Derleme

Mikrobiyota ve Yoğun Bakım

10.4274/tybd.galenos.2019.70883

  • Mehtap Pehlivanlar Küçük
  • Fatma Ülger

Gönderim Tarihi: 25.06.2018 Kabul Tarihi: 02.04.2019 J Turk Soc Intens Care 2019;17(3):122-129

İnsan vücudunda birçok organ ve dokuda kolonize olmuş toplam 1014 mikroorganizma olduğu tahmin edilmektedir. İnsan vücudunda trilyonlarca, neredeyse konak hücrelerin 10 katı kadar bakteri olduğu tahmin edilmektedir. Mikrobiyom olarak tanımladığımız bu yeni yaşam birliğinin klinik öncesi çalışmalarda, çok sayıda doğrudan ve dolaylı (immün aracılı) mekanizma yoluyla enterik ve sistemik patojenlere karşı korunmada esas oldukları gösterilmiştir. Barsak mikrobiyotasının homeostazisindeki dengesizlik veya disbiyozis, diyabet, obezite, enflamatuvar barsak hastalığı ve romatoid artrit gibi bir dizi farklı hastalık ile ilişkilendirilmiştir. Genel olarak, yoğun bakım ünitesinde (YBÜ) sepsis ile takipli hastalarda barsak mikrobiyotası, daha düşük çeşitlilik, anahtar kommensal türlerin (Faecalibacterium, Blautia, Ruminococcus gibi) azalması ve Escherichia, Shigella, Salmonella, Enterococcus, C. difficile veya Staphylococcus gibi cinslerde artışla karakterizedir. Mevcut tedavi yöntemleri, iki prensibe dayanmaktadır; ya potansiyel olarak patojenik mikroorganizmaların (dekolonizasyon stratejileri) aşırı çoğalmasını azaltmak ya da faydalı mikroorganizma havuzunu yeniden tedarik etmektir. Diğer tüm alanlarda olduğu gibi YBÜ’de de mikrobiyota hedefli tedavi stratejileri hakkında araştırmalar devam etmektedir.

Anahtar Kelimeler: ARDS, mikrobiyota, sepsis, yoğun bakım

Giriş

İnsanlarda bulunan mikroorganizmaların tamamına “mikrobiyota”, mikroorganizmaların genomuna ise “mikrobiyom” adı verilmektedir. İnsan vücudunda trilyonlarca, neredeyse konak hücrelerin 10 katı kadar bakteri olduğu tahmin edilmektedir. İnsan, kabaca %10’u insan hücresi, %90’ı bu konağa yerleşmiş mikrobiyal hücrelerden oluşan bir süperorganizmadır (1). İnsan vücudunda birçok organ ve dokuda kolonize olmuş toplam 1014 mikroorganizma olduğu tahmin edilmektedir. Ayrıca bu mikroorganizmalar insan genomundan 150 kat fazla gen içermektedir (2-4).

Normal şartlar altında sağlıklı bireylerde barsak florasının %90’ını gram-pozitif Firmicutes (Clostridium, Eubacterium, Ruminococcus, Butyrivibrio, Roseburia, Anaerostipes, Faecalibacterium), gram-negatif Bacteroidetes, Proteobacteria ve gram-pozitif Actinobacteria (Bifidobacterium cinsleri) tipi organizmalar oluşturmaktadır. Firmicutes oranı tüm floranın %60’ı, Bacteroidetes %10 ve Actinobacteria %10 kadarını oluşturmaktadır. Flora belirli bir oranda faydalı ve zararlı bakterileri içerir. Faydalı bakterilerinin oranının görece azaldığı durumda “mikrobiyal disbiyozis” olarak adlandırılan istenmeyen bir süreç başlar.

Barsak mikrobiyotası bireye özgüdür, her insanın kendine özgü mikrobiyal içerik ve dağılımı mevcuttur. Mikrobiyota; coğrafi köken, genetik, doğum şekli, yaş, yaşam tarzı, beslenme, aşılama, aşırı dezenfektan kullanımı, antibiyotik kullanımı ve geçirilen hastalıklar gibi kişinin yaşamı boyunca değişen yaşamsal faktörlerine bağlı değişkenlik gösterir. Erken yaşam yıllarından başlayarak yaşlılığa doğru Firmicutes türü bakteriler artar, Bacteriodetes türleri ise azalır. Yine antibiyotik kullanımı, türüne ve kullanıldığı yaşa bağlı olarak, geçici ya da kalıcı mikrobiyal disbiyozise neden olur (5).

İnsan mikrobiyotasının büyük kısmı başta sindirim sistemi olmak üzere deri, genitoüriner sistem ve solunum sisteminde kolonize olmuştur. Geniş yüzey alanı nedeni ile kolon, tek başına vücudumuzdaki mikroorganizmaların %70’inden fazlasını barındırmaktadır. İntestinal mikrobiyota elemanlarının büyük çoğunluğu anaerobik ve kültürü çok güç olan bakteriler olduğu için analiz yöntemi olarak öncelikle “16S rRNA genleri” hedeflenmiştir (6).

İnsan mikrobiyom projesi insan mikrobiyomu ve mikrobiyotayı oluşturan mikroorganizmaların dağılımını, evrimini ve insan var oluşu üzerine olan etkilerini incelemek amacıyla, 2008 yılında Amerika Birleşik Devletleri’nde başlatılmış ve Avrupa ve Asya ülkelerinin de katıldığı interdisipliner bir çalışma projesi olarak planlanmıştır (7).


Sızdıran Barsak Hipotezi

Barsak epiteli vücuttaki en geniş mukozal yüzeydir. Sağlıklı durumda intestinal epiteldeki tight junction proteinleri (oklidin, adezyon molekülü ve zonula okludens) ile mukus tabakası, patojen bakteriler ve yabancı antijenler için fiziksel bir bariyer oluşturur (8). Disbiyozis sonucu intestinal geçirgenliğin arttığı durumlarda mikroorganizmaların ürettiği zararlı maddeler sistemik dolaşıma geçer (9). Bu bakteriyel translokasyon patojenik antijenlerin dolaşıma karışmasına ve immün yanıt oluşumuna neden olur (10). Oluşan bu enflamatuvar cevabın başta otoimmün hastalıklar olmak üzere nöropsikiyatrik ve metabolik pek çok bozukluğun oluşmasında rolü olduğu düşünülmektedir.


Mikrobiyota ve İmmün Sistem

İntestinal mikrobiyota doğuştan ve edinilmiş immün işlevler üzerinde kritik rol oynamaktadır (11,12). Yenidoğanın gelişimi sırasında mikrobiyotada meydana gelen değişikliklerin sonuçları uzun yıllar devam eder (13). Perinatal dönemde oluşan mikrobiyota çeşitliliği doğal öldürücü T lenfositler üzerinde ömür boyu devam eden bir etki meydana getirebilir (14). Barsaklarda yaşayan bakteriler insan hücreleriyle devamlı etkileşim halindedir (15). Gram-negatif bakteriler peptidoglikanlar ve lipopolisakkaritler üzerinden sekretuvar immünoglobulin A ve intestinal alkalen fosfataz üretimini artırarak; Bacteroides fragilis polisakkarit A; Bacteroides thetaiotaomicron ise nükleer faktör kappa B inaktivasyonu ile mukozal immünite üzerinde etkilidirler (16). İnterferon-alfa gibi enflamatuvar sitokinlerin depresyona yol açtığı bilinmektedir (17). Antidepresanların monoaminler üzerine etkisi dışında güçlü immünoregulatör sitokin olan interlökin-10 (IL-10) üzerinden enflamasyonu baskılayarak da antidepresan etki oluşturduğu düşünülmektedir (18). İlginç şekilde probiyotikler de IL-10 düzeylerini arttırmaktadır (19). Bu sonuçlar mikrobiyota çeşitliliğinin psikiyatrik bozukluklarla da ilişkisini ortaya koymaktadır. İntestinal mikrobiyotanın mukozal ve sistemik immünite üzerine olan etkilerine bakıldığında yine gastrointestinal sistemin özellikle allerjik ve otoimmün hastalıkların patogenezinde etkili olduğu görülmektedir.


Yoğun Bakım Ünitesi (YBÜ) Hastasında Mikrobiyotanın Rolü

YBÜ hastalarında görülen mikrobiyota değişiklikleri, fiziksel konumlarından ziyade hastalıklarının şiddetine bağlıdır. Kritik hastalık, konakçının ekolojik dengesini önemli ölçüde değiştirir; böylece konakçı mikropların çevresel koşulları ve topluluk yapıları değişime uğrar. Bu klinik gözlem, mikrobiyal ekolojide, “Her şey her yerdedir, ancak çevre seçer” ilkesini desteklemektedir (20).

YBÜ hastaları, hastane kaynaklı enfeksiyonlar açısından en yüksek riskli hasta grubudur. Bu enfeksiyonlarla savaşmak adına kullanılan antibiyotiklerin direnç geliştirme riski dışında, bağışıklık sistemimizde evrimleşmiş ve yerleşik olan trilyonlarca mikroorganizma üzerindeki etkileri daha yeni keşfedilmeye başlanmıştır (21,22). Mikrobiyom olarak tanımladığımız bu yeni yaşam birliğinin klinik öncesi çalışmalarda, çok sayıda doğrudan ve dolaylı (immün aracılı) mekanizma yoluyla enterik ve sistemik patojenlere karşı korunmada esas oldukları gösterilmiştir (23-25). Kritik hastadaki net etki ise, özellikle üst gastrointestinal sistemde bakterilerin eliminasyonunun azalması ve böylelikle gram-negatif bakteriler tarafından hızla oluşturulan pH nötr rezervuar bir ortamdır. Hipoperfüzyon ve barsak duvarının reperfüzyonu, şiddetli mukozal enflamasyona yol açar. Artan nitrat konsantrasyonları ve değişmiş mukozal oksijen gradyanı; Pseudomonas aeruginosa ve Escherichia coli gibi klinik olarak bilinen birçok gram-negatif bakteri ve Enterococcus spp. ve Staphylococcus aureus gibi Firmicutes phylum’un bazı üyelerini içeren Proteobacteria filumundaki mikroorganizmaların büyümesini desteklemektedir. Bir diğer önemli durum da kritik hastalarda, aşırı intestinal mukus tabakası incelmesi, kesintiye uğraması veya yokluğudur. Sağlıklı bireylerde barsak anatomisinin bu önemli anatomik bileşenleri kendi koruyucu mikrobiyotalarını barındırır ve barsak ekosistemi ile konakçı arasında fiziksel bir engel oluşturur (26-28).

Antibiyotiklerin yaygın kullanımı, YBÜ hastalarında görülen ciddi bakteriyel disbiyozun ana sebebi olarak görülmektedir. Ancak eldeki kanıtlar ağırlıklı olarak klinik öncesi çalışmalara dayandığından, insanlarda mikrobiyota bağımlı immüniteyi yöneten mekanizmanın tam olarak anlaşılması halen bir sorun olmaya devam etmektedir. Örneğin; geniş spektrumlu antibiyotikler ile barsak mikrobiyota bozulması, sağlıklı insanlardaki endotoksemi sırasında sistemik doğal bağışıklık yanıtlarını etkilemez. Ancak kritik hastalarda konağın intestinal mikrobiyom dengesini bozarak disbiyozise neden olur. Kritik hastalarda gastrointestinal motilite; opioid kullanımı ve bozulmuş glikojen metabolizması gibi sebeplerle sıklıkla bozulmuştur. Bunların yanı sıra, kötü beslenme durumu, katekolaminlerin endojen üretimi ve safra tuzlarının sentezinin azalması da gastrointestinal sistemdeki selektif mikrobiyal yoğunluğu arttırarak, sonuçta barsaktaki spesifik bakteriyel taksonun artmasına neden olur. Ek olarak, enteral/parenteral beslenme, mekanik ventilasyon, protonun pompa inhibitörleri ve vazopressör kullanımlarının da mikrobiyomun zaten zayıflamış intestinal ekosistemi bozması muhtemeldir (20). YBÜ hastalarının yetersiz nütrisyonu da mikrobiyota kompozisyonunu önemli oranda etkilemektedir. Mikrobiyota kalın barsakta, sindirilmemiş diyet lifleri ve konakçı proteinlerini fermente eder. Fiberlerin fermentasyonu, kolon epitel hücrelerinin bir enerji kaynağı olarak kullandığı ve mikrobiyota tarafından üretilen bütirat için gereklidir. Kritik hastalarda bütirat üreten bakterilerin olmadığı ve bütirat üretiminin minimum olduğu gösterilmiştir (29).

YBÜ’de deri, oral ve fekal mikrobiata değişiklikleri 115 mekanik ventilasyon hastasının alındığı yakın zamanlı bir çalışmada incelenmiştir. Bu çalışmanın sonuçları; birçok YBÜ hastasında mikrobiyom çeşitliliğinin YBÜ’ye kabul sonrası keskin bir şekilde azaldığını ve bu değişikliklerin kalış süresi arttıkça daha belirgin olduğunu göstermektedir. Blautia spp., Ruminococcus spp. ve Faecalibacterium spp. gibi yararlı bakteriyel taksonlar havuzunun kritik bakım hastalarında anti-enflamatuvar özelliklere sahip olduğu bilinmektedir (30,31). Sağlıklı insan çalışmalarında; önceden kısa süre, oral, geniş spektrumlu antibiyotiklerle tedavi edilen bireylerde mononükleer hücrelerin lipopolisakkarid ile ex-vivo stimülasyondan sonra tümör nekrozis faktör-alfa (TNF-α) üretme kapasitelerinde belirgin kusur saptandığı görülmüştür. TNF-α üretimindeki bu azalma, antibiyotik tedavisinin kesilmesinden sadece 6 hafta sonra tamir edilebilmiştir (32,33). Bu sonuçlar göstermektedir ki YBÜ’de akılcı ve hedefe yönelik antibiyoterapi kullanımı mikrobiyom çeşitliliğini koruyarak konak direncine katkı sağlamakta ve YBÜ’lerde artmakta olan antibiyotik direncine karşı da koruyucu olmaktadır. Nitekim modern insanla en az temas etmiş Yanomami kızılderililerinde yapılan bir çalışmada; kabile üyelerinin şimdiye kadar rapor edilen en yüksek çeşitlilikte bakteri ve genetik fonksiyonları olan mikrobiyom barındırdığı ve batılılaşmanın insan mikrobiyolojisi çeşitliliğini önemli derecede etkilediği ortaya konulmuştur. Bu çalışmanın bir diğer önemli sonucu da antibiyotik rezistans genlerinin antibiyotiğe maruz kalmama durumunda dahi insan mikrobiyolojisinin bir özelliği olması durumudur (34).


YBÜ’de Barsak, Pulmoner Mikrobiyota ve Klinik İlişkisi

Barsak mikrobiyotasının homeostazisindeki dengesizlik veya disbiyozis, diyabet, obezite, enflamatuvar barsak hastalığı ve romatoid artrit gibi bir dizi farklı hastalık ile ilişkilendirilmiştir. Genel olarak, YBÜ’de sepsis ile takipli hastalarda barsak mikrobiyotası, daha düşük çeşitlilik, anahtar kommensal türlerin (Faecalibacterium, Blautia, Ruminococcus gibi) azalması ve Escherichia, Shigella, Salmonella, Enterococcus, C. difficile veya Staphylococcus gibi cinslerde artışla karakterizedir (31,35-38). Bununla birlikte, sepsiste çoğu patojenin yalnız hareket etmediği ve enfeksiyonların “polimikrobiyal” fenotiplere sahip olduğu ve mikrobiyotanın başlangıç durumunun enfeksiyona duyarlılığı ve enfeksiyonun şiddetini etkileyebildiği ortaya konulmuştur (39,40). Nitekim barsak fare modellerinde mikrobiyomunun antibiyotik kaynaklı bozulması, hem gram-pozitif hem de gram-negatif pnömosepsisin artmış enflamasyona ve bakteriyel yayılmaya yol açtığı gösterilmiştir (39,41).

Sağlıklı akciğerlerde, bakterilerin çoğunun oral mikrobiyotadan geldiği düşünülmektedir. Akciğer mikrobiyotası, orofarenksin mikrobiyotasına; nazofarenks, mide-barsak veya solunan havaya göre daha çok benzemektedir. Sağlıklı orofarenks iyi huylu Veillonella spp. ve Prevotella spp. içerir ve bu nedenle sağlıklı akciğerlerde de bu türler bulunur. Kritik hastalık sırasında ise orofarinks, Pseudomonas aeruginosa ve Klebsiella pneumoniae gibi patojenik proteobakteri popülasyonuna sahip hale gelir. Dahası, kritik hastalıkta, mide ve ince barsak, akciğerlere bakteriyel göçün ana kaynağı olabilir. Kritik hastalıklarda sedasyon ve endotrakeal entübasyon; mukosiliyer klirensi ve öksürük refleksini azaltarak mikrobiyal eliminasyonun azalmasına neden olur. Ayrıca, mekanik ventilasyon alveolar ödemde bir artışa neden olabilir, bu da akciğerde oksijenin daha düşük olduğu alanlarda patojen bakterilerin üremesine izin verir. Akut Solunum Sıkıntısı sendromu (ARDS) ve pnömoni gibi alveoler hasar durumlarında bu değişiklikler ön plandadır. Sağlıklı alveoller protein bakımından zengin surfaktan ile kaplıdır, bahsedilen durumlarda ise bu bakterisidal yüzeyel aktif madde inaktive olur ve alveoller bakteriler için daha elverişli bir ortam haline gelir (20,42).

Deneysel çalışmalarda konakçı mikrobiyota dengesinin influenza ve diğer birçok tür bakteriyel pnömoniye karşı koruyucu olduğu gösterilmiştir. Ayrıca net öneri olmamakla beraber Lactobacillus spp. ve Bifidobacterium spp. kullanımlarının solunumsal enfeksiyonların insidansını ve sonuçlarını iyileştirdiğini gösteren çalışmalar mevcuttur. Ek olarak, barsaktaki Toll-benzeri reseptör agonistlerine, nükleotid bağlayıcı oligomerizasyon alanı benzeri reseptörlere, lipopolisakkarid, peptidoglikan ve lipoteikotik asit gibi maddelere maruz kalmanın akciğerlerin bakteri temizleme yeteneğini arttırdığı gösterilmiştir (43,44).


Sepsiste Mikrobiyota

Sepsiste; barsaktaki disbiyozis, hem patojen invazyonunu (mikrobiyal translokasyon) tetiklemede hem de enflamatuvar mediyatörlerin (gut-lenf hipotezi) distal uç organ hasarına aracılık etmede merkezi bir orkestra şefi olarak kabul edilir (45,46). Gözlemsel çalışmalar YBÜ’de sepsis öncesi ve sonrasında yaklaşık 400 yetişkini analiz etmişler ve klinik olarak belirgin sepsisin zamanla belirli patojenlerin çokluğu ile birlikte olup zaman içinde barsak mikrobiyal çeşitliliğinin kaybıyla ilişkili olduğunu saptamışlardır. Genel YBÜ, hematopoietik kök hücre transplantı ve de yanık hastasında Enterokok türlerini dominant olarak saptanmışlar, bakteriyemi ve çoklu organ yetmezliği ile ilişkili bulunmuşlardır (38,47-50).

Sepsiste hayvan modeli çalışmaları ise özellikle sistemik antibiyotiklerin disbiyozis nedeni olduğunu ortaya koymuştur. Başka bir fare modelinde ise; neonatal sepsiste perinatal antibiyotiklerin, barsak mikrobiyal çeşitliliğini ve sepsise karşı savunma mekanizmalarından IL-17A aracılı granülopoezi azalttığı görülmüştür. Zararlı antibiyotik etkileri ise normal donörlerden fekal transplantasyon ile kısmen tersine çevrilmiştir.

Sepsis hayvan modellerinde diyet etkileri de incelenmiştir. Örneğin; peynir altı suyu bazlı peptit diyetleri, Lactobacillus gibi koruyucu mikroorganizmaların artmasına ve intestinal bütünlüğün sağlanmasına neden olmuştur (51,52). Bunların yanı sıra olgu bazlı önerilerde diyare ile birlikte olan sepsiste fekal mikrobiyota transplantasyonunun (FMT) Firmicutes türlerinde artışla oluşan tedavi edici etkilerine vurgu yapılmaktadır (53,54).


ARDS’de Mikrobiyota

ARDS sepsise göre tecrübenin ve çalışma sonuçlarının daha kısıtlı olduğu bir alandır. Solunum mikrobiyomunun disbiyozu, ventilatör ilişkili pnömoni (VİP) gelişen hastalarda pnömoni olmayanlara göre daha ciddidir. Bu durum, Burkholderia, Bacillales (en önemli tür olarak Staphylococcus aureus ile) ve Pseudomonadales’in nispeten çokluğu ile ilişkili görünmektedir (55). ARDS veya pnömoni gibi alveolar hasarlanma durumlarında, çevresel koşullar aniden değişmektedir. Önceden boş alveoller, protein bakımından zengin bir sıvı ile dolar ve mikropların çoğaltılması için uygun ortam sağlanmış olur. Bakterisidal yüzeyel aktif maddeler inaktive edilerek mukosiliyer klirens bozulur ve böylece mikrobiyal eliminasyon yavaşlatılır. Ekolojik olarak hasarlı alveoller, barsakları sağlıklı akciğerlerden daha fazla andırmaya başlar, bu nedenle de kritik hastalıklarda ortaya çıkan çoğu patojenin enterik kökenli olması şaşırtıcı değildir. Hayvan çalışmalarında hasarlı akciğerlerden alınan lavaj sıvılarındaki bakteriler, sağlıklı farelerin akciğerlerine yerleştirildiğinde, hasarlanmamış akciğerlerden elde edilen bakterilerden daha fazla enflamasyona neden oldukları görülmüştür (56-58). Yapılan bir çalışmada insan bronkoalveoler lavaj örneklerinde, artmış alveolar katekolamin konsantrasyonlarının bir baskın türün (çoğunlukla P. aeruginosa) etrafındaki akciğer mikrobiyomunun bozulması ile güçlü bir şekilde ilişkili olduğu görülmüştür (59).


YBÜ’de Mikrobiyota Hedefli Tedaviler

Diğer tüm alanlarda olduğu gibi YBÜ’de de mikrobiyota hedefli tedavi stratejileri hakkında araştırmalar devam etmektedir. Mevcut tedavi yöntemleri, iki prensibe dayanmaktadır; ya potansiyel olarak patojenik mikroorganizmaların (dekolonizasyon stratejileri) aşırı çoğalmasını azaltmak ya da faydalı mikroorganizma havuzunu yeniden tedarik etmektir. Selektif digestif dekontaminasyon (SDD); günlük olarak orofarenks ve gastrointestinal kanalda uygulanan ve absorbe olmayan antimikrobiyallerin kullanımı ile uygulanır ve en kapsamlı olarak ele alınan tedavi modalitesidir. Birçok klinik çalışma ve meta-analiz ile SDD’nin kritik hastalardaki nozokomiyal enfeksiyonları önleyebileceğini ve genel mortalite oranlarını azalttığını bildirmiştir (60). İkinci prensip ise disbiyozu düzeltmek için fayda sağlayabilen canlı mikroorganizmalar olan probiyotiklerle barsağı yeniden beslemeyi amaçlamaktır. Bunun için de çoğunlukla Lactobacillus ve Bifidobacterium cinslerinin üyeleri kullanılmaktadır. Prebiyotikler ise seçici olarak fermente olabilen, gastrointestinal mikroorganizmaların kompozisyon ve/veya aktivitesini etkileyerek bireyin sağlığı üzerinde olumlu etkileri olan besin bileşenleridir. Prebiyotiklerin doğal kaynakları arasında muz, elma, çilek, enginar, kuşkonmaz, soya fasulyesi, tam buğday, arpa, keten tohumu, badem ve ceviz bulunmaktadır. Prebiyotikler ile probiyotiklerin kombinasyonu sinbiyotik olarak adlandırılmıştır ve bu bileşiklerin tümü, birçok hastalık durumu için potansiyel bir tedavi olarak kapsamlı bir şekilde araştırılmaktadır. Ancak halen VİP tedavisi için probiyotiklerin kullanımı konusunda önemli öneriler henüz yayınlanmamıştır. YBÜ’deki probiyotiklerin türleri, dozları ve tedavi süreleri ile ilgili net veriler halen mevcut değildir (61,62). Mikrobiyota dengesini sağlayarak hastalıklara tedavi sunma yöntemlerinden biri de FMT (fekal bakteriyoterapi, fekal transfüzyon ve gaita transplantasyonu) uygulanmasıdır. Çalışmalarla elde edilen sınırlı veriler, barsak mikrobiyotasının FMT yoluyla yeniden rekolonizasyonunun, disbiyozu dengeleyebildiği, barsak mikrobiyal bariyerin geri kazanımını indükleyebildiği ve YBÜ’de sepsisin tedavisine yardımcı olabildiğini göstermektedir (53,63).


YBÜ Hastasında FMT

Sağlıklı bir donörden alınan gaitanın, alıcının gastrointestinal sistemine yerleştirilmesi işlemidir. FMT yoluyla alıcının yeni bir hastalığa maruz kalmaması için donörlerin ayrıntılı incelenmesi gerekmektedir. Seyahat öyküsü, seks yaşantısı, operasyon öyküsü, transfüzyon hikayesi, malignite öyküsü, kullanılan ilaçlar, immün yetmezlik durumu ve benzeri kişisel özellikleri, kan ve gaita incelemeleri detaylı şekilde yapılmalıdır. Günümüzde birçok farklı amaçla kullanılabilen FMT’nin en sık endikasyonları çocukluk çağı ve geriatrik popülasyonda C. difficile’ye bağlı psödomembranöz enterokolittir. Erişkinlerde irritabl barsak sendromu ve kronik diyare ve konstipasyonda da kullanılmaktadır. Otizm, diyabet, metabolik sendrom, otoimmün hastalıklar gibi birçok hastalıkta deneme aşamasındadır. Uzun dönemdeki sonuçları ile ilgili bilgiler yeterli olmayıp güvenilirliğinin doğrulanması için uzun periyotlu randomize kontrollü çalışmalara ihtiyaç vardır.

Barsak mikrobiyota çalışmalarında genellikle dışkı örneği kullanılır. Dışkının kolon mikrobiyotasındaki genel varyasyonları yansıttığı düşünülmektedir. Donör olarak aile bireyi ya da hasta ile aynı çevrede yaşayan sağlıklı bir kişi seçilir. Genellikle yapılan çalışmalarda 50 ila 200 gram arasında feçes kullanılmıştır. Standardize edilmemiş olmakla birlikte, genellikle kullanıldığı şekliyle, 50-60 gram dışkı kolonik FMT için 250-300 mL, üst gastrointestinal yol için 60-75 mL su ya da süt ile seyreltilir. Homojenize olan transplant materyali, büyük partikülleri ayırmak amacıyla süzgeçten geçirilerek transplatasyona hazır hale getirilir ve enjektörlere çekilir. Çalkalama veya blender ile karıştırma yöntemleri kullanılabilir. Günümüzde FMT yapılan çalışmalarda enema ve kolonoskopi olguların yaklaşık %75’inde kullanılırken, olguların %25’inde nazogastrik/duodenal sonda veya özofagogastroduodenoskopi yöntemi tercih edilmektedir (64). Dışkı örneği sağlık kuruluşunda veya evde alınabilir. Sadece 16S rRNA analizi için, tuvalet kağıdına alınması yeterlidir. Ancak tüm genom sekanslaması yapılacak ise yaklaşık 1 gram dışkı gereklidir. DNA izolasyonu için hastaların örneği evde -20 °C’de dondurup sonra laboratuvara getirmeleri de bir seçenektir. Ancak transport-soğuk zincir şartları sağlanamayabilir. Bu nedenle direkt dondurma için hastanede örnek alımı daha uygundur. Günümüzde, yeni nesil sıralama (NGS) tekniklerinden Roche 454 pyrosequencing ve Illumina sıralaması uygulamaları daha fazla tercih edilmektedir. Mikrobiyal topluluklar, NGS ile daha düşük çözünürlüklü olmakla birlikte daha yüksek taksonomik gruplara (şube, sınıf, takım ve familya gibi) yerleştirilebilirken, kapiller elektroforez-Sanger yöntemi ile daha yüksek çözünürlükte daha düşük taksonomik gruplara (cins ve tür gibi) yerleştirilebilir (65-68).


Sonuç

Mikrobiyota sık görülen hastalıkların çözümlenemeyen tedavi süreçlerinde gelecekte faydalı bir tedavi şekli olarak görülmektedir. YBÜ hastasında primer hastalık, tedavi şekli, ekosistem değişikliklerinin etkisi ile farklılaşan mikrobiyal flora aslında birçok hastalığın temelini oluşturmaktadır. Yeni kanıtlar barsak-akciğer ekseni arasında iki yönlü mikrobiyota aracılı etkileşimi işaret etmektedir. Bu durum bizim aslında mikrobiyotayı tedavi etmeye başladığımız yeni bir sürecin kapılarının aralandığına işaret eder. Klinik olarak doğru cevaplar elde etmek için, iyi tanımlanmış, karşılaştırmalı veri analizine olanak sağlayacak, kapsamlı örnekleme teknikleri uygulamak için çabalar arttırılmalıdır.

Etik

Hakem Değerlendirmesi: Editörler kurulu dışında olan kişiler tarafından değerlendirilmiştir. 

Yazarlık Katkıları

Konsept: F.Ü., Dizayn: F.Ü., M.P.K., Veri Toplama veya İşleme: M.P.K., Analiz veya Yorumlama: F.Ü., M.P.K., Literatür Arama: M.P.K., Yazan: F.Ü., M.P.K.

Çıkar Çatışması: Yazarların herhangi bir çıkar çatışması yoktur.

Finansal Destek: Yazarlar herhangi bir kurum, kuruluş veya dernekten finansal destek almamıştır.


  1. Belkaid Y, Hand TW. Role of the microbiota in immunity and inflammation. Cell 2014;157:121-41.
  2. Whitman WB, Coleman DC, Wiebe WJ. Prokaryotes: the unseen majority. Proc Natl Acad Sci U S A 1998;95:6578-83.
  3. de Vos WM, de Vos EA. Role of the intestinal microbiome in health and disease: from correlation to causation. Nutr Rev 2012;70(Suppl 1):S45-56.
  4. Lozupone CA, Stombaugh JI, Gordon JI, Jansson JK, Knight R. Diversity, stability and resilience of the human gut microbiota. Nature 2012;489:220-30.
  5. Ottman N, Smidt H, de Vos WM, Belzer C. The function of our microbiota: who is out there and what do they do? Front Cell Infect Microbiol 2012;2:104.
  6. Waldor MK, Tyson G, Borenstein E, Ochman H, Moeller A, Finlay BB, et al. Where next for microbiome research? PLoS Biol 2015;13:e1002050.
  7. Jumpstart Consortium Human Microbiome Project Data Generation Working Group. Evaluation of 16S rDNA-based community profiling for human microbiome research. PLoS One 2012;7:e39315.
  8. Borre YE, O’Keeffe GW, Clarke G, Stanton C, Dinan TG, Cryan JF. Microbiota and neurodevelopmental windows: implications for brain disorders. Trends Mol Med 2014;20:509-18.
  9. Hornig M. The role of microbes and autoimmunity in the pathogenesis of neuropsychiatric illness. Curr Opin Rheumatol 2013;25:488-95.
  10. Fetissov SO, Déchelotte P. The new link between gut-brain axis and neuropsychiatric disorders. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 2011;14:477-82.
  11. Bäckhed F, Manchester JK, Semenkovich CF, Gordon JI. Mechanisms underlying the resistance to diet-induced obesity in germ-free mice. Proc Natl Acad Sci U S A 2007;104:979-84.
  12. Round JL, O’Connell RM, Mazmanian SK. Coordination of tolerogenic immune responses by the commensal microbiota. J Autoimmun 2010;34:J220-5.
  13. Costello EK, Stagaman K, Dethlefsen L, Bohannan BJ, Relman DA. The application of ecological theory toward an understanding of the human microbiome. Science 2012;336:1255-62.
  14. Olszak T, An D, Zeissig S, Vera MP, Richter J, Franke A, et al. Microbial exposure during early life has persistent effects on natural killer T cell function. Science 2012;336:489-93.
  15. Dinan TG, Quigley EM. Probiotics in the treatment of depression: science or science fiction? Aust N Z J Psychiatry 2011;45:1023-5.
  16. Çelebi G, Uygun A. İntestinal mikrobiyota ve fekal transplantasyon. Güncel Gastroentoroloji 2013;17:148-57.
  17. Udina M, Castellví P, Moreno-España J, Navinés R, Valdés M, Forns X, et al. Interferon-induced depression in chronic hepatitis C: a systematic review and meta-analysis. J Clin Psychiatry 2012;73:1128-38.
  18. Maes M, Kenis G, Kubera M, De Baets M, Steinbusch H, Bosmans E. The negative immunoregulatory effects of fluoxetine in relation to the cAMP-dependent PKA pathway. Int Immunopharmacol 2005;5:609-18.
  19. Levkovich T, Poutahidis T, Smillie C, Varian BJ, Ibrahim YM, Lakritz JR, et al. Probiotic bacteria induce a ‘glow of health’. PLoS One 2013;8:e53867.
  20. Dickson RP. The microbiome and critical illness. Lancet Respir Med 2016;4:59-72.
  21. Cooper MA, Shlaes D. Fix the antibiotics pipeline. Nature 2011;472:32.
  22. Ducel G, Fabry J, Nicolle L, World Health Organization. Prevention of hospital-acquired infections: a practical guide. 2002.
  23. Gabanyi I, Muller PA, Feighery L, Oliveira TY, Costa-Pinto FA, Mucida D. Neuro-immune Interactions Drive Tissue Programming in Intestinal Macrophages. Cell 2016;164:378-91.
  24. Kamada N, Seo SU, Chen GY, Núñez G. Role of the gut microbiota in immunity and inflammatory disease. Nat Rev Immunol 2013;13:321-35.
  25. Pamer EG. Resurrecting the intestinal microbiota to combat antibiotic-resistant pathogens. Science 2016;352:535-8.
  26. Marshall JC, Christou NV, Meakins JL. The gastrointestinal tract. The “undrained abscess” of multiple organ failure. Ann Surg 1993;218:111-9.
  27. Lu Q, Xu DZ, Sharpe S, Doucet D, Pisarenko V, Lee M, et al. The anatomic sites of disruption of the mucus layer directly correlate with areas of trauma/hemorrhagic shock-induced gut injury. J Trauma 2011;70:630-5.
  28. Lupp C, Robertson ML, Wickham ME, Sekirov I, Champion OL, Gaynor EC, et al. Host-mediated inflammation disrupts the intestinal microbiota and promotes the overgrowth of Enterobacteriaceae. Cell Host Microbe 2007;2:204.
  29. Wolff NS, Hugenholtz F, Wiersinga WJ. The emerging role of the microbiota in the ICU. Crit Care 2018;22:78.
  30. Rajilić-Stojanović M, de Vos WM. The first 1000 cultured species of the human gastrointestinal microbiota. FEMS Microbiol Rev 2014;38:996-1047.
  31. Wischmeyer PE, McDonald D, Knight R. Role of the microbiome, probiotics, and ‘dysbiosis therapy’ in critical illness. Curr Opin Crit Care 2016;22:347-53.
  32. Hotchkiss RS, Monneret G, Payen D. Sepsis-induced immunosuppression: from cellular dysfunctions to immunotherapy. Nat Rev Immunol 2013;13:862-74.
  33. Lankelma JM, Belzer C, Hoogendijk AJ, de Vos AF, de Vos WM, van der Poll T, et al. Antibiotic-Induced Gut Microbiota Disruption Decreases TNF-α Release by Mononuclear Cells in Healthy Adults. Clin Transl Gastroenterol 2016;7:e186.
  34. Clemente JC, Pehrsson EC, Blaser MJ, Sandhu K, Gao Z, Wang B, et al. The microbiome of uncontacted Amerindians. Sci Adv 2015;1. pii: e1500183.
  35. Blaut M, Clavel T. Metabolic diversity of the intestinal microbiota: implications for health and disease. J Nutr 2007;137(Suppl 2):S751-5.
  36. Guarner F. Enteric flora in health and disease. Digestion 2006;73(Suppl 1):5-12.
  37. Lankelma JM, van Vught LA, Belzer C, Schultz MJ, van der Poll T, de Vos WM, et al. Critically ill patients demonstrate large interpersonal variation in intestinal microbiota dysregulation: a pilot study. Intensive Care Med 2017;43:59-68.
  38. McDonald D, Ackermann G, Khailova L, Baird C, Heyland D, Kozar R, et al. Extreme Dysbiosis of the Microbiome in Critical Illness. mSphere 2016;1. pii: e00199-16.
  39. Schuijt TJ, Lankelma JM, Scicluna BP, de Sousa e Melo F, Roelofs JJ, de Boer JD, et al. The gut microbiota plays a protective role in the host defence against pneumococcal pneumonia. Gut 2016;65:575-83.
  40. Yooseph S, Kirkness EF, Tran TM, Harkins DM, Jones MB, Torralba MG, et al. Stool microbiota composition is associated with the prospective risk of Plasmodium falciparum infection. BMC Genomics 2015;16:631.
  41. Lankelma JM, Birnie E, Weehuizen TAF, Scicluna BP, Belzer C, Houtkooper RH, et al. The gut microbiota as a modulator of innate immunity during melioidosis. PLoS Negl Trop Dis 2017;11:e0005548.
  42. Huffnagle GB, Dickson RP, Lukacs NW. The respiratory tract microbiome and lung inflammation: a two-way street. Mucosal Immunol 2017;10:299-306.
  43. Budden KF, Gellatly SL, Wood DL, Cooper MA, Morrison M, Hugenholtz P, et al. Emerging pathogenic links between microbiota and the gut-lung axis. Nat Rev Microbiol 2017;15:55-63.
  44. Marsland BJ, Trompette A, Gollwitzer ES. The Gut-Lung Axis in Respiratory Disease. Ann Am Thorac Soc 2015;12(Suppl 2):S150-6.
  45. Deitch EA. Gut-origin sepsis: evolution of a concept. Surgeon 2012;10:350-6.
  46. Mittal R, Coopersmith CM. Redefining the gut as the motor of critical illness. Trends Mol Med 2014;20:214-23.
  47. Earley ZM, Akhtar S, Green SJ, Naqib A, Khan O, Cannon AR, et al. Burn Injury Alters the Intestinal Microbiome and Increases Gut Permeability and Bacterial Translocation. PLoS One 2015;10:e0129996.
  48. Iapichino G, Callegari ML, Marzorati S, Cigada M, Corbella D, Ferrari S, et al. Impact of antibiotics on the gut microbiota of critically ill patients. J Med Microbiol 2008;57:1007-14.
  49. Taur Y, Xavier JB, Lipuma L, Ubeda C, Goldberg J, Gobourne A, et al. Intestinal domination and the risk of bacteremia in patients undergoing allogeneic hematopoietic stem cell transplantation. Clin Infect Dis 2012;55:905-14.
  50. Ubeda C, Taur Y, Jenq RR, Equinda MJ, Son T, Samstein M, et al. Vancomycin-resistant Enterococcus domination of intestinal microbiota is enabled by antibiotic treatment in mice and precedes bloodstream invasion in humans. J Clin Invest 2010;120:4332-41.
  51. Deshmukh HS, Liu Y, Menkiti OR, Mei J, Dai N, O’Leary CE, et al. The microbiota regulates neutrophil homeostasis and host resistance to Escherichia coli K1 sepsis in neonatal mice. Nat Med 2014;20:524-30.
  52. Tsutsumi R, Horikawa YT, Kume K, Tanaka K, Kasai A, Kadota T, et al. Whey Peptide-Based Formulas With ω-3 Fatty Acids Are Protective in Lipopolysaccharide-Mediated Sepsis. JPEN J Parenter Enteral Nutr 2015;39:552-61.
  53. Li Q, Wang C, Tang C, He Q, Zhao X, Li N, et al. Successful treatment of severe sepsis and diarrhea after vagotomy utilizing fecal microbiota transplantation: a case report. Crit Care 2015;19:37.
  54. Wei Y, Yang J, Wang J, Yang Y, Huang J, Gong H, et al. Successful treatment with fecal microbiota transplantation in patients with multiple organ dysfunction syndrome and diarrhea following severe sepsis. Crit Care 2016;20:332.
  55. Zakharkina T, Martin-Loeches I, Matamoros S, Povoa P, Torres A, Kastelijn JB, et al. The dynamics of the pulmonary microbiome during mechanical ventilation in the intensive care unit and the association with occurrence of pneumonia. Thorax 2017;72:803-10.
  56. Günther A, Siebert C, Schmidt R, Ziegler S, Grimminger F, Yabut M, et al. Surfactant alterations in severe pneumonia, acute respiratory distress syndrome, and cardiogenic lung edema. Am J Respir Crit Care Med 1996;153:176-84.
  57. Poroyko V, Meng F, Meliton A, Afonyushkin T, Ulanov A, Semenyuk E, et al. Alterations of lung microbiota in a mouse model of LPS-induced lung injury. Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2015;309:L76-83.
  58. Wu H, Kuzmenko A, Wan S, Schaffer L, Weiss A, Fisher JH, et al. Surfactant proteins A and D inhibit the growth of Gram-negative bacteria by increasing membrane permeability. J Clin Invest 2003;111:1589-602.
  59. Dickson RP, Erb-Downward JR, Prescott HC, Martinez FJ, Curtis JL, Lama VN, et al. Intraalveolar Catecholamines and the Human Lung Microbiome. Am J Respir Crit Care Med 2015;192:257-9.
  60. Price R, MacLennan G, Glen J; SuDDICU Collaboration. Selective digestive or oropharyngeal decontamination and topical oropharyngeal chlorhexidine for prevention of death in general intensive care: systematic review and network meta-analysis. BMJ 2014;348:g2197.
  61. Hotel ACP, Cordoba A. Health and nutritional properties of probiotics in food including powder milk with live lactic acid bacteria. Prevention 2001;5:1-34.
  62. Manzanares W, Wischmeyer PE. Erratum to: Probiotic and synbiotic therapy in critical illness: a systematic review and meta-analysis. Crit Care 2017;21:42.
  63. Li Q, Wang C, Tang C, He Q, Zhao X, Li N, et al. Therapeutic modulation and reestablishment of the intestinal microbiota with fecal microbiota transplantation resolves sepsis and diarrhea in a patient. Am J Gastroenterol 2014;109:1832-4.
  64. Aroniadis OC, Brandt LJ. Fecal microbiota transplantation: past, present and future. Curr Opin Gastroenterol 2013;29:79-84.
  65. Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature 2012;486:207-14.
  66. Choi HH, Cho YS. Fecal Microbiota Transplantation: Current Applications, Effectiveness, and Future Perspectives. Clin Endosc 2016;49:257-65.
  67. Fukuda K, Ogawa M, Taniguchi H, Saito M. Molecular Approaches to Studying Microbial Communities: Targeting the 16S Ribosomal RNA Gene. J UOEH 2016;38:223-32.
  68. Altındiş. M. Mikrobiyata Çalıştayı Sonu Bildirgesi. Sakarya: University of Sakarya; 2017.