Международное консенсусное заявление по тестированию микробиома в клинической практике (конспект статьи)

Конспект статьи «Международное консенсусное заявление по тестированию микробиома в клинической практике» (Porcari S. et al. International consensus statement on microbiome testing in clinical practice. Lancet Gastroenterol Hepatol 2024).

Данное международное междисциплинарное экспертное заявление было созвано для стандартизации передовых методов тестирования микробиома для клинического применения. Оно включает рекомендации по общим принципам, минимальным требованиям к предоставлению, показаниям, протоколам перед тестированием, методам анализа, представлению результатов и потенциальной клинической ценности. Целью является создание основы для регулирования предоставления тестов микробиома и минимизации использования ненадлежащих тестов, а также прокладывание пути для основанного на доказательствах развития и использования диагностики микробиома человека в клинической медицине.

Несмотря на растущий интерес к потенциальному использованию микробиома кишечника в качестве диагностического инструмента, доказательства, подтверждающие его клиническую полезность, пока скудны. В настоящее время коммерческие поставщики предлагают множество прямых потребительских тестов микробиома без какого-либо консенсуса по их регулированию или доказанной ценности в клинической практике. Это вызывает опасения относительно значительной траты индивидуальных ресурсов и ресурсов системы здравоохраннеия, а также потенциальных недостатков в клиническом ведении пациентов.

Общие принципы и минимальные требования к предоставлению диагностического тестирования микробиома.

Экспертная группа определила следующие основные принципы и требования, которым должны соответствовать поставщики услуг по тестированию микробиома:

Прозрачность и научная достоверность. Поставщики тестирования микробиома должны предоставлять разумное, надежное, прозрачное и научное представление о тесте, четко информируя клиентов о скудных доказательствах его применимости в клинической практике. Эти организации также могут участвовать в исследовательских протоколах в строгих условиях, чтобы генерировать доказательства для этой развивающейся области.
Мультидисциплинарный подход. Предоставление теста микробиома включает в себя сложную систему, от сбора биологических образцов, секвенирования микробного генома и вычислительного анализа и до выпуска интерпретируемого отчета. Следовательно, поставщики тестирования микробиома должны включать экспертов с мультидисциплинарными компетенциями. Команда должна включать специалистов по секвенированию нового поколения, вычислительной биологии, микробной экологии и клинической микробиологии. Врачи также могут быть привлечены в качестве консультантов для поддержки лечащих врачей в интерпретации результатов теста.
Надзор со стороны врача. Любые изменения в клиническом ведении пациентов, основанные на тестировании микробиома, должны производиться только их лечащими врачами или специалистами здравоохранения. Клинические решения являются результатом сложного процесса, который оценивает все аспекты истории болезни пациента, а не только один тест.
Высокие стандарты качества и защита данных. Лаборатории, предоставляющие тестирование микробиома, должны гарантировать высокие стандарты качества и защиту данных пациентов, а также быть аккредитованными, зарегистрированными и регулируемыми. Регулирование должно осуществляться на национальном уровне. Поставщики должны гарантировать защиту данных пациента, включая их обработку в рамках правовой базы территории сбора данных, информирование пациента о политике использования данных, получение согласия (с возможностью отзыва), анонимизацию данных и обеспечение безопасных протоколов для хранения данных.
Использование проверенного программного обеспечения и баз данных. Для предоставления тестирования микробиома требуются проверенные и обновленные вычислительные программные комплексы и базы данных, направленные на определение микробной таксономии. Все этапы должны включать контрольные точки качества для подсчета последовательностей, качества последовательностей, шумоподавления, кривых разрежения и выравнивания с базой данных для присвоения различных таксономических уровней. Использование проприетарных протоколов, которые не могут быть внешне проверены, не рекомендуется.

Процедурные шаги перед тестированием.

Перед проведением тестирования микробиома необходимо соблюдать определенные процедурные шаги:

Клиническая рекомендация. Поскольку существует мало доказательств применимости тестирования микробиома кишечника в клинической практике, прямые запросы пациентов на тестирование микробиома без клинической рекомендации не рекомендуются. Тестирование должно запрашиваться только врачами или другими лицензированными специалистами здравоохранения (например, диетологами). Нелицензированные специалисты (например, личные тренеры, коучи, гомеопаты, остеопаты) не должны назначать тестирование микробиома.
Сбор клинических данных пациента. Перед тестированием должны быть собраны ключевые клинические данные пациента, включая те, которые могут влиять на характеристики микробиома кишечника. Существенная информация должна включать как минимум возраст, пол, ИМТ, пищевые привычки, статус курения и употребления алкоголя, время транзита по кишечнику, сопутствующие заболевания и принимаемые лекарства, а также прошлую медицинскую историю. Диета может быть основным модификатором микробиома кишечника, поэтому пищевые привычки пациента должны быть записаны.
Не прерывать терапию или диету. Пациенты не должны прерывать свою терапию или изменять обычный рацион до тестирования, если это не рекомендовано лечащим врачом. Изменение обычной диеты и терапии может дать ложную картину микробиома кишечника пациента. Кроме того, отмена препарата может быть клинически противопоказана.
Сбор и хранение образцов кала. Сбор образцов кала должен исключать любое загрязнение окружающей среды и обеспечивать сохранение генома. Собранные образцы должны быть отправлены в лаборатории тестирования с гарантийными стандартами для секвенирования микробиома в рекомендуемые сроки и условиях, описанных в инструкциях по сбору. После прибытия образцы должны храниться при –80°C до дальнейшей обработки. Рекомендуется использовать наборы для сбора кала с консервирующими среду для генома. Время и температура сбора, а также температура хранения должны быть зафиксированы пациентом.
Другие биологические образцы. Анализ микробиома из других биологических образцов, кроме кала, включая вагинальные, кожные и оральные мазки, образцы слюны и грудного молока, должен обрабатываться в соответствии с существующими научными данными и клиническими показаниями. Эти области требуют дальнейшего развития перед широким применением в клинической практике, и рекомендации по обработке должны соответствовать доступным доказательствам.

Анализ микробиома.

Рабочая группа по анализу микробиома дала следующие рекомендации:

Подходящие методы профилирования. Подходящие методы профилирования сообщества микробиома кишечника включают ампликонное секвенирование (например, 16S рРНК) и полногеномное секвенирование (метагеномное секвенирование). Оба метода являются надежными для профилирования микробиомов на основе сообщества, хотя имеют свои сильные стороны и недостатки (см. Таблицу 3 в источнике). Следует использовать определенные положительные и отрицательные контроли для минимизации смещений.
Неподходящие методыь Мультиплексная ПЦР и бактериальные культуры, хотя и потенциально полезны (особенно для идентификации конкретных патогенов), не могут считаться тестированием микробиома и не могут использоваться в качестве замены для профилирования микробиома.
Предварительная обработка данных. Предварительная обработка необработанных секвенированных данных должна быть подробно описана перед анализом. Это включает количество прочтений на образец, используемую эталонную базу данных (с версией), подход к биоинформатическому анализу и все предпринятые шаги по контролю качества.
Показатели разнообразия. Анализ микробиома должен включать метрики альфа-разнообразия (богатство и равномерность) и бета-разнообразия. Альфа-разнообразие измеряет сложность и разнообразие экосистемы, а бета-разнообразие измеряет сходство между двумя микробными сообществами.
Полное таксономическое профилирование. Полное таксономическое профилирование микробных сообществ кишечника является важным компонентом тестирования микробиома. Таксоны должны быть идентифицированы на всех возможных уровнях, от типа до рода или вида для ампликонного секвенирования, и до вида или штамма для полногеномного секвенирования, с оценкой их относительного вклада в сообщество.
Сравнение со здоровой контрольной группой. Для облегчения интерпретации таксономического и профиля разнообразия пациента следует включать соответствующее сравнение с подобранной здоровой контрольной группой. При этом должны учитываться потенциальные искажающие факторы (например, биогеография, возраст, пол, ИМТ, прием лекарств, диета, технические искажающие факторы).
Долгосрочная оценка. Продольная оценка микробиома пациента в разные моменты времени может быть полезна в конкретных клинических сценариях (например, для оценки эффектов лечения или диеты, или после стрессового события).
Не рекомендуется: метаболомический анализ и “метаболический потенциал” Метаболомический анализ биожидкостей в настоящее время не рекомендуется в клинической практике. Вывод о “метаболическом потенциале” микробиома пациента по его таксономическому профилю также не рекомендуется. Хотя метаболомика является ценным инструментом для понимания взаимодействий “хозяин-микробиом”, доказательства для ее использования в клинической практике пока слишком предварительны.

Характеристики отчетов.

Отчеты о тестировании микробиома должны соответствовать следующим рекомендациям:

Данные о медицинской истории пациента. Данные, касающиеся медицинской истории пациента, должны быть включены в окончательный отчет. Это облегчит интерпретацию результатов для лечащего врача.
Подробное описание протокола тестирования. Отчет должен кратко описывать протокол теста, включая методы сбора и хранения кала, экстракции ДНК, амплификации, секвенирования и постобработки секвенированных данных. Должны быть указаны основные особенности методов секвенирования (например, ампликонные методы или полногеномное секвенирование), глубина секвенирования, а также детали используемых машин, программного обеспечения, библиотек и пайплайнов для вычислительного анализа с указанием версий.
Метрики альфа- и бета-разнообразия. Метрики альфа- и бета-разнообразия, оцененные на этапе тестирования, должны быть включены в окончательный отчет.
Максимально глубокое таксономическое разрешение. Состав микробиома должен быть описан с максимально возможным таксономическим разрешением, специфично для рода или вида для данных секвенирования гена 16S рРНК и для вида для данных полногеномного секвенирования.
Отчет о значимых таксонах и патогенах. Отчет должен включать все таксоны, которые значительно отличаются от здоровых контролей, а также известные микробные патогены. Отчет о специфических значимых для здоровья таксонах и кластерах (например, Akkermansia spp, Bifidobacterium spp, Enterobacteriaceae, Fusobacterium spp, Lactobacillus spp и продуценты короткоцепочечных жирных кислот), независимо от их численности, может представлять интерес, несмотря на скудные доказательства причинно-следственной связи с заболеваниями человека.
Не рекомендуется: Соотношение Firmicutes-to-Bacteroidetes. Отчетность о соотношении Firmicutes-to-Bacteroidetes в тестировании микробиома не рекомендуется. Показатели на уровне типа недостаточны для полного спектра вариаций микробиоты кишечника и могут давать ложные результаты.
Не рекомендуется: индексы дисбиоза. Существует недостаточно доказательств для включения какого-либо индекса дисбиоза в отчет о тестировании микробиома, хотя эти метрики заслуживают дальнейших исследований. Отсутствие общего определения дисбиоза делает его неприменимым в клинической практике.
Недостаточно информации для строгих референтных диапазонов. В целом, недостаточно информации для сообщения строгих здоровых референтных диапазонов относительной численности видов. Количественная оценка микробных таксонов на основе последовательностей является относительной, и их следует сообщать в процентах, чтобы избежать неверной интерпретации как абсолютных чисел.
Удобная инфографика. Рекомендуется использовать удобную инфографику (например, гистограммы или ящичковые диаграммы, отображающие относительную численность ключевых таксонов), чтобы сделать отчет легко интерпретируемым, в то время как простые ординации таксонов следует избегать.
Не рекомендуется: Терапевтические рекомендации. Группа категорически не рекомендует предоставление поставщиком тестирования каких-либо терапевтических советов после тестирования. Терапевтическое ведение пациентов является сложным процессом, который не может полагаться только на один тест, и должно быть возложено на лечащего врача.
Предоставление необработанных данных. Необработанные данные могут быть предоставлены пациенту по запросу (например, для анализа второго мнения) в виде ампликонных или метагеномных прочтений (в зависимости от метода секвенирования). Это может быть полезно для дальнейшего анализа специалистами и более удобно, чем повторение анализа микробиома из-за его изменчивости. При этом необходимо письменное информированное согласие пациента и анонимизация данных.

Актуальность тестирования микробиома в клинической практике: настоящее и будущее.

Экспертная группа рассмотрела текущую актуальность тестирования микробиома в клинической практике и будущие стратегии, необходимые для создания доказательств его применения:

Недостаточно доказательств для рутинного использования. В настоящее время недостаточно доказательств для широкой рекомендации рутинного использования тестирования микробиома в клинической практике; это должно быть поддержано целенаправленными исследованиями. Несмотря на растущий объем доказательств роли микробиома в здоровье и болезнях, пока нет консолидированных прямых доказательств того, что диагностика на основе микробиома улучшает клиническое ведение пациентов.
Потенциальная полезность качественных/количественных данных. Качественные или количественные данные, извлекаемые из отчетов по микробиому, могут быть полезны в клинической практике, хотя доказательств для их применения в рутинной практике все еще недостаточно.
Необходимость дальнейших исследований. Необходимы исследования, направленные на оценку ценности профилирования микробиома при различных расстройствах, чтобы тестирование могло войти в клиническую практику. Требуются крупные наблюдательные и интервенционные исследования для генерации прямых доказательств потенциальной полезности диагностики на основе микробиома.
Обучение и раскрытие информации. Раскрытие потенциальных преимуществ и недостатков тестирования микробиома, а также обучение основам микробиомной науки и интерпретации отчетов о микробиоме, рекомендуется для содействия и распространения их использования в клинической практике. Большинство врачей не имеют необходимой базы знаний для интерпретации и использования отчета о микробиоме.

Заключение и будущее направление.

Инициатива направлена на установление этических, организационных и технических правил для разработки, коммерческого использования и клинического внедрения тестирования микробиома. Несмотря на то, что рекомендации представлены в виде экспертных мнений и не применяли подход GRADE (Оценка рекомендаций, разработка и оценка) из-за их концептуального или технического содержания, они предоставляют ценную основу.

Ожидается, что регулирующие меры, аналогичные тем, что применяются Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) к генетическому тестированию (например, определение критериев точности, надежности, клинической значимости и четкой коммуникации результатов), будут применены и к диагностике микробиома, если они будут подкреплены соответствующими доказательствами.

В конечном итоге, важной долгосрочной целью является стимулирование будущих исследований по применению диагностики микробиома человека в клинической практике. Укрепление доказательств для диагностики микробиома и развитие передовых методов лечения микробиома должны сочетаться с одновременными образовательными усилиями, включая определение формальных путей обучения для формирования специализированного функционального класса клиницистов-микробиологов.