МІКРОБІОМ ШКІРИ НИЖНІХ КІНЦІВОК І ДІАБЕТИЧНА ВИРАЗКА СТОПИ: ПОГЛЯД НА ПРОБЛЕМУ
DOI:
https://doi.org/10.11603/1811-2471.2025.v.i4.15580Ключові слова:
діабетична виразка стопи, мікробіом шкіри нижніх кінцівок, вірулентність, біоплівкиАнотація
РЕЗЮМЕ. Діабетична виразка стопи (ДВС) – одне з найбільш небезпечних та травматичних ускладнень цукрового діабету (ЦД). В дослідженні, проведеному в США, ризик госпіталізації та ампутації нижніх кінцівок серед хворих на діабет був втричі вищий серед тих, хто мав інфекцію стопи. Дослідники вважають, що вирішальний вплив на інфікування виразкової поверхні при ЦД має структура мікробіому.
Мета – проаналізувати закордонні та вітчизняні публікації у базах даних PubMed, Scopus і Web of Science, що присвячені дослідженням різними методами шкірного мікробіому нижніх кінцівок та його ролі у розвитку ДВС.
Матеріал і методи. Проведено аналіз літературних джерел з баз даних PubMed, Scopus та Web of Science.
Результати. Структура мікробіому шкіри нижніх кінцівок має вирішальний вплив на інфікування виразкової поверхні. Провідними родами мікроорганізмів, які найчастіше виявляються, є Staphylococcus spp., Pseudomonas spp., Corynebacterium spp., Escherichia coli. Молекулярні методи, засновані на ампліфікації гена 16S рРНК, показують, що Staphylococcus spp. становить 70 % нормального мікробіому шкіри підошвової зони стопи (переважно коагулазонегативні стафілококи). Проте, у пацієнтів з ДВС їхня частка на неушкодженій шкірі знижується до 7 %, що може свідчити про втрату цих захисних бактерій або їх заміну іншими видами, зокрема S. aureus, який є передвісником клінічно вираженої інфекції. Вірулентність умовно-патогенних представників шкірної мікробіоти, таких як S. aureus, P. aeruginosa, E. coli, зростає завдяки формуванню біоплівок, що дозволяє їм уникати імунної відповіді макроорганізму та підвищує їхню стійкість до антимікробних засобів.
Висновки. ДВС є небезпечним ускладненням ЦД. Її розвиток тісно пов'язаний зі станом мікробіому шкіри нижніх кінцівок. Мікроорганізми нормофлори можуть ставати патогенними під впливом таких факторів ЦД, як рівень глікемії, нейро- та ангіопатія, а також тривалість і компенсованість захворювання. Формування біоплівок значно підвищує вірулентність умовно-патогенних бактерій (S. aureus, P. aeruginosa, E. сoli). ПЛР визнана найінформативнішим методом дослідження мікробіому за умови коректного збору та доставки матеріалу.
Посилання
Література
Saeedi P, Petersohn I, Salpea P, Malanda B, Karuranga S, Unwin N, Colagiuri S, Guariguata L, Motala AA, Ogurtsova K, Shaw JE, Bright D, Williams R; IDF Diabetes Atlas Committee. Global and regional diabetes prevalence estimates for 2019 and projections for 2030 and 2045: Results from the International Diabetes Federation Diabetes Atlas, 9th edition. Diabetes Res Clin Pract. 2019. Vol.157:107843. doi: 10.1016/j.diabres.2019.107843. Epub 2019 Sep 10. PMID: 31518657. DOI: https://doi.org/10.1016/j.diabres.2019.107843
Pang M, Zhu M, Lei X, Chen C, Yao Z, Cheng B. Changes in Foot Skin Microbiome of Patients with Diabetes Mellitus Using High-Throughput 16S rRNA Gene Sequencing: A Case Control Study from a Single Center. Med Sci Monit. 2020 May 2;26:e921440. doi: 10.12659/MSM.921440. PMID: 32358479; PMCID: PMC7212808. DOI: https://doi.org/10.12659/MSM.921440
Lavigne JP, Sotto A, Dunyach-Remy C, Lipsky BA. New Molecular Techniques to Study the Skin Microbiota of Diabetic Foot Ulcers. Adv Wound Care (New Rochelle). 2015 Jan 1;4(1):38-49. doi: 10.1089/wound.2014.0532. PMID: 25566413; PMCID: PMC4281861. DOI: https://doi.org/10.1089/wound.2014.0532
Redel H, Gao Z, Li H, Alekseyenko AV, Zhou Y, Perez-Perez GI, Weinstock G, Sodergren E, Blaser MJ. Quantitation and composition of cutaneous microbiota in diabetic and nondiabetic men. J Infect Dis. 2013 Apr;207(7):1105-14. doi: 10.1093/infdis/jit005. Epub 2013 Jan 8. PMID: 23300163; PMCID: PMC3583274. DOI: https://doi.org/10.1093/infdis/jit005
van Asten SA, La Fontaine J, Peters EJ, Bhavan K, Kim PJ, Lavery LA. The microbiome of diabetic foot osteomyelitis. Eur J Clin Microbiol Infect Dis. 2016 Feb;35(2):293-8. doi: 10.1007/s10096-015-2544-1. Epub 2015 Dec 15. PMID: 26670675; PMCID: PMC4724363. DOI: https://doi.org/10.1007/s10096-015-2544-1
Patel BK, Patel KH, Huang RY, Lee CN, Moochhala SM. The Gut-Skin Microbiota Axis and Its Role in Diabetic Wound Healing-A Review Based on Current Literature. Int J Mol Sci. 2022 Feb 21;23(4):2375. doi: 10.3390/ijms23042375. PMID: 35216488; PMCID: PMC8880500. DOI: https://doi.org/10.3390/ijms23042375
Norton P, Trus P, Wang F, Thornton MJ, Chang CY. Understanding and treating diabetic foot ulcers: Insights into the role of cutaneous microbiota and innovative therapies. Skin Health Dis. 2024 May 30;4(4):e399. doi: 10.1002/ski2.399. PMID: 39104636; PMCID: PMC11297444. DOI: https://doi.org/10.1002/ski2.399
Bruni, E., Scaglione, G.L., Tampone, D. et al. The healing process of diabetic ulcers correlates with changes in the cutaneous microbiota. Sci Rep 2024.14, 27628. https://doi.org/10.1038/s41598-024-77987-2 DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-024-77987-2
Price LB, Liu CM, Melendez JH, Frankel YM, Engelthaler D, et al. Community Analysis of Chronic Wound Bacteria Using 16S rRNA Gene-Based Pyrosequencing: Impact of Diabetes and Antibiotics on Chronic Wound Microbiota.2009.PLOS ONE 4(7): e6462. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0006462 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0006462
James GA, Swogger E, Wolcott R, Pulcini Ed, Secor P, Sestrich J, Costerton JW, Stewart PS. Biofilms in chronic wounds. Wound Repair Regen. 2008 Jan-Feb;16(1):37-44. doi: 10.1111/j.1524-475X.2007.00321.x. Epub 2007 Dec 13. PMID: 18086294. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1524-475X.2007.00321.x
Mah TF, O'Toole GA. Mechanisms of biofilm resistance to antimicrobial agents. Trends Microbiol. 2001 Jan;9(1):34-9. doi: 10.1016/s0966-842x(00)01913-2. PMID: 11166241. DOI: https://doi.org/10.1016/S0966-842X(00)01913-2
Williams DT, Hilton JR, Harding KG. Diagnosing foot infection in diabetes. Clin Infect Dis. 2004 Aug 1;39 Suppl 2:S83-6. doi: 10.1086/383267. PMID: 15306984. DOI: https://doi.org/10.1086/383267
Pierpont YN, Uberti MG, Ko F, Robson MC, Smith CA, Wright TE, Payne WG. Individualized, targeted wound treatment based on the tissue bacterial level as a biological marker. Am J Surg. 2011 Aug;202(2):220-4. doi: 10.1016/j.amjsurg.2010.09.009. Epub 2010 Dec 24. PMID: 21185550. DOI: https://doi.org/10.1016/j.amjsurg.2010.09.009
Dow G, Browne A, Sibbald RG. Infection in chronic wounds: controversies in diagnosis and treatment. Ostomy Wound Manage. 1999 Aug;45(8):23-7, 29-40; quiz 41-2. PMID: 10655866.
Dunyach-Remy C, Ngba Essebe C, Sotto A, Lavigne JP. Staphylococcus aureus Toxins and Diabetic Foot Ulcers: Role in Pathogenesis and Interest in Diagnosis. Toxins (Basel). 2016. Jul 7;8(7):209. doi: 10.3390/toxins8070209. PMID: 27399775; PMCID: PMC4963842. DOI: https://doi.org/10.3390/toxins8070209
Lipsky BA, Richard JL, Lavigne JP. Diabetic foot ulcer microbiome: one small step for molecular microbiology . . . One giant leap for understanding diabetic foot ulcers? Diabetes. 2013. Mar;62(3):679-81. doi: 10.2337/db12-1325. PMID: 23431007; PMCID: PMC3581195. DOI: https://doi.org/10.2337/db12-1325
