Вход в систему

Характеристика и анализ микробиоты кожи при акне: влияние системных антибиотиков

SY Park, HS Kim, SH Lee, S Kim. Characterization and Analysis of the Skin Microbiota in Acne: Impact of Systemic Antibiotics.

Характеристика и анализ микробиоты кожи при акне: влияние системных антибиотиков


SY Park, Кафедра биомедицины и медицинских наук, Корейский католический университет, HS Kim . Кафедра биомедицины и медицинских наук, Корейский католический университет, SH Lee Отделение дерматологии, Инчхонская больница Святой Марии, Корейский католический университет , S Kim, Кафедра биомедицины и медицинских наук, Корейский католический университет,

 Характеристика и анализ микробиоты кожи при акне: влияние системных антибиотиков

Введение

Акне – это хроническое воспалительное заболевание. Данное заболевание привлекло большое внимание из-за его высокой распространенности (до 90% подростков имеют акне, причем заболевание часто продолжается и во взрослом возрасте), с возможностью образования рубцов, ведущих к значительной социальной дезадаптации.

Патофизиология акне неясна, но считается, что его возникновению способствуют повышенное производство кожного себума, аномальная гиперкератинизация фолликулов и воспаление.

Колонизация кожи Cutibacterium acnes (C. acnes; ранее назывался Propionibacterium acnes), нормального обитателя кожи и сально-волосяных фолликулов человека, также была связана с акне из-за влияния бактерии на липогенез, образование комедонов и воспаление [1,2].

На коже обитают сотни микроорганизмов, и весьма вероятно, что общий баланс бактерий на коже человека так же важен, как и C. acnes, в развитии акне и для здорового нормального состояния кожи. Хотя связь между C. acnes и акне доказана и описана во многих исследованиях описана, гораздо меньше исследований изучали / анализировали весь бактериальный состав кожи пациентов с акне [3–5].

Группа антибиотиков тетрациклины (например, тетрациклин, доксициклин, миноциклин) часто являются препаратом первой линии при лечении акне средней и тяжелой степени благодаря их способности подавлять рост C. acnes (путем ингибирования синтеза белка) и контролировать воспаление (путем подавления выработки воспалительных белков или ферментов, например, липазы) [6].

Несмотря на свою «полезность», тетрациклиновые антибиотики могут проявлять противомикробную активность широкого спектра, помимо C. acnes, оказывая нецелевое антибактериальное воздействие на микробиом кожи. Данный факт вызывает беспокойство, так как это может повлиять на комменсальные бактерии и их защитную роль на коже.

Учитывая широкое использование пероральных тетрациклинов для лечения акне, необходимо понимать в целом их влияние на весь микробиом кожи. Существуют исследования, где проводили амплификацию и секвенирование гена 16S рибосомной РНК (рРНК) для определения микробиома различных локализаций, в том числе на коже [7].

Используя этот метод, отличный от культивирования, в исследованиях изучали действие антибиотиков на микробиоту кишечника, часто описывая изменения в составе бактерий после лечения антибиотиками [8].

Целью настоящего исследования было предоставить общую картину влияния пероральных антибиотиков на состав и разнообразие микробиоты кожи, связанной с угревой сыпью, которая, как мы предполагаем, изменяется.

2. Материалы и методы

2.1. Дизайн исследования

В исследование были включены пациенты, которым дерматолог впервые поставил диагноз акне в период с августа 2017 года по июнь 2018 года в отделении дерматологии больницы Святой Марии в Инчхоне, Корея.

Критериями включения были акне от умеренной до тяжелой степени (степени 3 и 4 по глобальной оценке исследователя (от англ. Investigator’s Global Assessment score, IGA) с наличием большого количества комедональных элементов и угревых высыпаний на лице,  и не использующие средства для очищения лица или других наружных средств в течение 12 часов до взятия проб с кожи.

Критерии невключения: использование в анамнезе системных или местных антибиотиков в течение одного месяца после визита, гиперчувствительность к тетрациклинам, системное лечение акне в течение четырех недель, местное лечение акне в течение двух недель, повышенное оволосенение на лице, мешающее взятию проб, беременность или лактация, пациенты, которые не предоставили информированное согласие. 

Исследование было одобрено советом больницы Святой Марии Инчхона (Католический университет Кореи) (OC17TNSI0057), участники исследования предоставили письменное информированное согласие. 

2.2. Лечение антибиотиками и взятие биоматериала

Участники исследования принимали по 100 мг доксициклина два раза в день в течение шести недель. Биоматериал с поверхности кожи собирали при двух посещениях в течение шести недель, одно перед началом лечения, а другое примерно через шесть недель после начала терапии доксициклином.

Комплаентность участников к лечению антибиотиками проверялась при отдельном посещении через две недели после начала приема доксициклина. Были изучены возможные побочные эффекты доксициклина, такие как тошнота и диарея. После этого всех участников попросили вести дневник приема лекарств.

При каждом посещении (перед лечением и после шести недель приема доксициклина) образцы кожи собирали с области щек (один образец покрывает обе щеки, площадь 4 см2на каждую сторону) с помощью стерильных ватных тампонов (EASY SWAB, Hanil-Komed Inc., Seongnam , Кенги-до, Корея).

Каждую сторону протирали ватной палочкой 20 раз: 10 раз в одном направлении и 10 раз в обратном направлении. Отбор проб микробиоты проводился одним и тем же исследователем (H.S.K.) во время всех визитов в рамках исследования.  

2.3. Экстракция ДНК, амплификация методом полимеразной цепной реакции 16S рРНК, секвенирование

Изучали ДНК образцов кожис использованием протокола ферментативного лизиса и гомогенизации ткани на основе гранул; образцы инкубировали в смеси литических ферментов, состоящей из лизоцима, мутанолизина, протеиназы К и лизостафина, с последующим механическим лизисом гранулами кремнезема (0,1 мм), как было опубликовано ранее [9].

Затем была проведена очистка ДНК с помощью набора для экстракции фекальной ДНК (ZR Fecal DNA MiniPrep; Zymo Research). После экстракции ДНК гипервариабельная область V3 – V4 гена 16S рРНК была амплифицирована с помощью полимеразной цепной реакции и секвенирована с использованием платформы Illumina HiSeq (250 пар оснований, считывание парных концов), как сообщалось ранее [10,11]. 

2.4. Анализ данных 

После секвенирования было выполнено демультиплексирование данных на основе чтения индекса Illumina, данные были преобразованы в файлы FASTQ. Адаптеры Illumina были удалены с помощью программы FASTP [12], исправление ошибок было выполнено в области, где перекрываются два считывания. Дублирования были объединены с помощью FLASH v1.2.11 [13].

Для точного анализа операционных таксономических единиц (от англ. operational taxonomic units, OTU) данные, содержащие ошибку последовательности (т.е. объединенные последовательности короче 400 п.н., необработанные считывания, химерные последовательности) были удалены. Остальные репрезентативные данные из нехимерных кластеров были сгруппированы de novo в OTU (порог сходства 97%) с использованием программы анализа OTU на основе CD-HIT-EST (CD-HIT-OTU) (CD-HIT означает кластерная база данных на высоком уровне. CD-HIT - это программа кластеризации, разработанная лабораторией Weizhong Li’s в Калифорнийском университете в Сан-Диего (CD-HIT-EST - одна из программ в пакете CD-HIT)) [14]. Впоследствии таксономические присвоения были выполнены с использованием основного инструмента поиска локального сопоставления (BLASTN v2.4.0, http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi) [15] и справочной базы данных (Национальный центр биотехнологической информации 16S, Бетесда, Мэриленд, США). Чтобы повысить точность таксономических назначений, не назначались верхнее попадание BLAST с выравниванием, охватывающее <85% исходной последовательности запроса, и максимальное попадание BLAST с процентной идентичностью менее 85%. Наблюдаемое относительное содержание оценивали путем деления наблюдаемого числа прочтений ампликона 16S рРНК на общее число прочтений на образец.

Αльфа-разнообразие микробиоты, представляющее микробное разнообразие в отдельном образце, было рассчитано в QIIME v1.9 [16] с использованием метрики филогенетического разнообразия всего дерева.

Бэта-разнообразие микробиоты, которое указывает на взаимную вариабельность микробного разнообразия между образцами, было исследовано посредством анализа основных координат взвешенных расстояний UniFrac в QIIME и иерархической кластеризации на основе метода невзвешенных парных групп с алгоритмом среднего арифметического в статистическом программном обеспечении R (R Core Team).

Взаимосвязь между образцами была визуализирована с помощью дерева PCoA и UPGMA.

2.5. Статистический анализ 

Сравнение α-разнообразия и относительной численности бактериальных таксонов между образцами (полные наборы образцов из групп до и после лечения), наборы образцов, взятые до начала лечения, в зависимости от возраста (до 20 и старше 20), пола (мужской по сравнению с женщинами) и тяжесть акне (IGA 3 по сравнению с IGA 4) были выполнены с помощью знакового рангового критерия Вилкоксона / критерия суммы рангов Вилкоксона в R пакете v3.0.1. (http: //cran.r- project.org/web/packages/gPCA/index/html). 

Все остальные анализы и визуализации были выполнены с помощью R и boxplot. Для расчета статистических различий микробиоты при PCoA использовались перестановочные тесты. Для всех статистических анализов двусторонний p <0,05 был статистически значимым. 

3. Результаты 

Демографические и клинические характеристики 20 пациентов, включенных в это исследование, показаны в Таблице 1 и Таблице S1. В наше исследование были включены 20 человек из Азии с фототипом кожи 3 (25%), 4 (70%) и 5 ​​(5%) по шкале Фитцпатрика.

Половина испытуемых (50%) составляли женщины; средний возраст 19,6 ± 7,5 года. Средняя тяжесть акне (IGA) на исходном уровне составляла 3 ± 0,4; в среднем в нулевой день у субъектов было 15,2 ± 6,7 папуло-пустулезных элементов на всем лице. После шести недель перорального приема доксициклина средняя степень тяжести акне (IGA) составила 1,9 ± 0,6. 

3.1. Таксономическая принадлежность

Наш набор данных включал 40 образцов от 20 пациентов, секвенированных до среднего (SD) числа считываний 151 064 (27, 070) (Table S2). Мы идентифицировали 19 типов, 27 классов, 75 порядков, 181 семейство, 590 родов и 1716 видов, которые были уникальными и присутствовали по крайней мере в одном образце.

На уровне рода во всех образцах преобладали Staphylococcus(23,8%) и Cutibacterium(19,9%) (Рисунок 1).

3.2. Относительное количество отдельных бактериальных таксономических елиниц до и после лечения доксициклином  

При оценке изменений в численности отдельных бактериальных сообществ мы сосредоточились на уровне видов относительно всего бактериального сообщества.

На рисунке S1 A, B представлены основные бактериальные таксоны (тип, род и вид) у наших 20 пациентов на исходном уровне и после шести недель приема доксициклина. Cutibacterium (26%), Staphylococcus (20%) и Snodgrassella (8%) были основными бактериями, обнаруживаемыми на интактной коже. Наиболее доминирующими таксономическими группами на уровне видов были: C. acnes (25%), за которыми следовали Staphylococcus epidermidis (S. epidermidis) (19%) и Snodgrassella alvi (8%) (рис. 2).

После шести недель приема пероральных антибиотиков преобладающими видами были Snodgrassella alvi (8%) (рис. 2).

После шести недель приема пероральных антибиотиков преобладающими видами были следующие: Staphylococcus (29%), Cutibacterium (14%) и Acinetobacter (6%). Среди всех видов бактерий S. epidermidis (28%) обнаруживался чаще всего, вторыми по численности были C. acnes (13%), виды, S. epidermidis (28%) чаще всего обнаруживались в образцах кожи, за которыми следовали C.acnes (13%), Actinetobactor haemolyticus (5%), Corynebacterium tuberculostearicum (4),Snodgrassella alvi (2%), Cutibacterium granulosum (1%) (Рисунок 2).

Мы идентифицировали два рода (с относительной численностью более 0,1% по всем образцам), а также виды со статистически значимыми изменениями относительной численности после приема доксициклина (таблица S3 и рисунок 3).

Среди трех видов два показали снижение средней численности: C. acnes уменьшилось в 1,96 раза от исходного уровня (до лечения) к шестой недели (после лечения)) (p = 0,01, 95% CI(ДИ)  −22% -3%). Snodgrassella alvi снизились в 3,85 раза (p <0,01, 95% CI  −24% −0,2%).

В то время как один вид показал увеличение относительной численности после применения доксициклина: Cutibacterium granulosum в 4,46 раза (p = 0,02, 95% CIот 0,04% до 0,9%). 

3.3. Относительное количество отдельных бактериальных таксонов в зависимости от возраста, пола и степени тяжести акне.

Участники исследования были разделены на две возрастные группы: Группа детей / подростков (в возрасте до 20 лет, n= 11, средний возраст: 14 лет) и группа взрослых (в возрасте старше 20 лет, n= 9, средний возраст: 26 лет).

На рисунке S2 представлены результаты по основным типам, родам и видам бактерий у пациентов младше 20 лет (возраст 26). На рисунке S2 представлены результаты по основным типам, родам и видам бактерий в нашей возрастной группе до 20 лет и старше 20 лет, соответственно: Staphylococcus(28%), Cutibacterium(20%) и Snodgrassella(10%), были основными родами бактерий, обнаруженными в коже возрастной группы до 20 лет.

Наиболее доминирующими таксономическими группами на уровне видов на коже до 20 лет были: S. epidermidis(27%), C.acnes(19%) и Snodgrassellaalvi(10%) (рис. 4). В возрастной группе старше 20 преобладали следующие роды: Cutibacterium(33%), Xanthomonas(17%), Staphylococcus(10%). Среди видов бактерий чаще всего обнаруживали: C.acnes(33%), Xanthomonasfloridensis(17%) и S.epidermidis(10%) (Рисунок 4). 

Мы идентифицировали три рода (с относительной численностью более 0,1% по всем выборкам) и семь видов со статистически значимой разницей в относительной численности между двумя возрастными группами (Таблица S4).

Все семь видов показали более высокую относительную численность в возрастной группе до 20 лет: Staphylococcus epidermidis (Рисунок 5), Corynebacterium matruchotii, Corynebacterium durum, Corynebacteriumtuberculostearicum, Streptococcusthermophilus, Streptococcusdentisaniи Corynebacterium timonense.

Что касается пола, в наше исследование были включены 10 мужчин и 10 женщин. На рисунке S3 представлены результаты для основных типов, родов и видов бактерий у мужчин и женщин, соответственно. Cutibacterium (23%), Staphylococcus (22%) и Snodgrassella (14%) были основными родами бактерий, обнаруженными у мужчин.

Самыми доминирующими таксономическими группами на уровне вида у мужчин были C. acnes (23%), S. epidermidis (22%) и Snodgrassella alvi (14%) (рис. 6). В женской группе преобладали следующие роды: Cutibacterium (28%), Staphylococcus (17%) и Acinetobacter (12%). Среди видов бактерий чаще обнаруживали C. acnes (28%), S. epidermidis(17%), Acinetobacterhaemolyticus(12%) и Xanthomonasfloridensis(8%) (рис. 6).

Мы идентифицировали один род (с относительной численностью более 0,1% по всем образцам) и один вид со значительной разницей в относительной численности между мужской и женской группой (Таблица S5). Pseudomonas putida имела более высокую относительную численность у женщин.

Что касается степени тяжести акне (IGA), 15 пациентов имели степень 3 по IGA, а 5 - степень 4 по IGA. На рисунке S4 представлены результаты по основным типам, родам и видам бактерий у пациентов с 3 и 4 степенью акне по IGA, соответственно. Cutibacterium (21%), Staphylococcus (19%) и Xanthomonas (11%) были основными родами, обнаруженными в коже группы IGA 3.

Наиболее доминирующими таксономическими группами на уровне видов в коже IGA 3 были: C. acnes (20%), S. epidermidis (19%), Xanthomonas floridensis (11%) и Snodgrassella alvi (8%) (рис. 7). В группе IGA 4 преобладали роды Floridensis (11%) и Snodgrassella alvi (8%) (рис. 7).

В группе IGA 4 преобладающими родами были следующие: Cutibacterium (42%), Staphylococcus (21%) и Snodgrassella (8%). Среди видов бактерий чаще обнаруживали: C. acnes (41%), S. epidermidis (20%) и Snodgrassella alvi (8%) (рис. 7).

Мы выделили два рода (с относительной численностью более 0,1% по всем выборкам) и два вида со значительной разницей в относительной численности между группой IGA 3 и группой IGA 4 (Таблица s6).

Два вида, Cutibacterium acnes (рис. 8) и Lawsonella clevelandensis, показали более высокую относительную численность в группе IGA 4.

3.4. α Разнообразие

Αльфа-разнообразие между группами до и после лечения сравнивали с использованием обратного индекса Симпсона и Шеннона. Индекс Шеннона увеличился в 1,27 раза (p = 0,03, 95% CIот 0,1 до 1,5), а обратный индекс Симпсона увеличился в 1,11 раза (p = 0,03, 95% ДИ от 0,005 до 0,14) (рис. 9A) после шести недель перорального приема доксициклина.

Что касается альфа-разнообразия между возрастными группами до 20 и старше 20 лет, обратный индекс Симпсона был в 1,29 раза (p = 0,01, 95% ДИ от 0,06 до 0,3) выше у пациентов младше 20 лет (рис. 9B)

3.5. β Разнообразие

Мы также оценили межвыборочное разнообразие, или β-разнообразие, на основе анализа основных координат взвешенных расстояний UniFrac. Был обнаружен сходный бактериальный состав в биоматериалах, которые были взяты с рядом расположенных областей. ANOSIM (анализ сходства), который генерирует статистику R-теста, простирающуюся от -1 до 1, использовался для измерения кластеризации образцов по пациентам и лечению (рис. 10).

Положительное значение R указывает на большее сходство внутри группы, чем сходство между группами, при этом большие величины значения R указывают на более сильную кластеризацию образцов. Значение R, равное 0, указывает на отсутствие кластеризации образцов, тогда как отрицательное значение R предполагает большее межгрупповое сходство, чем внутригрупповое сходство.

Несмотря на небольшую кластеризацию образцов (ANOSIM, R = 0,135; p = 0,04), определяется отличительная «микробная подпись» для каждого человека. А вот кластеризация по лечению (ANOSIM, R = 0,005; p = 0,29) была гораздо менее очевидна.

4. Обсуждение

Роль микробиома кожи в развитии акне представляет большой интерес для врачей, пациентов и исследователей. Этот интерес частично проистекает из давно установившейся точки зрения, что C. acnes играет основополагающую роль в патогенезе акне [2,17].

В нашем продольном когортном исследовании изучали влияние системных антибиотиков на микробиоту кожи с акне. Посредством секвенирования гена 16sРНК мы обнаружили, что C. acnes и S. epidermidis преобладают в «необработанных» образцах кожи, (прим. переводчика: в данном контексте подразумевается, что «необработанная» кожа имеется у пациентов, не очищающих кожу и не использующие наружные средства в течение 12 часов до взятия материала с кожи), что согласуется с предыдущими результатами [3-5].

Присутствующие в здоровой коже и коже, склонной к акне, их роль как комменсалов или условно-патогенных организмов до конца не изучена.

Циклины представляют собой бактериостатические антибиотики широкого спектра действия и являются наиболее часто назначаемыми пероральными антибиотиками при умеренных и тяжелых воспалительных акне [18].

Тетрациклины обладают множественным механизмом действия, включая антибактериальный эффект, ингибирование провоспалительных медиаторов и тканевых деструктивных ферментов, а также модулируют звенья врожденного иммунитета. Однако, неизвестно, какой механизм тетрациклинов наиболее «полезен» у пациентов с акне [19]. Что касается нашего исследования, лечение доксициклином привело к клиническому улучшению течения акне, одновременно с уменьшением в 1,96 раза C. acnes.

Наши данные о значительных изменениях в относительной численности (%) нескольких видов бактерий также могут иметь важные клинические выводы. В дополнение к снижению C. acnes, мы наблюдали снижение в 3,85 раза Snodgrassella alvi (S. alvi) после шести недель лечения доксициклином. S. alvi, вид, известный как кишечный симбионт, был идентифицирован как основная микробиота клещей Demodex у пациентов с розацеа [20], и, кроме того, S. alvi, преобладала (8%) в нашем исследовании у пациентов с «необработанной» кожей.

Интересно, что связь между демодексом и акне сообщалась в предыдущих исследованиях [21–23]. Хотя наши результаты предполагают тонкую связь между акне и демодексом, есть некоторые сомнения в происхождении S. alvi. Поскольку клещи Demodex обычно обитают в волосяных фолликулах и сальных железах, их нельзя было бы тщательно «собрать» с помощью мазков с кожи.

Численность Cutibacterium granulosum (C. granulosum) увеличилась в 4,46 раза. Как часть микробиоты кожи C. granulosum обнаруживается в областях, богатых кожным салом, но в гораздо меньшем количестве, чем C. acnes.

Поскольку C. granulosum совместно локализуется с C. acnes в роговом слое и волосяных фолликулах [24], существует вероятность того, что C. acnes конкурирует с C. granulosum за получение питательных веществ.

Сообщалось, что микробиота кожи пациентов с папуло-пустулезной розацеа обеднена C. granulosum [25], что позволяет предположить, что этот вид может играть роль в поддержании нормального кожного барьера, предотвращая рост потенциальных патогенов.

S. epidermidis был вторым по распространенности микроорганизмом (19%) до лечения и стал наиболее распространенным (28%) после лечения. S. epidermidis и C. acnes используют глицерин в качестве общего источника углерода для выработки различных короткоцепочечных жирных кислот, используемых в качестве антимикробных агентов для конкуренции друг с другом [26].

Различные исследования антагонизма in vivo показали, что S. epidermidis контролирует пролиферацию C. acnes за счет высвобождения янтарной кислоты, продукта ферментации жирных кислот, которая блокирует поверхностные толл-подобные рецепторы (TLR) кератиноцитов и фактора некроза опухоли, что подавляет C. acnes-индуцированный IL-6 [27–29] рост.

Мы считаем, что наши данные об увеличении количества S. epidermidis одновременно с клиническим улучшением течения акне и уменьшением C. Acnes, позволяют предполагать, что C. acnes и S. epidermidis взаимодействуют между собой. Нанесение инкапсулированных S. epidermidis на уши мышей, которых до этого заселили C. acnes, значительно уменьшило рост C. acnes и выработку макрофагального воспалительного белка-2 (от англ. macrophage inflammatory protein-2) [30], что предполагает возможное использование живого S. epidermidis в пробиотиках от акне.

Микробиота кожи пациентов в нашем исследовании стала значительно более разнообразной после воздействия доксициклина. Увеличение альфа-разнообразия (микробного разнообразия внутри пробы), вероятно, связано с уменьшением колонизации C. acnes, что способствует росту другой флоры.

Что касается β-разнообразия, которое представляет собой межвыборочное разнообразие, наблюдалась небольшая кластеризация образцов по пациентам (ANOSIM, R = 0,135; p = 0,04), что указывает на отличительную «микробную подпись» для каждого человека. И наоборот, кластеризация по лечению (ANOSIM, R = 0,005; p = 0,29) была гораздо менее очевидной, что согласуется с данными, показывающими, что микробиом кожи сильно индивидуализирован и что определенные бактериальные таксоны могут сохраняться у данного человека от несколько месяцев до нескольких лет. 

Известно, что возраст влияет на состав микробиоты кожи. Относительная численность C. acnes в нашей возрастной группе до 20 лет (средний возраст: 14 лет) была ниже, чем в возрастной группе старше 20 лет (средний возраст: 26 лет) (19% против 33%), что согласуется с результатами исследований Zhai и соавторов. [31].

В этом конкретном исследовании численность C. acnes изменялась с возрастом, показывая самую низкую численность в детстве (от четырех до шести лет), резкое увеличение в период полового созревания (11-13 лет), пиковое значение у молодых людей (25-34 года) и последующее снижение с возрастом.

Обилие C. acnes у молодых людей можно объяснить тем фактом, что сальные железы полностью созревают и достигают наивысшего уровня секреции в конце полового созревания / ранней взрослой жизни. C. acnes подавляет стафилококк, что объясняет статистически более высокую относительную численность S. epidermidis в популяции моложе 20 лет.

Альфа-разнообразие в возрастной группе до 20 лет (11–18 лет) было выше, чем в возрастной группе старше 20 (22–44 года). Это снова подтверждается результатами исследований Zhai и соавторов [31], где пожилые люди (62–74 года), дети и подростки демонстрировали большее видовое богатство и разнообразие, чем взрослые люди молодого и среднего возраста (37–53 года).

Влияние пола на состав и разнообразие микробиома было относительно небольшим по сравнению с возрастом. Тем не менее, мы обнаружили более высокую относительную численность Pseudomonas у женщин, что согласуется с результатами предыдущего исследования [31].

Считается, что это может быть обусловлено разницей в составе и количестве кожного сала, частоты использовании косметических и уходовых средств среди женского населения. 

Что касается тяжести акне, то распространенность C. acnes коррелировала с выраженностью и степенью тяжести акне. Это позволяет предположить, что они колонизация кожи C. acnes может лежать в основе процесса заболевания.

Предположительно, существует несколько механизмов, с помощью которых C. acnes усугубляет течение акне, включая усиление образования комедонов, усиление липогенеза и активация воспаления [2,17].

Важным ограничением нашего исследования является взятие биоматериала с гладкой кожи, не захватывая кожу волосистой части. Хотя в недавнем исследовании Hall et al. [32] не было показано различий в образцах, связанных с C. acnes, между пробами с кожи и фолликулярного аппарата.

Тем не менее одновременное исследование фолликулярной микробиоты может внести большее понимание изменений микробиоты кожи. В будущих итерациях нашего исследования могут также использоваться и другие методы для изучения чужеродной ДНК и анализа гена 16S рРНК. 

Мы использовали праймеры, нацеленные на гипервариабельную область V3 – V4 гена 16S рРНК, что позволило идентифицировать значимые уровни Cutibactierum и C. acnes по сравнению с исследованиями, нацеленными только на область V4 [4]. Однако полученная относительная численность Cutibacterium была ниже, чем сообщалось в предыдущих исследованиях, нацеленных на область V1 – V3 [32].

Наше исследование не включало дальнейшее наблюдение.  Было бы интересно изучить, что происходит с микробиотой кожи при акне после завершения курса лечения доксициклином и как быстро микробиом возвращается в исходное состояние.

Наконец, нам не удалось идентифицировать штаммы C. acnes. Принимая во внимание ассоциацию штаммов C. acnes типа IA1 с воспалительными заболеваниями кожи [33], было бы полезно идентифицировать штаммы C. acnes при акне и изучить их изменения при лечении антибиотиками.

5. Выводы

Наши результаты показывают, что C. acnes играет важную роль у азиатских пациентов с акне. C. acnes преобладает на коже интактной от очищающих или уходовых средств. Количество C. acnes уменьшается после использования антибиотиков (с одновременным клиническим улучшением) и ее корреляцией с тяжестью акне.

Кроме того, мы показали, что существует взаимодействие между C. acnes и другими бактериями, например, S. Epidermidis, что является неотъемлемой частью процессов в коже. Для определения точной роли C. acnes в патогенезе акне и, следовательно, возможных точек приложения в лечении потребуется более глубокое понимание изменений микробиома кожи.



Characterization and Analysis of the Skin Microbiota in Acne: Impact of Systemic Antibiotics


Аннотация на английском языке:
Systemic antibiotics are extensively used to control moderate to severe acne. Hence, it is crucial to understand their impact on the skin microbiota, which is supposedly perturbed. The purpose of this study was to compare the makeup and diversity of the skin microbiota in acne patients before and after taking oral antibiotics. A longitudinal cohort study was performed on 20 participants with moderate to severe facial acne with no recent use of oral and topical antibiotics/retinoids. Patients were prescribed oral doxycycline, 100 mg, twice daily for six weeks. Skin areas on the cheek were sampled for 16S ribosomal RNA gene sequencing at baseline, and after six weeks of doxycycline treatment. Ten males and 10 females aged 11 to 44 years with a median Investigator’s Global Assessment score of 3 (moderate) were enrolled. At baseline, Cutibacterium acnes (formerlyPropionibacterium acnes) was the most dominant species followed by Staphylococcus epidermidis. Acne severity showed a positive correlation with the abundance of Cutibacterium acnes. Across all subjects, antibiotic treatment reduced clinical acne grades and was associated with a 1.96-fold reduction in the relative abundance of Cutibacterium acnes (p = 0.01, 95% CI −22% to −3%). Marked changes were also identified in other bacterial species, such as Cutibacterium granulosum (formerly Propionibacterium granulosum), which increased by 4.46-fold (p = 0.02, 95% CI 0.004% to 0.9%) in the treated samples. In general, antibiotics administration was associated with an increase in bacterial diversity (alpha diversity). Principal coordinates analysis showed mild clustering of samples by patient (analysis of similarity, R = 0.135, p = 0.04) whereas there was scant clustering with treatment (ANOSIM, R = 0.005;p = 0.29). In conclusion, we found individuals with acne to have a unique microbial signature. Acne treatment with systemic antibiotics was associated with changes in the composition and diversity of skin microbiota, especially Cutibacterium acnes, which correlates with acne severity. Our study provides insight into the skin microbiota in acne and how it is modulated by systemic antibiotics.


Ключевые слова на английском языке

Запись в Medline
Файл публикации


Ваша оценка: Нет Средний рейтинг: 4.4 (5 votes)