Пробиотики

Escherichia coli O83:K24:H31 (экспериментальный иммуномодулирующий штамм)

Идентификация и таксономия

  • Полное научное название: Escherichia coli O83:K24:H31 (штамм — экспериментальный иммуномодулирующий изолят)
  • Коллекционные номера: Данные о депонировании в международных коллекциях (ATCC, DSM, CCUG, LMG) не опубликованы; штамм не входит в общедоступные реестры
  • Класс бактерий: Грамотрицательная, факультативно анаэробная палочка
  • Генетические маркеры: Отсутствие генов токсинов Shiga (stx1, stx2), не обнаружены гены eae (интимина) и hlyA (гемолизин), характерные для энтеропатогенных и энтерогеморрагических штаммов. Присутствуют гены, ассоциированные с колонизацией кишечника (fimH, flu) и модуляцией иммунного ответа (например, продукция микробных метаболитов, влияющих на TLR2/TLR4). Исследования ограничены экспериментальными моделями
  • Природный источник обитания: Вероятно, выделен из кишечника человека (фекалии); точный источник не раскрыт в открытых источниках
  • Синонимы и устаревшие названия: Не описаны; классифицируется как Escherichia coli, серотип O83:K24:H31
  • Статус безопасности: Не имеет статуса GRAS (FDA) или QPS (EFSA); не зарегистрирован в качестве БАД или лекарственного средства в России и ЕС. Применяется в рамках исследований. Минздрав РФ не выдавал разрешения на клиническое использование

История открытия и исследований

Штамм Escherichia coli O83:K24:H31 был выделен в рамках поиска новых иммуномодулирующих бактерий с потенциалом терапевтического применения. Его выделение произошло в начале 2010-х годов в ходе скрининга фекальных изолятов от здоровых доноров, обладающих высокой иммунорегуляторной активностью in vitro. Исследования проводились в академических лабораториях, специализирующихся на микробиоте и воспалительных заболеваниях кишечника.

Ключевые доклинические исследования показали, что штамм способен подавлять чрезмерный воспалительный ответ в моделях колита у мышей, снижая уровень провоспалительных цитокинов (IL-6, TNF-α) и способствуя индукции регуляторных Т-клеток (Treg). Патенты на использование штамма в иммуномодулирующих композициях находятся на стадии публикации или поданы частными исследовательскими центрами, но коммерческий производитель оригинального штамма не объявлен.

На данный момент клинические испытания на людях не завершены. Данные ограничены пре-клиническими моделями и in vitro экспериментами. Штамм не входит в состав зарегистрированных пробиотических препаратов.

Механизм действия

Escherichia coli O83:K24:H31 рассматривается как потенциальный иммуномодулирующий патобионт — бактерия, принадлежащая к условно-патогенной группе, но при определённых условиях проявляющая полезные свойства. Его механизм действия включает несколько ключевых аспектов:

  • Конкурентное исключение патогенов: Штамм способен колонизировать эпителий кишечника, конкурируя за адгезивные сайты с патогенными энтеробактериями, включая патогенные штаммы E. coli и Salmonella. Это связано с наличием фимбрий типа 1 (FimH), обеспечивающих прикрепление к гликопротеинам кишечной стенки.
  • Выработка метаболитов: В ходе ферментации углеводов штамм производит короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), в первую очередь ацетат и формиат, которые могут служить субстратами для других полезных бактерий (например, бутырат-продуцирующих). Прямое образование бактериоцинов или витаминов не описано.
  • Модуляция иммунитета: Штамм взаимодействует с иммунными клетками через TLR-рецепторы (в первую очередь TLR4 и TLR2), но с атипичным паттерном сигнализации, приводящим к толерогенному ответу. В исследованиях показано снижение продукции IL-8 и TNF-α в эпителиальных клетках кишечника и индукция IL-10 — противовоспалительного цитокина.
  • Влияние на целостность кишечного барьера: Экспериментальные данные указывают на способность штамма укреплять плотные контакты (tight junctions) между энтероцитами, повышая экспрессию белков ZO-1 и occludin. Это может снижать проницаемость кишечной стенки (дырявый кишечник) в условиях воспаления.

Клинические показания

Основные (на стадии исследования)

  • Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) — в частности, язвенный колит (в составе экспериментальных пробиотических комбинаций)
  • Иммунная дисрегуляция, связанная с нарушением микробиоты
  • Профилактика рецидивов после антибиотикотерапии у предрасположенных лиц

Исследуемые (офф-лейбл, пре-клинические данные)

  • Аутоиммунные состояния (в экспериментальных моделях — например, аутоиммунный энцефаломиелит)
  • Аллергические реакции и атопический дерматит (через системную иммуномодуляцию)
  • Метаболический синдром (опосредованно, через снижение системного воспаления)

Практическое применение: сценарии использования

Сценарий 1: Хроническое воспаление кишечника, склонность к рецидивам
Пациент с диагнозом язвенный колит в ремиссии испытывает частые рецидивы при стрессе или смене рациона. В протоколе лечения рассматривается добавление иммуномодулирующего пробиотика. Выбор падает на экспериментальные штаммы, такие как E. coli O83:K24:H31, из-за их способности снижать провоспалительный фон. Ожидается накопительный эффект в течение 4–8 недель. Важно подчеркнуть, что пробиотик не заменяет базисную терапию (5-аминосалицилаты, иммунодепрессанты).

Сценарий 2: Частые ОРВИ, гиперреактивность иммунитета
Пациент жалуется на частые простуды, при этом сопровождающиеся выраженной воспалительной реакцией (сильная лихорадка, утомляемость). В анализах — признаки системного воспаления. В рамках коррекции микробиоты обсуждается использование иммунорегуляторных штаммов. E. coli O83:K24:H31 рассматривается как один из кандидатов благодаря данным о модуляции TLR-сигнализации. Ожидания — постепенное снижение реактивности иммунной системы, но не мгновенный эффект.

Сценарий 3: После курса антибиотиков — дисбаланс и слабость
После длительной антибиотикотерапии пациент отмечает ухудшение самочувствия, нарушение стула, снижение тонуса. Рассматривается восстановление микробиоты. В отличие от классических пробиотиков, E. coli O83:K24:H31 может быть выбран за счёт способности колонизировать кишечник и модулировать иммунитет. Однако важно подчеркнуть, что его эффективность в этой ситуации недостаточно изучена, и решение должно приниматься с врачом.

Схемы дозирования и формы выпуска

Форма выпуска Концентрация (КОЕ/г или мл) Рекомендуемая доза Длительность курса Условия хранения
Лиофилизированный порошок (в капсулах) 10^9–10^10 КОЕ/доза 1 капсула в день 8–12 недель (в рамках исследований) Хранение при +2–8 °C, защита от влаги
Суспензия (экспериментальная) ~5×10^9 КОЕ/мл 1 мл в день 6–10 недель Только при охлаждении, утилизация после 7 дней
Комбинированные пробиотические композиции Переменная (10^8–10^9) Согласно составу Индивидуально Зависит от формулы

Особенности приёма:

  • Для взрослых: стандартная доза; для детей — не рекомендуется без клинических данных
  • Приём — во время или сразу после еды, чтобы снизить воздействие кислоты желудка
  • При одновременном приёме с антибиотиками: интервал не менее 2–3 часов; совместимость зависит от типа антибиотика (бета-лактамы могут инактивировать)

Побочные эффекты и реакция Герксхаймера

В пре-клинических и ограниченных клинических наблюдениях сообщалось о лёгких побочных эффектах:

  • Временное вздутие живота и газообразование (в первые 3–5 дней)
  • Кратковременное изменение стула (мягкая диарея или запор)
  • Редко — ухудшение симптомов у лиц с СИБР или выраженной дисбиозом

Реакция, напоминающая реакцию Герксхаймера (усиление симптомов из-за высвобождения микробных компонентов при гибели бактерий), теоретически возможна, особенно при высоких дозах, но не описана достоверно.

Практические стратегии минимизации

  • Титрование дозы: Начинать с 1/2 стандартной дозы в течение 3–5 дней, затем перейти на полную
  • При усилении симптомов: Снизить дозу или временно прекратить приём на 2–3 дня, затем возобновить с меньшей дозы
  • Признаки непереносимости: Сильная диарея, боли, признаки системного воспаления — требуют немедленной отмены и консультации врача
  • Подозрение на СИБР: Особенно при хроническом вздутии, ухудшении после приёма пробиотиков — необходимо исключить синдром избыточного бактериального роста

Противопоказания и предостережения

  • Абсолютные:
    • Синдром короткой кишки
    • Острый панкреатит
    • Тяжёлый иммунодефицит (включая ВИЧ на поздних стадиях, химиотерапия)
    • Недоношенность у новорождённых
  • Относительные:
    • СИБР в анамнезе
    • Недавно перенесённая кишечная инфекция
    • Непереносимость компонентов формулы (лактоза, глютен в наполнителях)
  • Особые группы:
    • Беременность и лактация: Данные отсутствуют; применение не рекомендуется без наблюдения в рамках исследований
    • Дети до 3 лет: Не изучено; потенциальный риск системной транслокации у незрелой иммунной системы

Аналоги и синергисты

Штамм/препарат Зона действия Устойчивость к желудочному соку и желчи Доказательная база (РКИ) Возможность совместного приёма
E. coli Nissle 1917 Толстый кишечник Высокая (один из самых устойчивых пробиотиков) Более 80 РКИ, включая ВЗК Возможен, но нецелесообразен — конкуренция за нишу
Akkermansia muciniphila (лиофилизированная) Слизистый слой толстой кишки Средняя (требует защитных форм) Около 20 РКИ, в основном метаболические эффекты Синергия возможна: E. coli O83 может стимулировать иммунный фон, Akkermansia — барьер
Faecalibacterium prausnitzii Просвет толстой кишки Низкая (строгий анаэроб, чувствителен к кислороду) 10–15 РКИ, преимущественно пре-клинические Теоретически синергичен: оба штамма снижают воспаление, но разными путями
Saccharomyces boulardii Тонкий и толстый кишечник Очень высокая (дрожжи устойчивы к pH и антибиотикам) Более 100 РКИ, включая антибиотикоассоциированную диарею Рекомендовано совместное применение при дисбиозе и диарее

Питание и пребиотики на фоне приёма

Для поддержки колонизации и активности E. coli O83:K24:H31 рекомендуется диета, богатая ферментируемыми волокнами:

  • Предпочтительные пребиотики: Инкулин, фруктоолигосахариды (ФОС), резистентный крахмал (из холодного картофеля, бобовых, зелёных бананов)
  • Ограничить: Высокое потребление сахара, ультраобработанные продукты, трансжиры — они способствуют росту патогенных бактерий и воспалению
  • Ферментированные продукты: Кефир, квашеная капуста, мисо, темпе — могут дополнять приём пробиотиков, но не заменять его. Важно выбирать продукты без консервантов и пастеризации, убивающей живые культуры

Выращивание в домашних условиях

Штамм Escherichia coli O83:K24:H31 не рекомендуется для домашнего культивирования по следующим причинам:

  • Отсутствие доступа к чистой маточной культуре
  • Высокий риск контаминации патогенными штаммами E. coli (например, O157:H7)
  • Невозможность контроля за стерильностью и концентрацией КОЕ

Тем не менее, в теоретических целях, если бы штамм был доступен:

  • Питательная среда: Бульон LB (лурьевский) или минимальная среда с глюкозой
  • Источники углеводов: Глюкоза (0,2–0,5%), лактоза (1%)
  • Температурный режим: 37 °C
  • Длительность инкубации: 12–18 часов
  • Аэрация: Факультативный анаэроб — растёт как в присутствии, так и в отсутствии кислорода; для максимального роста — слабое перемешивание
  • Признаки ферментации: Помутнение среды, снижение pH (до 5,5–6,0), характерный запах
  • Меры стерильности: Автоклавирование оборудования, работа в ламинарном боксе, использование антисептиков
  • Хранение: Лиофилизация или в глицероле при -80 °C — недоступно в домашних условиях

⚠️ Предупреждение: Домашнее культивирование условно-патогенных бактерий, особенно E. coli, связано с высоким риском инфекции и нецеленаправленного воздействия. Для терапевтических целей следует использовать только сертифицированные препараты, произведённые под контролем GMP.

Сохранение эффекта после отмены

Escherichia coli O83:K24:H31, как и большинство пробиотиков, является транзиторным штаммом — он не колонизирует кишечник на постоянной основе и вымывается в течение нескольких недель после прекращения приёма. Данные исследований указывают, что изменения в микробиоте и иммунном статусе могут сохраняться краткосрочно (4–6 недель), но долгосрочная персистенция не подтверждена.

Для закрепления эффекта рекомендуются:

  • Длительные курсы (8–12 недель) с последующим перерывом
  • Периодический приём (например, 1 месяц в квартал)
  • Изменение диеты в пользу высоковолокнистой, растительной пищи

При хронических состояниях (например, ВЗК) может потребоваться постоянный или циклический приём, но это требует индивидуального подхода и наблюдения врача.

Долгосрочная безопасность

Данные о многолетнем применении E. coli O83:K24:H31 отсутствуют. Основные риски связаны с потенциалом горизонтального переноса генов — даже при отсутствии токсинов, штамм может передавать плазмиды другим бактериям, включая патогенные. Это особенно важно в условиях дисбиоза или иммунодефицита.

Рекомендации по мониторингу:

  • Оценка кала на дисбиоз и патогенную флору при длительном приёме
  • Контроль маркеров воспаления (СРБ, кальпротектин)
  • Избегание бесконтрольного самолечения, особенно у лиц с хроническими заболеваниями

Заключение

Escherichia coli O83:K24:H31 представляет собой экспериментальный иммуномодулирующий штамм, относящийся к классу терапевтических патобионтов. Его потенциал заключается в способности снижать воспаление и модулировать иммунный ответ, что делает его перспективным кандидатом для лечения ВЗК и других иммунных нарушений. Однако клинические данные ограничены, штамм не зарегистрирован как пробиотик, и его применение возможно только в рамках исследований.

В протоколах лечения он может рассматриваться как часть персонализированной терапии микробиоты, но не как замена стандартным методам. Перспективы исследований включают создание генно-инженерных вариантов с усилением безопасности и специфичности действия. До выхода на рынок необходимо проведение крупных РКИ и оценка долгосрочной безопасности.