Ключові слова
мікробіом шлунково-кишкового тракту
мікробіом кишечника
мікробіота кишечника
прецизійна медицина
персоналізована медицина
Як цитувати
Анотація
Вступ. Хронічне обструктивне захворювання легень (ХОЗЛ) залишається серйозною глобальною проблемою охорони здоров’я через незадоволену потребу в ранньому прогнозуванні перебігу захворювання та результатах терапії. Вивчення потенціалу профілювання кишкового мікробіому при ХОЗЛ допоможе зробити значний крок на шляху впровадження прецизійної медицини.
Мета. Проаналізувати останні дані щодо профілювання кишкового мікробіому для персоналізованого лікування пацієнтів з ХОЗЛ на основі оцінки статей із бази даних MEDLINE.
Матеріали та методи. Ми здійснили пошук статей у MEDLINE, опублікованих у 2015–2025 роках, за допомогою комбінації заздалегідь визначених ключових слів. У результаті було знайдено 173 статті, які були оцінені за назвами та змістом тез. Після оцінки релевантності для детального аналізу ми відібрали 85 статей. До огляду увійшло 50 статей.
Результати. Профілі кишкового мікробіому різних контингентів пацієнтів з ХОЗЛ суттєво відрізнялися. Кілька досліджень повідомляють про зменшення мікробної різноманітності при ХОЗЛ. Пацієнти зі стабільним ХОЗЛ мали вищі рівні Firmicutes і нижчі рівні Bacteroidetes порівняно зі здоровими особами. Загострення ХОЗЛ супроводжувалися підвищенням проникності кишкового та легеневого епітелію, що сприяло колонізації легень Enterobacteriaceae. Зменшення чисельності роду Prevotella було пов’язане зі значно більшим ризиком нещодавнього тяжкого загострення й тяжкого або дуже тяжкого обмеження повітряного потоку. Пацієнти з ХОЗЛ та емфіземою мали вищі рівні зонуліну в крові, маркера проникності кишкового ендотелію, та зниження кількості Lactobacilli, Bifidobacteria та підвидів Bacteroides. Кортикостероїди та антибіотики істотно впливали на дисбактеріоз кишечника. Споживання харчових волокон та мікробіом‑орієнтована терапія показали певні переваги в покращенні симптомів й уповільненні прогресування ХОЗЛ. Однак ці попередні висновки ще не отримали широкого застосування через недостатню кількість клінічних випробувань.
Висновки. Мікробіом кишечника є перспективним інструментом для стратифікації пацієнтів з ХОЗЛ. Майбутні дослідження мають прояснити механізми та терапевтичну ефективність відновлення мікробіому кишечника при ХОЗЛ.
Посилання
Santos, N. C. D., Miravitlles, M., Camelier, A. A., Almeida, V. D. C., Maciel, R. R. B. T., & Camelier, F. W. R. (2022). Prevalence and Impact of Comorbidities in Individuals with Chronic Obstructive Pulmonary Disease: A Systematic Review. Tuberculosis and respiratory diseases, 85(3), 205–220. https://doi.org/10.4046/trd.2021.0179
Divo, M., & Celli, B. R. (2020). Multimorbidity in Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Clinics in chest medicine, 41(3), 405–419. https://doi.org/10.1016/j.ccm.2020.06.002
2025 GOLD Report. (2024). Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease - GOLD. Retrieved 12 March 2025, from https://goldcopd.org/2025-gold-report/
Cox, M. J., Ege, M. J., & von Mutius, E. (Eds.). (2019). The Lung Microbiome. European Respiratory Society. https://doi.org/10.1183/2312508X.erm8319
Wedzicha, J. A., Allinson, J. P., & Calverley, P. M. A. (Eds.). (2024). COPD in the 21st Century. European Respiratory Society. https://doi.org/10.1183/2312508X.erm10324
Berg, G., Rybakova, D., Fischer, D., Cernava, T., Vergès, M. C., Charles, T., Chen, X., Cocolin, L., Eversole, K., Corral, G. H., Kazou, M., Kinkel, L., Lange, L., Lima, N., Loy, A., Macklin, J. A., Maguin, E., Mauchline, T., McClure, R., Mitter, B., … Schloter, M. (2020). Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges. Microbiome, 8(1), 103. https://doi.org/10.1186/s40168-020-00875-0
Kalbermatter, C., Fernandez Trigo, N., Christensen, S., & Ganal-Vonarburg, S. C. (2021). Maternal Microbiota, Early Life Colonization and Breast Milk Drive Immune Development in the Newborn. Frontiers in immunology, 12, 683022. https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.683022
Jeong S. (2022). Factors influencing development of the infant microbiota: from prenatal period to early infancy. Clinical and experimental pediatrics, 65(9), 439–447. https://doi.org/10.3345/cep.2021.00955
Eladham, M. W., Selvakumar, B., Saheb Sharif-Askari, N., Saheb Sharif-Askari, F., Ibrahim, S. M., & Halwani, R. (2024). Unraveling the gut-Lung axis: Exploring complex mechanisms in disease interplay. Heliyon, 10(1), e24032. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e24032
Zhang, D., Jian, Y. P., Zhang, Y. N., Li, Y., Gu, L. T., Sun, H. H., Liu, M. D., Zhou, H. L., Wang, Y. S., & Xu, Z. X. (2023). Short-chain fatty acids in diseases. Cell communication and signaling : CCS, 21(1), 212. https://doi.org/10.1186/s12964-023-01219-9
Wang, Y., Qu, Z., Chu, J., & Han, S. (2024). Aging Gut Microbiome in Healthy and Unhealthy Aging. Aging and disease, 16(2), 980–1002. https://doi.org/10.14336/AD.2024.0331
Escalante, J., Artaiz, O., Diwakarla, S., & McQuade, R. M. (2025). Leaky gut in systemic inflammation: exploring the link between gastrointestinal disorders and age-related diseases. GeroScience, 47(1), 1–22. https://doi.org/10.1007/s11357-024-01451-2
Wang, L., Cai, Y., Garssen, J., Henricks, P. A. J., Folkerts, G., & Braber, S. (2023). The Bidirectional Gut-Lung Axis in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. American journal of respiratory and critical care medicine, 207(9), 1145–1160. https://doi.org/10.1164/rccm.202206-1066TR
Rinninella, E., Raoul, P., Cintoni, M., Franceschi, F., Miggiano, G. A. D., Gasbarrini, A., & Mele, M. C. (2019). What is the Healthy Gut Microbiota Composition? A Changing Ecosystem across Age, Environment, Diet, and Diseases. Microorganisms, 7(1), 14. https://doi.org/10.3390/microorganisms7010014
Karakasidis, E., Kotsiou, O. S., & Gourgoulianis, K. I. (2023). Lung and Gut Microbiome in COPD. Journal of personalized medicine, 13(5), 804. https://doi.org/10.3390/jpm13050804
Yan, J., Wu, Z., Deng, L., Huang, C., Jing, Y., Chen, X. Y., & Xu, Y. (2024). Comprehensive analysis of the gut microbiota in patients with chronic obstructive pulmonary disease of varying severity-A prospective, observational study. Heliyon, 10(11), e31512. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e31512
Vaughan, A., Frazer, Z. A., Hansbro, P. M., & Yang, I. A. (2019). COPD and the gut-lung axis: the therapeutic potential of fibre. Journal of thoracic disease, 11(Suppl 17), S2173–S2180. https://doi.org/10.21037/jtd.2019.10.40
Bowerman, K. L., Rehman, S. F., Vaughan, A., Lachner, N., Budden, K. F., Kim, R. Y., Wood, D. L. A., Gellatly, S. L., Shukla, S. D., Wood, L. G., Yang, I. A., Wark, P. A., Hugenholtz, P., & Hansbro, P. M. (2020). Disease-associated gut microbiome and metabolome changes in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Nature communications, 11(1), 5886. https://doi.org/10.1038/s41467-020-19701-0
Li, N., Dai, Z., Wang, Z., Deng, Z., Zhang, J., Pu, J., Cao, W., Pan, T., Zhou, Y., Yang, Z., Li, J., Li, B., & Ran, P. (2021). Gut microbiota dysbiosis contributes to the development of chronic obstructive pulmonary disease. Respiratory research, 22(1), 274. https://doi.org/10.1186/s12931-021-01872-z
Jang, Y. O., Kim, O. H., Kim, S. J., Lee, S. H., Yun, S., Lim, S. E., Yoo, H. J., Shin, Y., & Lee, S. W. (2021). High-fiber diets attenuate emphysema development via modulation of gut microbiota and metabolism. Scientific reports, 11(1), 7008. https://doi.org/10.1038/s41598-021-86404-x
Shapiro, H., Goldenberg, K., Ratiner, K., & Elinav, E. (2022). Smoking-induced microbial dysbiosis in health and disease. Clinical science (London, England : 1979), 136(18), 1371–1387. https://doi.org/10.1042/CS20220175
Prakash, A., Peters, B. A., Cobbs, E., Beggs, D., Choi, H., Li, H., Hayes, R. B., & Ahn, J. (2021). Tobacco Smoking and the Fecal Microbiome in a Large, Multi-ethnic Cohort. Cancer epidemiology, biomarkers & prevention : a publication of the American Association for Cancer Research, cosponsored by the American Society of Preventive Oncology, 30(7), 1328–1335. https://doi.org/10.1158/1055-9965.EPI-20-1417
Lee, S. H., Yun, Y., Kim, S. J., Lee, E. J., Chang, Y., Ryu, S., Shin, H., Kim, H. L., Kim, H. N., & Lee, J. H. (2018). Association between Cigarette Smoking Status and Composition of Gut Microbiota: Population-Based Cross-Sectional Study. Journal of clinical medicine, 7(9), 282. https://doi.org/10.3390/jcm7090282
Laiman, V., Chuang, H. C., Lo, Y. C., Yuan, T. H., Chen, Y. Y., Heriyanto, D. S., Yuliani, F. S., Chung, K. F., & Chang, J. H. (2024). Cigarette smoke-induced dysbiosis: comparative analysis of lung and intestinal microbiomes in COPD mice and patients. Respiratory research, 25(1), 204. https://doi.org/10.1186/s12931-024-02836-9
Song, X., Dou, X., Chang, J., Zeng, X., Xu, Q., & Xu, C. (2024). The role and mechanism of gut-lung axis mediated bidirectional communication in the occurrence and development of chronic obstructive pulmonary disease. Gut microbes, 16(1), 2414805. https://doi.org/10.1080/19490976.2024.2414805
Zhou, X., Shen, S., & Wang, Z. (2024). Genetic evidence of bidirectional mendelian randomization study on the causality between gut microbiome and respiratory diseases contributes to gut-lung axis. Scientific reports, 14(1), 25550. https://doi.org/10.1038/s41598-024-77273-1
Lai, T., Luo, C., Yuan, Y., Fang, J., Wang, Y., Tang, X., Ouyang, L., Lin, K., Wu, B., Yao, W., & Huang, R. (2024). Promising Intestinal Microbiota Associated with Clinical Characteristics of COPD Through Integrated Bioinformatics Analysis. International journal of chronic obstructive pulmonary disease, 19, 873–886. https://doi.org/10.2147/COPD.S436551
Du, Y., Wang, S., Zhou, T., & Zhao, Z. (2024). Causal Effects of Gut Microbiota and Metabolites on Chronic Obstructive Pulmonary Disease: A Bidirectional Two Sample Mendelian Randomization Study. International journal of chronic obstructive pulmonary disease, 19, 2153–2167. https://doi.org/10.2147/COPD.S472218
Cheng, Z. X., Hua, J. L., Jie, Z. J., Li, X. J., & Zhang, J. (2024). Genetic Insights into the Gut-Lung Axis: Mendelian Randomization Analysis on Gut Microbiota, Lung Function, and COPD. International journal of chronic obstructive pulmonary disease, 19, 643–653. https://doi.org/10.2147/COPD.S441242
Qaisar, R., Hussain, S., Karim, A., Muhammad, T., Ustrana, S., Azhar Hussain, M., & Ahmad, F. (2024). A leaky gut contributes to postural imbalance in male patients with chronic obstructive pulmonary disease. Clinical nutrition ESPEN, 62, 157–163. https://doi.org/10.1016/j.clnesp.2024.05.018
Wu, Y., Luo, Z., & Liu, C. (2021). Variations in fecal microbial profiles of acute exacerbations and stable chronic obstructive pulmonary disease. Life sciences, 265, 118738. https://doi.org/10.1016/j.lfs.2020.118738
Boughanem, H., Ruiz-Limón, P., Pilo, J., Lisbona-Montañez, J. M., Tinahones, F. J., Moreno Indias, I., & Macías-González, M. (2023). Linking serum vitamin D levels with gut microbiota after 1-year lifestyle intervention with Mediterranean diet in patients with obesity and metabolic syndrome: a nested cross-sectional and prospective study. Gut microbes, 15(2), 2249150. https://doi.org/10.1080/19490976.2023.2249150
Wang, M., Song, J., Yang, H., Wu, X., Zhang, J., & Wang, S. (2024). Gut microbiota was highly related to the immune status in chronic obstructive pulmonary disease patients. Aging, 16(4), 3241–3256. https://doi.org/10.18632/aging.205532
Melo-Dias, S., Valente, C., Andrade, L., Marques, A., & Sousa, A. (2022). Saliva as a non-invasive specimen for COPD assessment. Respiratory research, 23(1), 16. https://doi.org/10.1186/s12931-022-01935-9
Zhu, H., Wu, C., Wu, H., Liu, J., Ye, W., Zhao, T., & Li, Z. (2025). The gut microbiota-SCFA-inflammation axis in patients with AECOPD. PloS one, 20(1), e0312606. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0312606
Comini, L., Pasini, E., Porta, R., Olivares, A., Testa, C., Scalvini, S., & Vitacca, M. (2023). Dysbiosis and leaky gut in hyper-inflated COPD patients: Have smoking and exercise training any role?. Respiratory medicine and research, 83, 100995. https://doi.org/10.1016/j.resmer.2023.100995
Karim, A., Muhammad, T., Ustrana, S., & Qaisar, R. (2021). Intestinal permeability marker zonulin as a predictor of sarcopenia in chronic obstructive pulmonary disease. Respiratory medicine, 189, 106662. https://doi.org/10.1016/j.rmed.2021.106662
Wang, G., Li, Y., Liu, H., & Yu, X. (2025). Gut microbiota in patients with sarcopenia: a systematic review and meta-analysis. Frontiers in microbiology, 16, 1513253. https://doi.org/10.3389/fmicb.2025.1513253
Zeng, X., Yang, H., Yang, Y., Gu, X., Ma, X., & Zhu, T. (2021). Associations of Clinical Characteristics and Intestinal Flora Imbalance in Stable Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD) Patients and the Construction of an Early Warning Model. International journal of chronic obstructive pulmonary disease, 16, 3417–3428. https://doi.org/10.2147/COPD.S330976
Chiu, Y. C., Lee, S. W., Liu, C. W., Lin, R. C., Huang, Y. C., Lan, T. Y., & Wu, L. S. (2021). Comprehensive profiling of the gut microbiota in patients with chronic obstructive pulmonary disease of varying severity. PloS one, 16(4), e0249944. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0249944
Cheng, Z. X., & Zhang, J. (2024). Exploring the Role of Gut-Lung Interactions in COPD Pathogenesis: A Comprehensive Review on Microbiota Characteristics and Inflammation Modulation. Chronic obstructive pulmonary diseases (Miami, Fla.), 11(3), 311–325. https://doi.org/10.15326/jcopdf.2023.0442
Tanabe, N., Matsumoto, H., Morimoto, C., & Hirai, T. (2025). Sputum short-chain fatty acids, microbiome, inflammation, and mucus plugging in obstructive airway disease. The Journal of allergy and clinical immunology, S0091-6749(25)00120-4. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2025.01.031
Ottiger, M., Nickler, M., Steuer, C., Bernasconi, L., Huber, A., Christ-Crain, M., Henzen, C., Hoess, C., Thomann, R., Zimmerli, W., Mueller, B., & Schuetz, P. (2018). Gut, microbiota-dependent trimethylamine-N-oxide is associated with long-term all-cause mortality in patients with exacerbated chronic obstructive pulmonary disease. Nutrition (Burbank, Los Angeles County, Calif.), 45, 135–141.e1. https://doi.org/10.1016/j.nut.2017.07.001
Cao, Z., Zhao, S., Wu, T., Sun, F., Hu, S., & Shi, L. (2024). Potential of gut microbiota metabolites in treating COPD: network pharmacology and Mendelian randomization approaches. Frontiers in microbiology, 15, 1416651. https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1416651
Chen, C., Wu, L., Wang, L., & Tang, X. (2024). Probiotics combined with Budesonide and Ipratropium bromide for chronic obstructive pulmonary disease: A retrospective analysis. Medicine, 103(10), e37309. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000037309
Pei, G., Guo, L., Liang, S., Chen, F., Ma, N., Bai, J., Deng, J., Li, M., Qin, C., Feng, T., & He, Z. (2024). Long-Term Erythromycin Treatment Alters the Airway and Gut Microbiota: Data from Chronic Obstructive Pulmonary Disease Patients and Mice with Emphysema. Respiration; international review of thoracic diseases, 103(8), 461–479. https://doi.org/10.1159/000538911
Macowan, M. G., Liu, H., Keller, M. D., Ween, M., Hamon, R., Tran, H. B., & Hodge, S. (2020). Interventional low-dose azithromycin attenuates cigarette smoke-induced emphysema and lung inflammation in mice. Physiological reports, 8(13), e14419. https://doi.org/10.14814/phy2.14419
Lim, E. Y., Song, E. J., & Shin, H. S. (2023). Gut Microbiome as a Possible Cause of Occurrence and Therapeutic Target in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Journal of microbiology and biotechnology, 33(9), 1111–1118. https://doi.org/10.4014/jmb.2301.01033
Budden, K. F., Gellatly, S. L., Vaughan, A., Amorim, N., Horvat, J. C., Hansbro, N. G., Wood, D. L. A., Hugenholtz, P., Dennis, P. G., Wark, P. A. B., & Hansbro, P. M. (2022). Probiotic Bifidobacterium longum subsp. longum Protects against Cigarette Smoke-Induced Inflammation in Mice. International journal of molecular sciences, 24(1), 252. https://doi.org/10.3390/ijms24010252
Hua, J. L., Yang, Z. F., Cheng, Q. J., Han, Y. P., Li, Z. T., Dai, R. R., He, B. F., Wu, Y. X., & Zhang, J. (2024). Prevention of exacerbation in patients with moderate-to-very severe COPD with the intent to modulate respiratory microbiome: a pilot prospective, multi-center, randomized controlled trial. Frontiers in medicine, 10, 1265544. https://doi.org/10.3389/fmed.2023.1265544
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.