Особенности микробиоты ротоглотки здоровых детей и страдающих острой респираторной инфекцией

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. Микробиота ротоглотки участвует в формировании колонизационной резистентности, оказывая влияние на интенсивность вирусной адгезии и метаболический обмен. Любые отклонения в стабильности экологических микробных ниш ротоглотки изменяют местный иммунный ответ и могут явиться триггером в развитии тяжелой хронической соматической патологии.

Цель. Сравнить состав микробиоты детей, переносящих эпизод респираторной инфекции, и здоровых добровольцев, обратившихся в разные периоды реконвалесценции. Полученные данные возможно использовать для прогнозирования динамики заболевания, анализа риска осложнений и оценки частоты заболеваний в будущем.

Материалы и методы. С 20.01.2022 по 23.12.2022 проводилось открытое проспективное одноцентровое рандомизированное сравнительное исследование, в котором приняли участие 120 детей в возрасте 5–10 лет, обратившихся с симптомами острой респираторной инфекции. Контрольная группа состояла из 15 детей, не имеющих симптомов заболевания, которые обратились в различные периоды реконвалесценции. В рамках исследования проводилось сравнение изменений в составе оральной микробиоты больных и здоровых детей. Оценка осуществлялась с использованием секвенирования полного гена 16S рибосомальной РНК на платформе Oxford Nanopore. Таксонометрический анализ на уровне видов и родов выполнялся с помощью платформы Кномикс-Биота. Для статистической обработки использовался язык программирования R. Кроме того, проведена оценка показателей α- и β-разнообразия микробиоты. Для оценки α-разнообразия (разнообразия внутри одного сообщества) рассчитывали индексы Chao1 и Шеннона. Первый учитывает количество не только видов, найденных в образце, но и редких видов, которые зарегистрированы всего 1 или 2 раза. Это предотвращает недооценку разнообразия. Индекс Шеннона учитывает как количество видов, так и их равномерность в сообществе. Изменение индекса указывает на доминирование одного или нескольких видов. Для оценки β-разнообразия, описывающего различия между двумя образцами микробиоты, на уровне видов и родов использовались следующие показатели: мера различия Брея–Кертиса (характеризующая отношения общих и различных микроорганизмов между образцами) и расстояние Эйтчисона (отражающее различия в пропорциях микроорганизмов). Дополнительно проводилась оценка баланса между двумя группами микроорганизмов с использованием метода NearesBalance, который характеризует различия между микробиотой основной и контрольной групп.

Результаты. На фоне течения респираторной инфекции состояние микробиоты ротоглотки отличается повышением α-разнообразия, что ассоциировано с увеличением доли видов Streptococcus salivarius, Streptococcus pneumoniae, Streptococcus pseudopneumoniae, Streptococcus pyogenes, Streptococcus thermophilus и А12 по отношению к доле видов Streptococcus mitis, Streptococcus oralis, Streptococcus gwangjuense, Streptococcus sanguinis, Streptococcus gordonii и FDAARGOS_192. В группе контроля произошло разделение на 2 кластера микробиоты ротоглотки. В 1-й группе контроля наблюдается доминирование стрептококков, в то время как у 2-й группы контроля более равномерная представленность. Анализируя динамику микробных сообществ в основной группе и группах контроля, можно рассматривать этапы восстановления оральной микробиоты после перенесенного эпизода острой респираторной инфекции.

Заключение. Необходимо продолжить исследования в области орофарингеального микробиома на большей выборке здоровых детей, стандартизировать сообщества микробиоты ротоглотки, изучить взаимодействие между собой и организмом в целом. Анализ воздействия микробиоты на частоту и течение респираторных инфекций и вероятность осложнений открывает новые перспективы в лечении, реабилитации и профилактике заболеваний. Эти направления исследований могут содействовать улучшению здоровья и повышению качества жизни у детей, а также внедрению новых подходов в клиническую практику.

Об авторах

Ирина Сергеевна Кузнецова

ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России

Автор, ответственный за переписку.
Email: doctor_irina_kuznetsova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5164-682X

ассистент каф. педиатрии им. акад. Г.Н. Сперанского

Россия, Москва

Ирина Владимировна Бережная

ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России

Email: doctor_irina_kuznetsova@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2847-6268

канд. мед. наук, доц. каф. педиатрии им. акад. Г.Н. Сперанского

Россия, Москва

Станислав Игоревич Кошечкин

ООО «Нобиас Технолоджис»

Email: st.koshechkin@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-7389-0476

канд. биол. наук, дир. по науке

Россия, Москва

Владимир Андреевич Романов

ООО «Нобиас Технолоджис»

Email: romanov@nobiastech.com
ORCID iD: 0000-0002-7540-5884

менеджер клин. исследований

Россия, Москва

Татьяна Александровна Чередникова

ГБУЗ «Детская городская поликлиника №140» Департамента здравоохранения г. Москвы

Email: tcherednikova@list.ru
ORCID iD: 0009-0004-7784-7055

глав. врач

Россия, Москва

Ирина Николаевна Захарова

ФГБОУ ДПО «Российская медицинская академия непрерывного профессионального образования» Минздрава России

Email: zakharova-rmapo@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-4200-4598

д-р мед. наук, проф., зав. каф. педиатрии им. акад. Г.Н. Сперанского

Россия, Москва

Список литературы

  1. Григорьевская З.В., Терещенко И.В., Казимов А.Э., и др. Микробиота полости рта и ее значение в генезе рака орофарингеальной зоны. Зло-качественные опухоли. 2020;10(3s1):54-9 [Grigorievskaia ZV, Tereshchenko IV, Kazimov AE, et al. Mikrobiota polosti rta i ee znacheniie v geneze raka orofaringealnoi zony. Malignant Tumours. 2020;10(3s1):54-9 (in Russian)]. doi: 10.18027/2224-5057-2020-10-3s1-54-59
  2. Бурбела Е.И., Волянская Л.А., Романюк Л.Б., Стеценко В.В. Сравнительный анализ колонизирующей микрофлоры ротоглотки у детей, больных ОРИ и бронхиальной астмой. Журнал Гродненского государственного медицинского университета. 2016;4:69-72 [Burbela EI, Volyanskaya LA, Romanyuk LB, Stetsenko VV. Sravnitelnyi analiz koloniziruiushchei mikroflory rotoglotki u detei, bolnykh ORI i bronkhialnoi astmoy. Zhurnal Grodnenskogo Gosudarstvennogo Meditsinskogo Universiteta. 2016;4:69-72 (in Russian)].
  3. Плотникова Е.Ю., Захарова Ю.В. Иммуномодулирующие эффекты пробиотиков. Медицинский Совет. 2020;(15):135-44 [Plotnikova EYu, Zakharova YuV. Immunomodulatory effects of probiotics. Medical Council. 2020;(15):135-44 (in Russian)]. doi: 10.21518/2079-701X-2020-15-135-144
  4. Гуров А.В., Юшкина М.А., Мужичкова А.В. Микробиоценоз-регулирующая терапия воспалительной патологии ротоглотки. Вестник оториноларингологии. 2021;86(6):51-6 [Gurov AV, Yushkina MA, Muzhichkova AV. Microbiocenosis-regulating therapy of inflammatory pathology of the oropharynx. Russian Bulletin of Otorhinolaryngology. 2021;86(6):51-6 (in Russian)]. doi: 10.17116/otorino20218606151
  5. Бурмистрова А.Л., Филиппова Ю.Ю., Нохрин Д.Ю., Тимофеева А.В. Микробный социум экологической ниши: ротовая полость здоровых детей. Инфекция и иммунитет. 2018;8(1):54-60 [Burmistrova AL, Filippova YuYu, Nokhrin DYu, Timofeeva AV. Society of environmental niche: oral cavity of the healthy children. Infection and Immunity. 2018;8(1):54-60 (in Russian)]. doi: 10.15789/2220-7619-2018-1-54-60
  6. Габитова А.Э., Галынкин В.А. Биологические основы резистентности. Монография. СПб.: Проспект Науки, 2019 [Gabitova AE, Galynkin VA. Biologicheskiie osnovy rezistentnosti. Monografiia. Saint Petersburg: Prospekt Nauki, 2019 (in Russian)].
  7. Li X, Liu Y, Yang X, et al. The Oral Microbiota: Community Composition, Influencing Factors, Pathogenesis, and Interventions. Front Microbiol. 2022;13:895537. doi: 10.3389/fmicb.2022.895537
  8. Jacob KM, Reguera G. Competitive advantage of oral streptococci for colonization of the middle ear mucosa. Biofilm. 2022;4:100067. doi: 10.1016/j.bioflm.2022.100067
  9. Zaslavskaya MI, Makhrova TV, Aleksandrova NA, et al. Prospects for Using Bacteriocins of Normal Microbiota in Antibacterial Therapy (Review). STM. 2019;11(3):136. doi: 10.17691/stm2019.11.3.17
  10. Gomez A, Nelson KE. The Oral Microbiome of Children: Development, Disease, and Implications Beyond Oral Health. Microb Ecol. 2017;73(2):492-503. doi: 10.1007/s00248-016-0854-1
  11. Lee KH, Foxman B, Kuan G, et al. The respiratory microbiota: associations with influenza symptomatology and viral shedding. Ann Epidemiol. 2019:37:51-6.e6. doi: 10.1016/j.annepidem.2019.07.013
  12. Dinwiddie DL, Denson JL, Kennedy JL. Role of the Airway Microbiome in Respiratory Infections and Asthma in Children. Pediatr Allergy Immunol Pulmonol. 2018;31(4):236-40. doi: 10.1089/ped.2018.0958
  13. Куликова Н.Г., Плоскирева А.А., Акимкин В.Г. Микробиоценоз кишечника с позиции теории саморегуляции. Медицинский оппонент. 2022;3(19):14-20 [Kulikova NG, Ploskireva AA, Akimkin VG. Mikrobiotsenoz kishechnika s pozitsii teorii samoreguliatsii. Meditsinskii Opponent. 2022;3(19):14-20 (in Russian)].
  14. Willis JR, González-Torres P, Pittis AA, et al. Citizen science identifies two major “stomatotypes” in the adolescent oral microbiome and reveals associations with drinking water habits and composition. Microbiome. 2018;6:218. DOI:10/1186/s40168-018-0592-3
  15. Rothman JA, Riis JL, Hamilton KR, et al. Oral microbial communities in children, caregivers, and associations with salivary biomeasures and environmental tobacco smoke exposure. mSystems. 2023;8(4):e0003623. doi: 10.1128/msystems.00036-23
  16. Walker AW, Hoyles L. Human microbiome myths and misconceptions Microbiol. 2023;8(8):1392-6. doi: 10.1038/s41564-023-01426-7
  17. Wang B, Cleary PP. Intracellular Invasion byStreptococcus pyogenes: Invasins, Host Receptors, and Relevance to Human Disease. Microbiol Spectr. 2019;7(4). doi: 10.1128/microbiolspec.GPP3-0049-2018
  18. Пикуза О.И., Закирова А.М., Воленюк Е.В., и др. Функциональный потенциал колонизационной защиты буккальных эпителиоцитов как индикатор клинического течения заболеваний респираторного тракта. Практическая медицина. 2023;21(1):76-80 [Pikuza OI, Zakirova AM, Volenyuk EV, et al. Funktsionalnyi potentsial kolonizatsionnoi zashchity bukkalnykh epiteliotsitov kak indikator klinicheskogo techeniya zabolevanii respiratornogo trakta. Prakticheskaia Meditsina. 2023;21(1):76-80 (in Russian)]. DOI:10.32000.2072-1757-2023-1-76-80
  19. Kitten T, Munro CL, Zollar NQ, et al. Oral streptococcal bacteremia in hospitalized patoents :taxonomic identification and clinical characterization. J Clin Microbiol. 2012;50:1039-42.
  20. Libertucci J, Young VB. The role of the microbiota in infectious diseases. Nat Microbiol. 2019;4(1):35-45. doi: 10.1038/s41564-018-0278-4
  21. Дубинин С.И., Зайцев А.В., Ваценко А.В., и др. Межмикробные взаимодействия орального биотопа. Медицинские новости Грузии. 2020;2(299):131-6 [Dubinin SI, Zaitsev AV, Vatsenko AV, et al. Intermicrobial interactions of the oral biotope.Georgian Medical News. 2020;2(299):131-6 (in Russian)].
  22. Детушева Е.В., Слукаин П.В., Фурсова Н.К. Молекулярно-генетические методы изучения биопленок микроорганизмов. Бактериология .2020;5(2):49-55 [Detusheva EV, Slukain PV, Fursova NK. Molekuliarno-geneticheskiie metody izucheniia bioplenok mikroorganizmov. Bakteriologiia .2020;5(2):49-55 (in Russian)]. doi: 10.20953/2500-2020-2-49-55
  23. Wang H, Dai W, Feng X, et al. Microbiota Composition in Upper Respiratory Tracts of Healthy Children in Shenzhen, China, Differed with Respiratory Sites and Ages Biomed Res Int. 2018:2018:6515670. doi: 10.1155/2018/6515670
  24. Феклисова Л.В., Хадисова М.К., Каражас М.К., и др. Пневмоцистная инфекция у часто болеющих детей: что важно учесть. StatusPraesens. Педиатрия и неонатология. 2020;2(68):30-7 [Feklisova LV, Khadisova MK, Karazhas MK, et al. Pnevmotsistnaia infektsiia u chasto boleyushchikh detei: chto vazhno uchest’. StatusPraesens. Pediatriia i Neonatologiia. 2020;2(68):30-7 (in Russian)].
  25. Sharma N, Bhatia S, Sodhi AS, Batra N. Oral microbiome and health. AIMS Microbiol. 2018;4(1):42-66.
  26. Курдюкова Т.И., Красноруцкая О.Н. Микробиом верхних дыхательных путей у детей раннего и дошкольного возраста. Педиатрия им. Г.Н. Сперанского. 2023;102(1):98-105 [Kurdiukova TI, Krasnorutskaia ON. Microbiome of the upper respiratory tract in infants and preschool children. Pediatria n.a. GN Speransky. 2023;102(1):98-105 (in Russian)]. doi: 10.24110/0031-403X-2023-102-1-98-105

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Оценка по индексу Шеннона и индексу Chao1 в основной группе и группе контроля.

Скачать (48KB)
Метаданные
3. Рис. 2. β-Разнообразие, представленное расстоянием Эйтчисона (пропорции бактерий) и по мере Брея–Кертиса.

Скачать (85KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Баланс между группами микробов: a – на уровне вида; b – на уровне рода; c – среди стрептококковых видов.

Скачать (55KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Тепловые карты для 1 и 2-й группы контроля: a – на уровне видов; b – на уровне родов; c – по пропорциям стрептококков.

Скачать (433KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Тепловые карты для групп микробов, баланс между которыми различает группы образцов 1-й контрольной, 2-й контрольной и основной группы: a, b – на уровне видов; c, d – по пропорциям стрептококков.

Скачать (864KB)
Метаданные

© ООО "Консилиум Медикум", 2024

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».