Đặc điểm của hệ vi sinh vật thực quản

Bài viết được viết bởi Thạc sĩ, Bác sĩ Mai Viễn Phương - Bác sĩ nội soi tiêu hóa - Khoa Khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park.

Người ta lưu ý rằng, thực quản bị bệnh liên quan đến các đối chứng khỏe mạnh, đây là khu trú của một quần thể vi khuẩn giàu các loài gram âm một cách bất thường. Cái nhìn sâu sắc trong hệ vi sinh vật thực quản có thể giúp hướng dẫn, phân tích sâu hơn về các công cụ điều trị mới.

Việc khảo sát hệ vi sinh vật đường ruột đã dần dần thay đổi sự hiểu biết về bệnh thực quản. Trong hai thập kỷ qua, trình tự gen 16S rRNA đã được sử dụng để xác định đặc điểm và so sánh các hệ vi sinh vật thực quản của những người khỏe mạnh với những bệnh nhân mắc bệnh thực quản, bao gồm bệnh trào ngược dạ dày thực quản (viêm thực quản trào ngược), Barrett thực quản (BE), ung thư biểu mô tuyến thực quản (EAC), viêm thực quản tăng bạch cầu ái toan (EoE) và rối loạn vận động thực quản.

Phân tích sự khác biệt về thành phần giữa các vi sinh vật khỏe mạnh và rối loạn sinh học trong thực quản đã cung cấp thêm thông tin chi tiết về cơ chế bệnh sinh của viêm thực quản trào ngược, các di chứng cùng với các bệnh lý liên quan khác. Đặc biệt, người ta lưu ý rằng, thực quản bị bệnh liên quan đến các đối chứng khỏe mạnh, là khu trú của một quần thể vi khuẩn giàu các loài gram âm một cách bất thường. Hơn nữa, ở một mức độ lớn, vi khuẩn không thích hợp với các mầm bệnh gây viêm đường miệng. Cái nhìn sâu sắc trong hệ vi sinh vật thực quản có thể giúp hướng dẫn, điều tra sâu hơn về các công cụ điều trị mới nhắm vào các cơ chế này.

Giải trình tự di truyền của quần thể người cho thấy hệ vi sinh vật trong dạ dày thực quản chiếm ưu thế gần như theo thứ tự phổ biến bởi 6 loại phyla chính: Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, Proteobacteria, Fusobacteria và Saccharibacteria. Thông thường, Bacteroidetes và Firmicute thường chiếm ưu thế chủ yếu để đáp ứng với sự phong phú của Bacteroides hoặc Clostridium spp. Ở đây, phân loại cấp độ phylum là sự đơn giản hóa quá mức không giải thích được sự đa dạng tồn tại trong một hệ vi sinh vật tương đối đơn giản như được tìm thấy ở thực quản xa. Sự khác biệt đáng kể về cả đặc điểm nhận dạng và sự phong phú tương đối của các vi khuẩn cụ thể tồn tại, đặc biệt khi các đơn vị phân loại được đặc trưng với độ phân giải cao hơn bằng cách làm sáng tỏ theo loài hoặc cấp độ dòng.

Năm 2009, một nhóm đã xác định được hai loại hệ vi sinh vật thực quản khác nhau. So sánh kết quả từ các cá thể bị viêm thực quản trào ngược với nhóm chứng khỏe mạnh, họ đã xác định đặc điểm của quần thể đối chứng, chủ yếu là các sinh vật gram dương, Streptococcus spp., như một hệ vi sinh vật loại I. Hệ vi sinh vật loại II phần lớn có liên quan đến các trạng thái bệnh lý, chẳng hạn như viêm thực quản trào ngược, thực quản của Barrett và cho thấy sự gia tăng tương đối về số lượng vi khuẩn kỵ khí gram âm.

Các nghiên cứu sâu hơn đã xác định đơn vị phân loại và quan sát thấy rằng, ba cụm vi sinh vật thực quản khác biệt chiếm ưu thế trong sinh thiết mô thực quản của con người. Mỗi loại được đặc trưng bởi sự phong phú tương đối của Streptococcus và Prevotella spp.. Cụm 1 là nhóm trung gian, với tỷ lệ xấp xỉ bằng nhau của cả hai chi với sự hiện diện ngày càng nhiều của Haemophilus và Rothia spp. Cụm 2 chủ yếu bao gồm Streptococcus spp. Cụm 3 chủ yếu được đại diện bởi Prevotella spp.

Ngoài sự thay đổi giữa các cá thể, thành phần của hệ vi sinh vật ống tiêu hóa cũng khác nhau trong thực quản từ miệng đến dạ dày cả về sức khỏe và bệnh tật. Cụ thể, hệ thực vật kết hợp của thực quản gần, giữa và xa thay đổi cả về thành phần cũng như mức độ phong phú tương đối. Trong một nghiên cứu trên 12 bệnh nhân được theo dõi thường quy cho thực quản của Barrett, thực quản đoạn gần giống với hầu họng hơn ở chỗ nó có nồng độ vi sinh vật gram dương cao hơn thực quản đoạn xa. Liên cầu spp. được tìm thấy trong toàn bộ thực quản, tăng tương đối nhiều từ thực quản gần đến giữa thực quản và giảm rõ rệt sau đó ở thực quản xa.

Các sinh vật Gram âm bao gồm Prevotellavà Delftia spp., nhìn chung tập trung nhiều hơn ở thực quản xa. Điều này không có gì đáng ngạc nhiên, bởi vì “lớp vỏ” lipopolysaccharide (LPS) xung quanh các sinh vật gram âm làm chúng cứng lại theo sự thay đổi về độ pH, nồng độ muối mật, protease và ở một mức độ nào đó, nhiệt độ. Đây là lý do tại sao hầu hết các tác nhân gây bệnh đường ruột là gram âm - chúng có thể sống sót sau quá trình chọn lọc và các tác động có hại có thể xảy ra liên quan đến sự gần gũi với các chất trong dạ dày. Do đó, có thể mong đợi rằng hệ vi sinh vật trở nên kém đa dạng hơn nhiều và ngày càng phong phú về các loài gram âm.

Sự đa dạng là lớn nhất ở khu vực gần khoang mũi và với các điều kiện nhẹ nhất, ví dụ như nước bọt/chất nhầy, pH sinh lý sáng và nhiệt độ sinh lý vừa phải. Người ta dự kiến ​​sẽ thấy một độ dốc về phía vi khuẩn kỵ khí dễ hình thành và bắt buộc (có thể từ không gian dưới sụn) trong lòng thực quản từ xa về phía dạ dày.

Đáng chú ý, nhiều vi khuẩn cũng có sự phong phú tăng lên vì bản chất bảo vệ của bào tử (Clostridia spp.) trong môi trường khắc nghiệt xung quanh. Theo đó, bệnh lý hệ vi sinh vật thực quản cơ bản dường như có liên quan đến những thay đổi trong thành phần của sự liên tục và cân bằng gram dương/âm này.

Sự khác biệt về biomic đối với bệnh thực quản là đáng chú ý. Bệnh nhân bị thực quản của Barrett có mức tổng thể của Streptococcus spp cao hơn trong sinh thiết mô trên toàn bộ đường so với những người không mắc bệnh. Mặc dù điều này có vẻ trái ngược với sự mất cân bằng gram dương/âm đã được thảo luận trước đó, nhưng đây có thể là tác động gián tiếp của kích ứng cục bộ dai dẳng do các loài gram âm gây miễn dịch, tạo điều kiện cho vi khuẩn sinh sôi và xâm nhập vào mô bên dưới với gram - vi khuẩn dương tính, trong đó liên cầu khuẩn là một phần chính.

Những phát hiện này cho thấy rằng sự gia tăng tương đối phong phú của hệ thực vật gram âm trong thực quản xa dẫn đến phản ứng viêm cục bộ, tác động tiêu cực đến chức năng hàng rào. Điều này cuối cùng dẫn đến sự tăng sinh mô của tất cả hệ thực vật, bao gồm cả Streptococcus spp. Sự biến đổi gần-xa trong hệ thực vật cụ thể thay đổi từ trạng thái khỏe mạnh sang trạng thái bị bệnh, kết hợp với kiểu phụ của hệ vi sinh thực quản trước đây đã minh họa khả năng bệnh lý của chứng loạn khuẩn. Dữ liệu mới nổi có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về các mô hình điều trị mới, tập trung vào sự thay đổi vi sinh vật có thể bổ sung, thậm chí thay thế, nhu cầu ức chế axit trong các trạng thái liên quan đến bệnh này.