DOI: https://doi.org/10.3389/fmed.2026.1793041
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41948584
تاريخ النشر: 2026-03-23
المؤلف: Jinmin Yu وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبيوم المعوي والصحة
نظرة عامة
الإنتان هو حالة شديدة تتميز بخلل في وظائف الأعضاء نتيجة استجابة مناعية غير مناسبة للعدوى، تؤثر على أكثر من 50 مليون فرد على مستوى العالم وتؤدي إلى حوالي 5.3 مليون وفاة سنويًا. تلعب ميكروبات الأمعاء، أكبر نظام بيئي ميكروبي في جسم الإنسان، دورًا حاسمًا في مسببات الإنتان من خلال التأثير على الاستجابات المناعية، وإنتاج المستقلبات، وتفاعلات الأمعاء مع الأعضاء. تستعرض هذه المراجعة بشكل منهجي اختلال توازن ميكروبات الأمعاء الناجم عن الإنتان، مستكشفة آلياته الجزيئية التي تؤدي إلى اضطرابات مناعية، واضطرابات أيضية، وإصابة متعددة الأعضاء. كما تقيم الإمكانيات السريرية والقيود المرتبطة بالعلامات الحيوية المرتبطة بالميكروبيوم والتطورات الحديثة في العلاجات المستهدفة للميكروبات، مثل البروبيوتيك وزرع ميكروبات البراز.
تسلط النتائج الضوء على أن اختلال توازن ميكروبات الأمعاء الناجم عن الإنتان، الذي يتميز بانخفاض التنوع وزيادة في مسببات الأمراض الانتهازية، يساهم بنشاط في الالتهاب الجهازي وخلل وظائف الأعضاء بدلاً من كونه مجرد نتيجة للمرض. يؤدي هذا الاختلال إلى تعطيل سلامة حاجز الأمعاء ويؤدي إلى استجابة مناعية ثنائية الطور، تتميز بالتهاب مفرط أولي يتبعه تثبيط مناعي متأخر. تؤكد المراجعة على الحاجة إلى تحول في النموذج نحو “طب الميكروبيوم الدقيق”، داعية إلى فهم أعمق لتفاعلات المضيف والميكروبات وتطوير استراتيجيات علاجية مخصصة. من خلال دمج البحث الأساسي مع الممارسة السريرية، يمكن أن تعزز الرؤى المستفادة من ميكروبات الأمعاء إدارة الإنتان بشكل كبير، مما قد يقلل من الوفيات ويحسن نتائج المرضى.
مقدمة
تناقش مقدمة هذه الورقة البحثية تطور إدارة الإنتان من عصر “الإنتان-1” إلى “الإنتان-3″، مع تسليط الضوء على تحول التركيز نحو استجابة المضيف المناعية للعدوى كعامل حاسم في الإنتان. يُعرف الإنتان الآن بأنه خلل في وظائف الأعضاء يهدد الحياة نتيجة استجابة مضيف غير منظمة، مع ارتفاع معدل حدوثه على مستوى العالم، خاصة بين الفئات الضعيفة مثل كبار السن والأفراد الذين يعانون من ضعف المناعة. على الرغم من التقدم في العلاج، لا يزال الإنتان سببًا رئيسيًا للوفيات، حيث يساهم في حوالي 5.3 مليون وفاة سنويًا. تؤكد الورقة على التحديات التي تطرحها مقاومة مضادات الميكروبات (AMR) بسبب الاستخدام المفرط والمطول للمضادات الحيوية، مما يزيد من خطر الكائنات المقاومة لأدوية متعددة ويعطل أيضًا ميكروبات الأمعاء.
يجادل المؤلفون بضرورة استراتيجيات علاجية مخصصة في إدارة الإنتان، نظرًا للاختلافات السريرية في الحالة. يشيرون إلى أن عوامل الخطر تختلف بشكل كبير عبر الفئات العمرية المختلفة والحالات الصحية الأساسية، مما يبرز عدم كفاية نهج “مقاس واحد يناسب الجميع” في التجارب السريرية. يتم تقديم دور ميكروبات الأمعاء على أنه محوري في فسيولوجيا الإنتان، مع تحديد الاختلال كعامل محتمل بدلاً من كونه مجرد نتيجة للمرض. يُقترح دمج التقنيات المتقدمة مثل الميتاجينوميات والذكاء الاصطناعي كوسيلة لتعزيز تصنيف المرضى وتطوير العلاجات المستهدفة للميكروبات، مما يحول التركيز من القضاء على مسببات الأمراض إلى استعادة نظام المضيف والميكروبات في السعي نحو الطب الدقيق في الرعاية الحرجة.
طرق
تناقش هذه القسم التغيرات الكبيرة في ميكروبات الأمعاء التي لوحظت في المرضى المصابين بالإنتان، والتي تتميز بانخفاض التنوع α وزيادة في نسبة Firmicutes/Bacteroidetes (F/B). تشير الدراسات السريرية إلى زيادة ملحوظة في مسببات الأمراض الانتهازية مثل *Escherichia coli*، *Klebsiella*، و*Enterococcus spp.*، إلى جانب نقص في البكتيريا المفيدة المنتجة للأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFA) مثل *Faecalibacterium prausnitzii* و*Bifidobacterium*. ترتبط هذه التغيرات الميكروبية بشدة المرض ومخاطر الوفاة، مما يشير إلى إمكانياتها كمؤشرات تنبؤية. على سبيل المثال، أظهرت أبحاث Sun et al. أن المرضى المصابين بالإنتان لديهم مستويات مرتفعة من *Enterococcus* وانخفاض في البكتيريا المفيدة، مع ارتباط وفرة *Bacteroides* بإقامة أطول في وحدة العناية المركزة والمضاعفات.
تحديدت تحقيقات إضافية، بما في ذلك تلك التي أجراها Freedberg et al. وLiu et al.، ملفات ميكروبية محددة مرتبطة بزيادة مخاطر الوفاة وصدمة الإنتان. أظهر استخدام العشوائية المندلية من قبل Tang et al. ارتباطات وقائية لبعض الفئات الميكروبية مع الإنتان، بينما أكدت نماذج الحيوانات فقدان التنوع الميكروبي وزيادة مسببات الأمراض في الإنتان. تؤكد النتائج مجتمعة أن ميكروبات الأمعاء تشارك بنشاط في فسيولوجيا الإنتان، مع وجود توقيعات ميكروبية محددة تعمل كمؤشرات محتملة لتصنيف المخاطر المبكرة والتنبؤ. يبرز هذا أهمية استراتيجيات علاجية تهدف إلى استعادة ميكروبات الأمعاء الصحية لتحسين نتائج المرضى في الإنتان.
نقاش
تؤكد قسم النقاش في الورقة البحثية على العوامل المتعددة التي تؤثر على تركيب ميكروبات الأمعاء وآثارها على صحة المضيف، خاصة في سياق الإنتان. يبرز أن ميكروبات الأمعاء تتشكل من خلال عناصر مختلفة بما في ذلك العرق، الوراثة، العمر، الجنس، النظام الغذائي، والموقع الجغرافي. على سبيل المثال، تُلاحظ ملفات ميكروبية مميزة بين مجموعات عرقية مختلفة، مع ملاحظات ملحوظة للتشابهات العائلية، خاصة بين التوائم المتطابقة. يتم التأكيد على الطبيعة الديناميكية لميكروبات الأمعاء طوال الحياة، حيث يزداد التنوع الميكروبي من الطفولة إلى البلوغ ويظهر تغييرات ملحوظة مع التقدم في العمر والتغيرات الهرمونية بعد البلوغ. يُحدد النظام الغذائي كعامل حاسم، يؤثر على تركيب الميكروبات ووظيفتها، مما يؤثر بدوره على صحة المضيف من خلال آليات مثل إنتاج الأحماض الدهنية قصيرة السلسلة (SCFA).
تستكشف القسم أيضًا العواقب المرضية للاختلال الميكروبي، خاصة أثناء الإنتان، حيث disrupt استخدام المضادات الحيوية والالتهاب الجهازي التوازن الميكروبي، مما يؤدي إلى زيادة القابلية للإصابات الانتهازية وخلل وظائف الأعضاء المتعددة. يرتبط الاختلال باستجابة مناعية ثنائية الطور تتميز بالتهاب مفرط أولي يتبعه تثبيط مناعي، مما يساهم في الالتهاب الجهازي وفشل الأعضاء. التفاعل بين ميكروبات الأمعاء واستجابات المناعة لدى المضيف أمر حاسم، حيث لا يؤدي الاختلال إلى تفاقم الالتهاب فحسب، بل يعيق أيضًا حاجز الأمعاء، مما يؤدي إلى متلازمة “الأمعاء المتسربة”. تسهل هذه الحالة انتقال منتجات الميكروبات إلى الدورة الدموية النظامية، مما يزيد من تفاقم الاستجابة الالتهابية ويعزز خلل وظائف الأعضاء المتعددة من خلال محاور الأمعاء والأعضاء، مثل محاور الأمعاء والرئة والأمعاء والكبد. بشكل عام، تؤكد النتائج على أهمية الحفاظ على توازن ميكروبات الأمعاء من أجل صحة مثلى والطرق العلاجية المحتملة التي تستهدف الميكروبات في إدارة الإنتان.
DOI: https://doi.org/10.3389/fmed.2026.1793041
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41948584
Publication Date: 2026-03-23
Author(s): Jinmin Yu et al.
Primary Topic: Gut microbiota and health
Overview
Sepsis is a severe condition characterized by organ dysfunction due to an inappropriate immune response to infection, affecting over 50 million individuals globally and resulting in approximately 5.3 million deaths annually. The gut microbiota, the largest microbial ecosystem in the human body, plays a crucial role in sepsis pathogenesis by influencing immune responses, metabolite production, and gut-organ interactions. This review systematically examines the dysbiosis of gut microbiota induced by sepsis, exploring its molecular mechanisms that lead to immune disorders, metabolic disturbances, and multi-organ injury. It also evaluates the clinical potential and limitations of microbiome-associated biomarkers and recent advancements in microbiota-targeted therapies, such as probiotics and fecal microbiota transplantation.
The findings highlight that sepsis-induced gut microbiota dysbiosis, marked by reduced diversity and an increase in opportunistic pathogens, actively contributes to systemic inflammation and organ dysfunction rather than being a mere consequence of the disease. This dysbiosis disrupts intestinal barrier integrity and leads to a biphasic immune response, characterized by initial hyperinflammation followed by late immunosuppression. The review emphasizes the need for a paradigm shift towards “precision microbiome medicine,” advocating for a deeper understanding of host-microbiota interactions and the development of personalized treatment strategies. By integrating basic research with clinical practice, the insights gained from gut microbiota could significantly enhance sepsis management, potentially reducing mortality and improving patient outcomes.
Introduction
The introduction of this research paper discusses the evolution of sepsis management from the “Sepsis-1” to “Sepsis-3” era, highlighting a shift in focus towards the host’s immune response to infection as a critical factor in sepsis. Sepsis is now defined as life-threatening organ dysfunction resulting from a dysregulated host response, with its incidence rising globally, particularly among vulnerable populations such as the elderly and immunocompromised individuals. Despite advancements in treatment, sepsis remains a leading cause of mortality, contributing to approximately 5.3 million deaths annually. The paper emphasizes the challenges posed by antimicrobial resistance (AMR) due to excessive and prolonged antibiotic use, which not only increases the risk of multidrug-resistant organisms but also disrupts the gut microbiota.
The authors argue for the necessity of personalized therapeutic strategies in sepsis management, given the clinical heterogeneity of the condition. They note that risk factors vary significantly across different age groups and underlying health conditions, underscoring the inadequacy of a “one-size-fits-all” approach in clinical trials. The role of the gut microbiota is presented as pivotal in sepsis pathophysiology, with dysbiosis identified as a potential causal factor rather than merely a consequence of the disease. The integration of advanced technologies such as metagenomics and artificial intelligence is proposed as a means to enhance patient stratification and develop microbiome-targeted therapies, thereby shifting the focus from pathogen eradication to the restoration of the host-microbe ecosystem in the pursuit of precision medicine in critical care.
Methods
The section discusses the significant alterations in gut microbiota observed in septic patients, characterized by reduced α-diversity and an altered Firmicutes/Bacteroidetes (F/B) ratio. Clinical studies indicate a marked enrichment of opportunistic pathogens such as *Escherichia coli*, *Klebsiella*, and *Enterococcus spp.*, alongside a depletion of beneficial short-chain fatty acid (SCFA)-producing bacteria like *Faecalibacterium prausnitzii* and *Bifidobacterium*. These microbial changes correlate with disease severity and mortality risk, suggesting their potential as prognostic indicators. For instance, research by Sun et al. demonstrated that septic patients had increased *Enterococcus* levels and reduced beneficial bacteria, with the abundance of *Bacteroides* linked to longer ICU stays and complications.
Further investigations, including those by Freedberg et al. and Liu et al., identified specific microbial profiles associated with increased mortality risk and septic shock. The use of Mendelian randomization by Tang et al. revealed protective associations of certain microbial classes with sepsis, while animal models confirmed the loss of microbial diversity and overgrowth of pathogens in sepsis. The findings collectively emphasize that gut microbiota actively participates in sepsis pathophysiology, with specific microbial signatures serving as potential biomarkers for early risk stratification and prognosis. This highlights the importance of therapeutic strategies aimed at restoring a healthy gut microbiome to improve patient outcomes in sepsis.
Discussion
The discussion section of the research paper emphasizes the multifaceted factors influencing gut microbiota composition and its implications for host health, particularly in the context of sepsis. It highlights that the gut microbiota is shaped by various elements including ethnicity, genetics, age, sex, diet, and geographical location. For instance, distinct microbial profiles are observed among different ethnic groups, with significant familial similarities noted, particularly among monozygotic twins. The dynamic nature of the gut microbiota throughout life is underscored, with microbial diversity increasing from infancy to adulthood and exhibiting notable shifts with aging and hormonal changes post-puberty. Diet is identified as a critical determinant, influencing microbial composition and functionality, which in turn affects host health through mechanisms such as short-chain fatty acid (SCFA) production.
The section further explores the pathological consequences of gut dysbiosis, particularly during sepsis, where antibiotic use and systemic inflammation disrupt microbial balance, leading to increased susceptibility to opportunistic infections and multi-organ dysfunction. Dysbiosis is linked to a biphasic immune response characterized by initial hyperinflammation followed by immunosuppression, contributing to systemic inflammation and organ failure. The interplay between gut microbiota and host immune responses is crucial, as dysbiosis not only exacerbates inflammation but also impairs the intestinal barrier, leading to “leaky gut” syndrome. This condition facilitates the translocation of microbial products into systemic circulation, further aggravating the inflammatory response and promoting multi-organ dysfunction through gut-organ axes, such as the gut-lung and gut-liver axes. Overall, the findings underscore the importance of maintaining gut microbiota homeostasis for optimal health and the potential therapeutic avenues targeting microbiota in sepsis management.