك قبل إجراء تغييرات كبيرة على نهج العلاج أو نمط الحياة.

معلومات المصدر

عنوان المقال الأصلي: الميكروبيوم في مرض الأمعاء الالتهابي

المؤلفون: Aranzazu Jauregui-Amezaga و Annemieke Smet

الانتماء: مستشفى أنتويرب الجامعي وجامعة أنتويرب، بلجيكا

النشر: Journal of Clinical Medicine 2024, 13(16), 4622

هذه المقالة الصديقة للمريض تستند إلى أبحاث خضعت لمراجعة الأقران وتحافظ على النزاهة العلمية للنشر الأصلي مع جعل المحتوى في متناول المرضى المتعلمين.