CC BY
10
>ДК 616.31-008.87:616.2+616.3] -053.67
□ ОЦЕНКА МИКРОБИОМА ПОЛОСТИ РТА ЮНОШЕЙ С ХРОНИЧЕСКИМИ ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ И ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМ
Кравчук Э. С., Червинец Ю.В.
Научный руководитель - д.м.н., проф. Червинец В.М.
Тверской государственный медицинский университет Россия, 170100, Тверь, ул. Советская, д.4; е-mail автора КравчукЭ.С.: [email protected]
Резюме. В данной статье опубликованы результаты исследований состава сообщества микроорганизмов в образцах ротовой жидкости 51 юноши, часть которых здоровы, другая -имеет хронические заболевания дыхательной системы (ХЗ ДС) или желудочно-кишечного тракта (ХЗ ЖКТ). В ней показано, что сообщество микроорганизмов полости рта у студентов с ХЗ ДС и ЖКТ имело более разнообразный видовой состав метагеномов, чем микробиота здоровых юношей. В отличие от здоровых студентов, оральная микробиота юношей с ХЗ ДС характеризовалась снижением количества микроорганизмов: Lactobacillus spp., Streptococcus spp., Pерtococсus spp. при более высокой обсеменённости Clostridium sрp., S. атеш, Bœillus subtilis. В микробиоте рта студентов с ХЗ ЖКТ преобладали следующие микробные представители: S. атеш, Кlеbsiellа pneumоniаe и Саndida аlbicаns при одновременном снижении Bасteroidеs spp., Lactobacillus spp. и Bifidobacterium spp.
Ключевые слова: микробиом, полость рта, дыхательная система, желудочно-кишечный тракт.
□ ASSESSMENT OF THE ORAL MICROBIOMA IN YOUNG PEOPLE WITH CHRONIC RESPIRATORY AND DIGESTIVE DISEASES
E.S. Kravchuk, Yu. V. Chervinets
Scientific adviser - V. M. Chervinets, MD, PhD.
Tver State Medical University 4, Sovetskaya str, Tver, 170100, Russia [email protected] - E.S. Kravchuk
Abstract. In this article, the results of studies of the composition of the community of microorganisms in samples of the oral fluid of 51 young men are published, some of them are healthy, others have chronic diseases of the respiratory system (CD RS) or the gastrointestinal tract (CD GT). It is shown that the community of microorganisms in the oral cavity in students with CD RS and gastrointestinal tract had a more diverse species composition of metagenomes than the microbiota of healthy young men. In contrast to healthy students, the oral microbiota of young men with CD RS was characterized by a decrease in the number of the following microorganisms: Lactobacillus spp., Streptococcus spp., Pertococcus spp. with a higher contamination of Clostridium spp., S. aureus, Bacillus subtilis. The following microbial representatives prevailed in the oral microbiota of students with CD GT: S. aureus, Klebsiella pneumoniae and Candida albicans with a simultaneous decrease in Basteroides spp., Lactobacillus spp. and Bifidobacterium spp.
Keywords: microbiome, oral cavity, respiratory system, gastrointestinal tract.
Введение. Одними из наиболее распространенных хронических заболеваний, представляющих значительную медицинскую и социальную проблему, являются патологии респираторных органов и желудочно-кишечного тракта. Их объединяющей составляющей является значительное влияние на состояние здоровья и качество жизни людей, возрастание частоты обострений заболеваний и даже их совместное существование в виде сочетанной формы [4-7].
По данным Минздрава РФ на 2019 год, хроническими заболеваниями дыхательной системы страдали: бронхитом - около 8% взрослого населения, тонзиллитом - около 40%, фарингитом - около 70% и бронхиальной астмой - более 4%. По статистике на 2019 г. более 60% россиян страдали гастритом и гастродуоденитом в легкой или острой формах, язвенной болезнью
желудка - около 2%. Исследования учёных последних лет подтвердили, что основным фактором риска прогрессирующего течения данных заболеваний считается избыточная бактериальная контаминация, которая формирует хронический инфекционный процесс и вызывает высокую частоту обострений [1-3]. Поэтому работа по изучению взаимосвязи соматических заболеваний и микробиотического сообщества органов-мишеней человека продолжает оставаться актуальной научной проблемой.
Цель исследования. Изучение микробиоты полости рта здоровых студентов и судентов, имеющих хронические заболевания дыхательной системы и желудочно-кишечного тракта.
Методика. В исследовании добровольно принимали участие 51 студент Тверского государственного медицинского университета (ТГМУ) в возрасте от 18 до 22 лет, которые на момент обследования были клинически здоровы. Все респонденты были разделены на 3 группы: 17 - практически здоровых юношей, 17 - с ХЗ ДС и 17 - с ХЗ ЖКТ. Проводилось анкетирование юношей по вопросам наличия хронических заболеваний ЛОР-органов, ЖКТ и других неинфекционных болезней, применения антибактериальных препаратов в течение последнего месяца и других данных. Забор биологического материала (ротовой жидкости) осуществляли сами студенты в стерильные одноразовые пластиковые контейнеры утром до еды. После чего материал доставляли на бактериологический анализ в лабораторию ТГМУ в течение 2 часов. Количественный и качественный состав орального микробиоценоза проводился в соответствии с классическим бактериологическим методом. Для статистической обработки полученных данных использовали пакет прикладных программ "БИОСТАТ" (Уегаоп 4.03) и приложение для работы с электронными таблицами «Microsoft Office Excel 2010». Применялись методы описательной статистики, различия считали достоверными при р<0,05.
Результаты. При анкетировании было определено, что студенты с ХЗ ДС имели либо: тонзиллит - 41%, фарингит - 12%, бронхит - 18%, синусит - 12 %, бронхиальную астму - 17%; с ХЗ ЖКТ либо: гастродуоденит - 18%, гастрит - 65%, язву желудка и 12-типерстной кишки -17%.
Анализ результатов микробиологических исследований (рис.1) показал, что микробиота проксимального отдела пищеварительного тракта студентов с различными хроническими заболеваниями имеет свои особенности.
В ходе исследований ротовой жидкости (рис. 1) студентов трех обследуемых групп было установлено, что видовой спектр не имел существенных различий и был представлен микроорганизмами облигатной и условно-патогенной микробиоты (УПМ) следующих родов: Streptococcus, Lactobacillus, Bifidobacterium, Pерtococсus, Peptostreptococcus, Staphylococcus, Еnterоcoссus, Bacillus, Clostridium, Klebsiella и Candida. При исследовании ротовой жидкости здоровых студентов (рис. 1) с большей частотой высевались следующие бактерии: Streptococcus spp. - в 82% случаев и Peptostreptocoœus spp. - в 77%, Lactobacillus spp., Вifidobacterium spp. и Staphylococcus spp. (по 47% каждый). В меньшем проценте случаев изолированы Pерtococсus spp. и Stарhylocoсcus атеш (S. ашеш) - в 24%, Еnterоcoссus sрp. (в 18%), ВаЫИш subtilis (в 12% ). Частота встречаемости других видов микроорганизмов составила менее 6%. Количество микробиоты варьировало от 4,15±0,21 lgKOE/мл для Bœillus subtilis до 7,62±1,75 lg КОЕ/мл у Рерtostreptococсus sрp. Количество S. аureus (24%) составило 4,29±0,7 1§КОЕ/мл.
При изучении микробиоценоза полости рта студентов с хронической патологией респираторного тракта (рис. 1) наиболее часто выявлялись следующие микроорганизмы: Streptococcus spp. (в 77% случаев), Вifidobacterium spp. и Peptоstreptocосcus spp. (по 53%), кроме того Stарhylocoсcus атеж (47%), Lactobacillus spp. (41%), Pерtococсus spp. и Staphylococcus spp. (по 35% каждый), Еnterоcoссus sрp. и ВаЫИш subtilis (по 24%), Clostridium sрp. (18%). В слюне стали высеваться Кlеbsiellа pneumоniаe и Саndida аШкат (менее чем в 6% случаев). Количество микроорганизмов изменялось от 4,52±0,96 lg КОЕ/мл для Lactobacillus spp. до 6,6±0,1 1§КОЕ/мл у KkbsielH pneumоniаe. Распространённость S. au^us составила 47% при их количестве 4,77±1,55 1§КОЕ/мл.
здоровые юноши I с ХЗ ДС ИХЗ ЖКТ
Рисунок 1 - Видовой состав и частота встречаемости микроорганизмов в ротовой жидкости здоровых студентов, имеющих ХЗ ДС и ЖКТ; * - значения р<0,05
При исследовании микробиоты рта юношей с ХЗ ЖКТ (рис. 1) с большей частотой выявлялись следующие бактерии: Streptococcus spp. (в 71% случаев), Peptostreptocoœus spp. (в 65%), Stарhylocoсcus атеж (в 47%), Bifidobacterium spp. и Pерtococсus spp. (по 41% каждый), Staphylococcus spp. и Enterocoœus spp. (по 35% каждый), Lactobacillus spp. и Bœillus subtilis (по 29% каждый). Реже выделялись Clostridium spp. (в 18%), ^n^da аlbicаns (в 12%), KkbsielH pneumoniаe (в 6%). Количество изолированных микроорганизмов варьировало от 3,84±1,16 lg КОЕ/мл у Lactobacillus spp. до 6,71±1,88 lg КОЕ/мл у Peptostreptocoсcus spp. Распространённость S. au^us составила 47% при их количестве 4,92±1,13 1§;КОЕ/мл.
В результате сравнения полученных результатов исследования ротовой жидкости студентов разных групп установлено, что у студентов с ХЗ ДС достоверно чаще выделялись следующие микроорганизмы: S. атеш - на 23%, Bœillus subtilis и Clostridium spp. - на 12%, Pеptococсus spp. -на 11%, Bifidobacterium spp. и Enterocoœus spp. - на 6%, но снизилась распространенность Peptostreptocoœus spp. - на 14% и Staphylococcus spp. - на 12%, Lactobacillus spp. - на 6%, Streptococcus spp. - на 5%. Стали выделяться Кlеbsiellа pneumoniаe и Cаndida аlbicаns. При этом, УПМ полости рта (Bœillus subtilis, S. ашеж) выявлялись в достоверно большем количестве (на 226%), а облигатные (Streptocoœus spp., Bifidobaсterium spp. и Laсtobаcillus spp.) - значительно в меньшем (на 6-35%).
Сравнительный анализ микробиологического исследования выявил, что из ротовой жидкости студентов с ХЗ ЖКТ чаще высевались следующие бактерии: S. аыкш - на 23%, Bаcillus subtilis, Enterocoссus spp^ Pеptococсus spp. - на 17%, Clostridium spp. - на 12%. Однако, реже стали выделяться Lactobacillus spp. - на 18%, Peptostreptocoœus spp. и Staphylococcus spp. - на 12% каждый, Streptococcus spp. - на 11%, Bасteroidеs spp. и Bifidobacterium spp. - на 6% каждый. Появились ^nd-ida аШкат и KkbsielH pneumoniаe. При этом, УПМ полости рта (S. атеш, KkbsielH pneumoniаe, Bаcillus subtilis и Cаndida аlbicаns) выявлялись в достоверно большем количестве (на 15-100%), а облигатные (Bifidobaсterium spp., Laсtobаcillus spp. и Pеptococсus spp.) -значительно в меньшем (на 24-29%).
Выводы. Анализ видового и количественного состава микробиома рта здоровых юношей и с ХЗ ДС и ХЗ ЖКТ позволил выделить особенности сочетания доминирующей облигатной микробиоты и степень выраженности микроэкологических изменений. В микропейзаже ротовой полости студентов с ХЗ ДС наблюдалось снижение количества
облигатных микроорганизмов: Lactobacillus spp., Streptococcus spp., Peptococcus spp. при суммарном повышении количества и распространённости УПМ: Clostridium spp, S. aureus, Bacillus subtilis. У студентов с ХЗ ЖКТ в микробиоценозе рта выявилось характерное уменьшение содержания облигатной микрофлоры: Peptostreptococcus spp., Bacteroides spp., Lactobacillus spp. и Bifidobacterium spp. с одновременным преобладанием УПМ: Clostridium spp., S. aureus, Bacillus subtilis, Klebsiella pneumoniae и Candida albicans.
Литература
1. Астафьева, Н. Г. Роль микробиома дыхательных путей в респираторном здоровье (часть 2) / Н. Г. Астафьева, Д. Ю. Кобзев, И. В. Гамова, И. А. Перфилова, Е. Н. Удовиченко, Л. В. Скучаева, И. Э. Михайлова // Лечащий врач. - 2019. - № 5. - С. 88-92.
2. Гострый, А.В. Хронический фарингит: этиология, патогенез, лечение. Новые подходы к оценке этиопатогенеза. / А.В. Гострый, А.В. Симонова, Н.А. Михайлова, И.А. Снимщикова, Г.А. Осипов, Б.В. Агафонов, В.И. Егоров, В.В. Пчелякова, Р.В. Горенков, С.Ю. Чудаков, А.А. Карабиненко, Н.Н. Шевцова, И.В. Архипов, Д.В. Симонов // Архивъ внутренней медицины. -2019. - Т. 1, № 45. - С. 32-43.
3. Федосенко, С. В. Роль сообщества микроорганизмов дыхательных путей в патогенезе хронической обструктивной болезни легких. / С. В. Федосенко, Л. М. Огородова, М. А. Карнаушкина, Е. С. Куликов, И. А. Деев, Н. А. Кириллова // Бюллетень сибирской медицины. -2014. - Т. 13, №1. - С. 153-158.
4. Adami, A. Breathing better through bugs: Asthma and the Microbiome./ A. Adami, S. Bracken // Yale J. Biol. Med. - 2016. - Т. 89, № 3. - Р. 309-324.
5. Bassis, C.M. Analysis of the upper respiratory tract microbiotas as the source of the lung and gastric microbiotas in healthy individuals./ C.M. Bassis, J.R. Erb-Downward, R.P. Dickson, C.M. Freeman, T.M. Schmidt, V.B. Young, J.M. Beck, J.L. Curtis, G.B. Huffnagle // mBio. - 2015. - Т. 6, № 2. - Р. 15-37. doi: 10.1128/mBio.00037-15. PMID: 25736890; PMCID: PMC4358017.
6. Charlson, E.S. Topographical continuity of bacterial populations in the healthy human respiratory tract. / E.S. Charlson, K. Bittinger, A.R. Haas, A.S. Fitzgerald, I. Frank, A. Yadav, F.D. Bushman, R.G. Collman // Am J Respir Crit Care Med. - 2011. - Т. 184, - № 8. - Р. 957-963. doi: 10.1164/rccm.201104-06550C. Epub 2011 Jun 16. PMID: 2168 - 0950; PMCID: PMC3208663.
7. Morris, A. Lung HIV Microbiome Project. Comparison of the respiratory microbiome in healthy nonsmokers and smokers. / A. Morris, J.M. Beck, P.D. Schloss, T.B. Campbell, K. Crothers, J.L. Curtis, S.C. Flores, A.P. Fontenot, E. Ghedin, L. Huang, K. Jablonski, E. Kleerup, S.V. Lynch, E. Sodergren, H. Twigg, V.B. Young, C.M. Bassis, A. Venkataraman, T.M. Schmidt, G.M. Weinstock //Am J Respir Crit Care Med. 2013. - Т. 187, №10. - Р. 1067-1075. doi: 10.1164/rccm.201210-19130C. PMID: 23491408; PMCID: PMC3734620.
