Научная статья на тему 'Состояние микробиома десневой борозды детей с бронхиальной астмой'

Состояние микробиома десневой борозды детей с бронхиальной астмой Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
0
0
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Доктор.Ру
ВАК
RSCI
Ключевые слова
секвенирование / микробиом десневой борозды / дети / бронхиальная астма / кариес / sequencing / gingival crevicular microbiome / children / bronchial asthma / caries

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Вивтаненко Татьяна Владимировна, Попова Лариса Юрьевна, Хлопко Юрий Александрович, Демина Римма Раильевна

Цель исследования: сравнить микробиом здоровой десневой борозды детей с бронхиальной астмой (БА) при различном состоянии зубов. Дизайн: открытое сравнительное клинико-лабораторное исследование. Материалы и методы. Десневой субстрат получен у 19 детей 3–6 лет с обострением БА, проанализированы результаты секвенирования генов 16 субъединиц рибосомной рибонуклеиновой кислоты (16S рРНК) на платформе «MiSeq» («Illumina»). Результаты. Определены 5 основных филумов в десневой борозде: Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Fusobacterium и Bacteroidetes и доминирующий род — Streptococcus. Установлена достоверно высокая относительная распространенность видов Neisseria oralis (p = 0,0073), Hemophilic massiliensis (p = 0,046), Hemophilic paraphrohaemolyticus (p = 0,05) и Lautropia mirabilis (p = 0,05) у детей с БА без кариеса. Уровень иммуноглобулина Е (IgЕ) достоверно выше у детей с астмой и кариесом в сравнении с детьми без кариеса (461,79 ± 60,58 и 276,97 ± 81,15 МЕ/мл). Заключение. Преобладание условно-патогенных и «здоровых» бактериальных видов филума Proteobacteria в здоровой десневой борозде детей с БА может являться показателем дисбиоза ротовой полости при БА. Гиперпродуция IgЕ у детей с кариесом, возможно, обусловлена кариесогенной флорой, что требует дальнейшего изучения.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Вивтаненко Татьяна Владимировна, Попова Лариса Юрьевна, Хлопко Юрий Александрович, Демина Римма Раильевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

State of the Gingival Sulcus Microbiome in Children with Bronchial Asthma

Aim. To compare the microbiome of the healthy gingival sulcus of children with bronchial asthma (BA) and different dental conditions. Design. Open comparative clinical and laboratory study. Materials and methods. Gingival substrate was obtained from 19 children aged 3–6 years with exacerbation of BA; the results of sequencing the genes of 16 subunits of ribosomal ribonucleic acid (16S rRNA) on the MiSeq platform (Illumina) were analyzed. Results. Five major phyla have been identified in the gingival sulcus: Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Fusobacterium and Bacteroidetes and the dominant genus, Streptococcus. A significantly high relative prevalence of the species Neisseria oralis (p = 0.0073), Hemophilic massiliensis (p = 0.046), Hemophilic paraphrohaemolyticus (p = 0.05) and Lautropia mirabilis (p = 0.05) in children with asthma without caries was established. The level of immunoglobulin E (IgE) is significantly higher in children with asthma and caries compared to children without caries (461.79 ± 60.58 and 276.97 ± 81.15 IU/ml). Conclusion. The predominance of opportunistic and “healthy” bacterial species of the phylum Proteobacteria in the healthy gingival sulcus of children with BA may be an indicator of oral dysbiosis in BA. Overproduction of IgE in children with caries may be due to cariogenic flora, which requires further study.

Текст научной работы на тему «Состояние микробиома десневой борозды детей с бронхиальной астмой»

DOI: 10.31550/1727-2378-2024-23-3-42-48 | <cc> IVjJNB^H]

Состояние микробиома десневой борозды детей с бронхиальной астмой

Т.В. Вивтаненко1 Л.Ю. Попова1, Ю.А. Хлопко2, Р.Р. Демина1

ФГБОУ ВО «Оренбургский государственный медицинский университет» Минздрава России; Россия, г. Оренбург 2ФГБУН «Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза» УрО РАН; Россия, г. Оренбург

РЕЗЮМЕ

Цель исследования: сравнить микробиом здоровой десневой борозды детей с бронхиальной астмой (БА) при различном состоянии зубов. Дизайн: открытое сравнительное клинико-лабораторное исследование.

Материалы и методы. Десневой субстрат получен у 19 детей 3-6 лет с обострением БА, проанализированы результаты секвенирования генов 16 субъединиц рибосомной рибонуклеиновой кислоты (16S рРНК) на платформе «MiSeq» («Illumina»).

Результаты. Определены 5 основных филумов в десневой борозде: Firmicutes,Proteobacteria,Actinobacteria,Fusobacterium и Bacteroidetes и доминирующий род — Streptococcus. Установлена достоверно высокая относительная распространенность видов Neisseria oralis (p = 0,0073), Hemophilic massiliensis (p = 0,046), Hemophilic paraphrohaemolyticus (p = 0,05) и Lautropia mirabilis (p = 0,05) у детей с БА без кариеса. Уровень иммуноглобулина Е (IgE) достоверно выше у детей с астмой и кариесом в сравнении с детьми без кариеса (461,79 ± 60,58 и 276,97 ± 81,15 МЕ/мл).

Заключение. Преобладание условно-патогенных и «здоровых» бактериальных видов филума Proteobacteria в здоровой десневой борозде детей с БА может являться показателем дисбиоза ротовой полости при БА. Гиперпродуция IgE у детей с кариесом, возможно, обусловлена кариесогенной флорой, что требует дальнейшего изучения.

Ключевые слова: секвенирование, микробиом десневой борозды, дети, бронхиальная астма, кариес.

Для цитирования: Вивтаненко Т.В., Попова Л.Ю., Хлопко Ю.А., Демина Р.Р. Состояние микробиома десневой борозды детей с бронхиальной астмой. Доктор.Ру. 2024;23(3):42-48. DOI: 10.31550/1727-2378-2024-23-3-42-48

State of the Gingival Sulcus Microbiome in Children with Bronchial Asthma

T.V. Vivtanenko1 L.Yu. Popova1, Yu.A. Khlopko2, R.R. Demina1

1Orenburg State Medical University; 6 Sovetskaya Str., Orenburg, Russian Federation 460000

2Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; 11 Pionerskaya Str., Orenburg, Russian Federation 460000

ABSTRACT

Aim. To compare the microbiome of the healthy gingival sulcus of children with bronchial asthma (BA) and different dental conditions. Design. Open comparative clinical and laboratory study.

Materials and methods. Gingival substrate was obtained from 19 children aged 3-6 years with exacerbation of BA; the results of sequencing the genes of 16 subunits of ribosomal ribonucleic acid (16S rRNA) on the MiSeq platform (Illumina) were analyzed.

Results. Five major phyla have been identified in the gingival sulcus: Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Fusobacterium and Bacteroidetes and the dominant genus, Streptococcus. A significantly high relative prevalence of the species Neisseria oralis (p = 0.0073), Hemophilic massiliensis (p = 0.046), Hemophilic paraphrohaemolyticus (p = 0.05) and Lautropia mirabilis (p = 0.05) in children with asthma without caries was established. The level of immunoglobulin E (IgE) is significantly higher in children with asthma and caries compared to children without caries (461.79 ± 60.58 and 276.97 ± 81.15 IU/ml).

Conclusion. The predominance of opportunistic and "healthy" bacterial species of the phylum Proteobacteria in the healthy gingival sulcus of children with BA may be an indicator of oral dysbiosis in BA. Overproduction of IgE in children with caries may be due to cariogenic flora, which requires further study.

Keywords: sequencing, gingival crevicular microbiome, children, bronchial asthma, caries.

For citation: Vivtanenko T.V., Popova L.Yu., Khlopko Yu.A., Demina R.R. State of the gingival crevicular microbiome in children with bronchial asthma. Doctor.Ru. 2024;23(3):42-48. (in Russian). DOI: 10.31550/1727-2378-2024-23-3-42-48

ВВЕДЕНИЕ

Ротовая полость — это уникальная экосистема с множеством различных биотопов микроорганизмов [1]. Микробиом полости рта чрезвычайно разнообразен и включает вирусы, простейшие, грибы, археи и бактерии [2]. Идентифицировано более 1000 бактериальных филотипов, большая их часть являются комменсальными [3]. Многочисленные исследования показали связь между колонизацией патогенами

и астмой, особенно в раннем детстве [4-10]. Нормальный микробиом ротовой полости выполняет защитную роль, препятствуя колонизации патогенами, что существенно для поддержания здоровья человека [11]. Для изучения роли бактерий при различных заболеваниях необходимо определить весь спектр микроорганизмов. С этих позиций метод секвенирования является самым точным, поскольку обнаруживает почти все сигнатуры ДНК микроорганизмов [12].

^ Вивтаненко Татьяна Владимировна / Vivtanenko, T.V. — E-mail: tatwiwt@mail.ru

Десневая борозда — это пространство между эмалью коронки зуба и эпителием видимой десны, которое складывается, образуя выстланную эпителием складку вокруг зуба. Борозда открывается в полость рта, а основание желоба ограничено тонким соединительный эпителием, который заканчивается в месте прикрепления к цементной поверхности корня [13]. В микробиоме здоровой десневой борозды (глубиной до 4 мм) преобладают филотип Proteobacteria, рода: Acinetobacter, Haemophilus, Moraxella и филотип Firmicutes, рода Streptococcus, Granulicatella и Gemella, которые являются симбионтами и в большинстве случаев возвращаются в пародонтальные карманы после лечения пародонтоза [14].

Ранее установлено обогащение бронхиального микро-биома взрослых с астмой родами Haemophilus, Neisseria, Fusobacterium, Porphyromonas и Sphingomonodaceae [15]. Выделенные микроорганизмы Campylobacter, Capnocytophaga, Haemophilus, Porphyromonas из нижних дыхательных путей детей с астмой (вне обострения и с обострением), были связаны с воспалительными цитокинами [16]. Колонизация ротоглотки новорожденных от матерей с астмой видами S. pneumoniae, M. catarrhalis, H. influenzae приводила к увеличению количества эозинофилов в крови и уровня общего иммуноглобулина Е (IgE) у детей в возрасте 4 лет в сравнении с детьми от матерей без астмы, при этом общая распространенность астмы в возрасте 5 лет в этой группе детей составила 33% [17]. Ранее нами был исследован микробиом зубной поверхности детей с астмой, кариесом и без него и установлено, что род Veillonella (Veillonellaceae, Selenomonadales, Negativicutes) преобладал у детей с кариесом, а относительное обилие Neisseria было значительно выше у детей без кариеса с бронхиальной астмой (p < 0,05) [18]. Исследования фактического состояния микробиома при различных заболеваниях важны, т. к. именно устойчивые комбинации микроорганизмов, а не отдельные виды бактерий могут являться триггерами заболеваний [12].

Таким образом, многочисленные исследования констатируют связь между астмой и кариесом как результат персистенции патогенов ротовой полости. Астма и кариес в большинстве случаев манифестируют в детском возрасте, когда патогены колонизируют биотопы и формируется микробиом. Информация об исследованиях микробиома десневой борозды у детей с астмой нами не обнаружена. Изучение состава микробиома на всех таксономических уровнях в данной группе детей приоритетно для понимания взаимосвязи между микробными сообществами и биотопами с установлением роли микробиома в поддержании экологического баланса.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Образцы материала десневой борозды были получены от 19 детей с обострением астмы в возрасте 3-6 лет, при наличие информированного согласия родителей или законных представителей ребенка.

Все дети проходили обследование и лечение на базе ГАУЗ «ООКБ № 2» г. Оренбурга, Россия). Распределение по группам (табл. 1) выполнено по состоянию полости рта: в группу «А — asthma» вошли дети с астмой без кариеса зубов (n = 9; 6 мальчиков и 3 девочки; возраст 36-71 мес), группа «С — caries» — состояла из детей с астмой и кариесом (n = 10; 6 мальчиков и 4 девочки; возраст 37-68 мес). Диагноз астмы и оценка ее тяжести были основаны на критериях

GINA, 2022 г.1 Все дети имели обострение средней степени тяжести, 1 ребенок — тяжелое. Только у 1 ребенка из группы с кариесом и 2 пациентов из группы без кариеса стаж астмы был более 1 года, остальные дети были с впервые установленной астмой.

Обследование детей включало осмотр специалистами: педиатром, аллергологом-иммунологом, стоматологом и пульмонологом, стандартные лабораторные показатели, в том числе 1дЕ. На момент забора материала пациенты не принимали антибиотики. Лечение детей обеих групп с бронхиальной астмой в период обострения включало будесонид, ипра-тропия бромид/фенотерол и цетиризин. Пациент с тяжелым обострением получал преднизолон и аминофиллин.

Диагностика кариеса зубов была основана на критериях ВОЗ. Состояние здоровья полости рта и наличие кариеса пациентов было оценено при стоматологическом осмотре. Индекс интенсивности кариеса зубов измеряли путем вычисления количества кариозных, отсутствующих и запломбированных зубов. Оценка индекса интенсивности кариеса зубов включала все кариозные поражения на окклю-зионных, межпроксимальных, щечных и язычных гладких поверхностях. Критерием начального кариеса было наличие белого (матового) пятна на поверхности эмали. Случаи кариеса зубов были закодированы, как 1 = присутствие, 0 = отсутствие кариеса. Индекс гигиены (ИГ) = Ки/п, где Ки — сумма индексов очистки всех исследуемых зубов; п — количество зубов, участвующих в тестировании (п = 6). ИГ: 1,1-1,5 балла — хороший; 1,6-2,0 балла - удовлетворительный; 2,1-2,5 балла — неудовлетворительный; 2,6-3,4 балла — плохой; 3,5-5,0 балла — очень плохой.

Таблица 1. Характеристика обследуемых групп Table 1. Characteristics of the study groups

о

Пациент Пол Возраст, мес

A05 M 36

A15 M 52

A17 M 36

A23 Ж 71

A33 Ж 64

A35 M 55

A37 M 60

A39 M 59

A47 Ж 69

M ± m 55,78 ± 4,25

C04 M 57

C09 M 38

Cil M 68

C13 Ж 60

C21 M 37

C25 Ж 63

C41 Ж 47

C45 M 57

C58 Ж 61

C60 M 61

M ± m 54,90 ± 3,36

1 Global Initiative for Asthma. Global Strategy for Asthma Management and Prevention, 2022. URL: https://ginasthma.org

Том 23, № 3 (2024) | DotOKO^ fy | 43

Вычислены достоверные различия концентрации IgE у детей с астмой (табл. 2) в зависимости от наличия кариеса. Уровень IgE был достоверно выше в группе детей с кариесом в сравнении с показателем у детей без кариеса.

Забор образцов десневого субстрата проводили с использованием индивидуальных стерильных кюреток утром, после пробуждения, через 12 ч после вечерней чистки зубов и последнего приема пищи у детей без кариеса — из мезобуккальных участков левого моляра (7.5), у детей с кариесом — из мезобуккальных участков наиболее пораженного молочного зуба. Материал помещали в стерильные пробирки Эппендорфа с 0,2 мл буферного раствора ДНК-Экспресс («Литех»), до выделения ДНК хранили при -20°C. Обработку и последующий анализ образцов проводили в Институте клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН. Процедура включала извлечение ДНК, подготовку библиотеки ДНК, высокопроизводительное секвенирование и биоинформационный анализ. Библиотеки были секвени-рованы на платформе MiSeq (Illumina). Таксономическую

Таблица 2. Концентрация иммуноглобулина Е (IgE) в зависимости от состояния ротовой полости обследованных детей

Table 2. Concentration of immunoglobulin E (IgE) depending on the condition of the oral cavity of the examined children

о

Пациент Кариес Индекс интенсивности кариеса зубов IgE, МЕ/мл Индекс гигиены

АО5 О 0 622,6 1,2

Ai5 О 0 ЮО 0,7

Ai7 О 0 6i3 0,5

A23 О 0 92,2 1,2

A33 О 0 i69,5 1,4

A35 О 0 7О,4 0,5

A37 О 0 559 1,4

A39 О 0 НО 1,7

A47 О 0 i56 0,7

M ± m 0 276,97 ± 81,15 1,03 ± 0,15

СО4 i 1 623,i 0,7

СО9 i 1 6Ю,2 0,6

Cii i 4 626,5 1,1

Ci3 i 2 358,3 2,5

C2i i 3 39 1,2

C25 i 4 4i6 1,5

C4i i 3 35О 2,3

C45 i 6 376,8 2,8

C58 i 1 625 1,7

С6О i 8 593 2,3

M ± m 3,30 ± 0,73 461,79 ± 60,58* 1,67 ± 0,25

Примечание. *р < 0,05 по сравнению с детьми без кариеса.

Note. *р < 0.05 vs children with caries.

классификацию последовательностей проводили с использованием эталонных баз данных RDP и NCBI.

Методы математической обработки

Сообщества микробиома десневой борозды проанализированы на уровне операционно-таксономических единиц (ОТЕ), микробное богатство десневой борозды оценивали по показателям глубины охвата (Good's coverage) и индекса разнообразия Chaol. Сравнение индексов разнообразия между группами проводили с использованием U-критерий Манна — Уитни.

Суммарное богатство бактериальных сообществ оценивали с помощью анализа кривых разрежения, график построен с использованием ресурса QIIME2. Бактериальные сообщества сравнивали с помощью метода главных компонент (PCoA) на основе расстояний Брея — Кертиса, двумерный график на уровне ОТЕ построен с помощью MicrobiomeAnalyst [19, 20]. Различия бактериальных сообществ оценивали на основании построения филогенетического дерева (UniFrac). Различия между таксонами проводили с помощью статистических методов Манна — Уитни и Краскала — Уоллиса.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Полученные ОТЕ сгруппированы на уровне сходства 97%; микробное богатство десневой борозды (Good's coverage) и индекс разнообразия Chaol были высокими, что указывает на достаточное разнообразие видов в группах. Сравнение индексов разнообразия не выявило статистически значимых различий между группами.

Проведенная оценка суммарного богатства бактериальных сообществ для групп А и С показала, что глубина секве-нирования была достаточной (рис. 1), учтено практически все разнообразие в исследуемых образцах (выход на плато).

Метод главных компонент показал значительное перекрытие между образцами групп А и С (все образцы расположились в проекции малого круга, что свидетельствует об их сходности по составу ОТЕ, но при этом объединения образцов по кариесу не обнаружено (рис. 2). Два образца — С_11 и А_15 — расположились отдельно от других (эти образцы имели небольшое количество ОТЕ, но клинические данные детей существенно не различались).

Согласно полученным данным, на трехмерном графике микробных сообществ десневой борозды четких различий между сравниваемыми группами по составу и общему разнообразию бактериальных ОТЕ также не установлено (рис. 3).

Анализ альфа-разнообразия не выявил существенных различий между образцами групп (рис. 4). При этом практически одинаковое количество образцов расположено в центре, что свидетельствует о том, что большая часть образцов имеет сходный состав, несмотря на отсутствие или наличие кариеса.

Филогенетическое дерево показало разделение бактериального сообщества на три основные ветви, в которые вошли образцы обеих групп (рис. 5).

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Оценка таксономии образцов десны установила 7 бактериальных типов, 12 классов бактерий, 18 порядков бактерий, 26 семейств бактерий. Большинство последовательностей в группах были отнесены к 5 бактериальным филумам (первые четыре выявлены у всех детей). В группе С выявлены Firmicutes, Actinobacteria, Proteobacteria, Bacteroidetes, Fusobacteria (частота встречаемости филумов в образце более 1%, записано по убыванию). В группе А последовательность бактериальных филумов иная: Firmicutes, Proteobacteria, Bacteroidetes, Actinobacteria, Fusobacteria, достоверных различий на уровне филума межу группами А

Таблица 3. Характеристика образцов ^Table 3. Characteristics of samples

Образец Количество ридов Количество объединенных ридов Количество отфильтрованных ридов Общее количество операционно-таксономических единиц(ОТЕ) Синглтоны и даблтоны Анализируемое количество ридов Количество ОТЕ Good's coverage Chao 1

A05 11452 10714 6813 175 80 5443 55 0,9932 191

A15 9950 9087 4153 91 36 6560 31 0,9968 106

A17 11606 10995 6174 90 25 9099 52 0,9984 101

A23 11521 10986 6808 159 55 7247 68 0,9946 207

A33 10828 10302 5426 67 28 7475 34 0,9968 139

A35 12300 11743 6712 127 48 8475 67 0,9962 159

A37 8093 7686 4528 94 44 6336 37 0,9957 115

A39 11469 10812 6050 113 37 8986 61 0,9976 129

A47 11786 10748 5513 94 39 9037 43 0,9972 116

M 11000 10341 5797 112 43 7629 50 1 140

± m 449,89 432,27 345,26 12,50 5,84 475,38 5,00 0,0006 13,31

C04 10294 9902 6289 184 90 5475 59 0,9896 233

C09 12042 11474 6611 147 64 7151 60 0,9954 165

C11 11664 10961 6098 55 22 7859 16 0,9981 71

C13 53319 49826 24873 121 56 32712 42 0,9988 166

C21 10746 10082 5570 155 66 5984 69 0,9923 208

C25 9821 9135 5375 35 14 7716 14 0,9984 71

C41 9377 8961 4840 97 38 7658 47 0,9982 101

C45 10388 9882 5275 58 25 8374 28 0,9979 81

C58 16570 15703 8771 123 35 11718 65 0,9979 154

C60 15236 14552 8683 171 55 11690 68 0,9970 202

M 15946 15048 8238 115 46 10634 47 1 145

± m 4218,68 3929,24 1896,99 16,40 7,50 2539,20 6,66 0,0010 19,09

Примечание. M — среднее; m — стандартная ошибка выборочного среднего; U-критерий Манна — Уитни показал отсутствие достоверных различий между группами по всем показателям.

Note. M: mean value; m: sample mean mean-square error; Mann-Whitney U-test demonstrated the lack of reliable differences in these parameters between groups.

Рис. 1. Кривые разрежения: а — для группы А (астма без кариеса); б — для группы С (кариес с астмой). По осям абсцисс — количество ридов, по осям ординат — количество операционных таксономических единиц Fig. 1. Rarefaction curves: а — for group А (asthma with caries); b — for group С (caries with asthma). X-axes — No. of reads, Y-axes — No. of operational taxonomic units

б _

180-

160-

140-

s 120-

tu

d 100-

e

>

ш 80-

n

o 60-

40-

20-

0

А05 А15 А17 -• А23 А33

А35 А37 А39 А47

200-1

180-

160-

140-

us o 120-

d

e > 100-

ф

n 80-

o

60-

40-

20-

0

С04 -• С25

С09 -• С41

С11 -• С45

С13 -• С58

С21 -• С60

1000 2000 3000 4000 5000 sequencing depth

6000

7000

1000 2000 3000 4000 5000 sequencing depth

6000

7000

0

0

Том 23, № 3 (2024) | Doíoko(p.fy | 45

Рис. 2. Двумерный график десневых сообществ.

Красным обозначены образцы группы А, голубым — группы С. Подпись включает идентификационный номер образца

Fig. 2. 2D graph of gum associations.

Red: group A samples, blue: group C samples. Signature

includes sample ID No.

caries

• no

• yes

0.8

0.4

[0.0

-0.4

-0.8

\ -- •s

? ~ ~ - n s n > ч

/ / / r .»15 с_13 ч \ \ \

/' 11 • с_25 щ а_4 с с 45 • • \ \ \ 1

v\ • а_17 с 09 • • • . си .»39 5а а_33вв ш а 35 а_23 1 / / / /

\ \ \ ч • а 05 с / /

\ 4 4 \ ч у У У

---

-0 .4 0 axis.2 0 [22.2%] 0 4 0.8

Рис. 3. Трехмерный график микробных сообществ десневой борозды.

Красным обозначены образцы группы А, голубым — группы С

Fig. 3. 3D graph of microbial communities in gingival transverse

Red: group A samples, blue: group C samples

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• yes

• no

0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0. -0.1 -0.2

PC1 «г.г%)

рсз

и С не установлено. Филумы Candidatus Saccharibacteria и SRI встречались менее чем в 1% проанализированных ридов в образцах (рис. 6).

Достоверные различия выявлены на уровне порядка — Burkhoideriles, семейства — Burkholderiaceae (достоверно преобладает у детей с астмой; p = 0,053), на уровне

Рис. 4. Альфа-разнообразие микробных сообществ десневой борозды. Красным обозначены образцы группы А, голубым — группы С

Fig. 4. Alpha diversity of microbial communities

in gingival transverse.

Red: group A samples, blue: group C samples

class 3] no

ф yes

70

60

50

40

30

20

yes

Рис. 5. Распределение бактериальных сообществ по составу.

Красным обозначены образцы группы А, голубым — группы С

Fig. 5. Distribution of bacterial communities in terms of composition.

Red: group A samples, blue: group C samples

yes no

A_37 A_15 C_11 C_25 C_13 A_35 C_58 C_45 C_41 A_47 A_33 A_05 C_04 A_17 C_09 A_23 C_21 A_39 C_60

1.5

1.0

0.5

0.0

no

Рис. 6. Распределение бактериальных филумов.

а — группа А; б — группа С

Fig. 6. Distribution of bacterial phyla.

a: group A; b: group C

Firmicutes

Actinobacteria

Proteobacteria

Bacteroidetes

Fusobacteria

Candidatus_Saccharibacteria SR1

б

14.0%

15.0%

13.0%

30.0%

11.0%

40.0%

57.0%

рода — Lautropia (p = 0,05), различия на уровне вида представлены на рис. 7.

На уровне вида также в группе детей с астмой достоверно более значимо было превышение OUT для Neisseria oralis (p = 0,0073), Haemophilus massiliensis (p = 0,046), Haemophilus paraphrohaemolyticus (p = 0,05) и Lautropia mirabilis (p = 0,05).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований установлено, что у детей с бронхиальной астмой микробиом десне-вой борозды состоит из 5 основных филумов: Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Fusobacterium и Bacteroidetes. Доминирующим родом микробиома десневой борозды у детей с астмой является Streptococcus, что согласуется с предыдущими исследованием.

Определено, что представленность «основных» родов десневой борозды отличалась в зависимости от наличия кариеса. В топ-10 родов вошли 7 общих для 2 групп: Streptococcus, Veillonella, Rothia, Haemophilus, Neisseria, Actinomyces, Capno-cytophaga. Состав «основного микробиома» детей со здоровой ротовой полостью отличался присутствием в нем родов Lautropia, Gemella, Corynebacterium, в то время как у пациентов с кариесом — Porphyromonas, Granulicatella и Prevotella.

Рис. 7. Численность видов бактерий в группах.

Голубые — группа C; красные — группа A. *p < 0,05 между таксонами

Fig. 7. No. of bacterial types in groups. Blue: group C; red: group A. *p < 0.05 between taxons

С

■ А

T

x 1 1 1

" - - - - -

i i i i i r^

с .У —

-Ï Ü -S

■¡7i

ass m mi

Установлены достоверные различия между относительной распространенностью отдельных видов микробиома десневой борозды детей с астмой. Достоверное превышение относительной численности видов «здоровой» микро-биоты десневой борозды детей с астмой и здоровой полостью рта, относящихся к филуму Proteobacteria (N. oralis, L. mirabilis), подтверждает ее защитные свойства, а достоверное преобладание условно-патогенной микробиоты (H. paraphrohaemolyticus, H. massiliensis) может являться признаком дисбиоза ротовой полости при астме.

Проведенное исследование показало, что полученная комбинация микробов может рассматриваться в качестве биомаркера (предиктора) астмы, что косвенно подтверждается достоверным увеличением уровня IgE в группе детей с астмой в сочетании с кариесом. Гиперпродукция IgE у детей, страдающих астмой и кариесом, возможно, связана с кариесогенной флорой, что требует дальнейшего изучения.

а

Вклад авторов / Contributions

Все авторы внесли существенный вклад в подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией. Вклад каждого из авторов: Вивтаненко Т.В. — отбор, обследование пациентов, сбор клинического материала, обзор публикаций по теме статьи, написание текста рукописи для публикации; Попова Л.Ю. — разработка дизайна исследования, проверка критически важного содержания, утверждение рукописи дляпубликации; Хлопко Ю.А. — статистическая обработка данных, анализ интерпретации данных; Демина Р.Р. — стоматологическое обследование пациента, разработка дизайна исследования.

AH authors made a significant contribution to the preparation of the article, read and approved the final version before publication. Special contribution: Vivtanenko, T.V. — selection, examination of patients, collection of clinical material, review of publications on the topic of the article, writing the text of the manuscript for publication; Popova, L.Yu. — development of research design, verification of critical content approval of the manuscript for publication; Khlopko, Yu.A. — statistical data processing, data interpretation analysis; Demina, R.R. — dental examination of the patient, development of study design.

Конфликт интересов / Disclosure

Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов. The authors declare no conflict of interest.

Финансирование / Funding source

Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования. This study was not supported by any external sources of funding.

Том 23, № 3 (2024) | DotOKO^ fy | 47

Этическое утверждение / Ethics approval

Исследование проводилось при добровольном информированном согласии законных представителей пациентов и самих пациентов. Протокол исследования одобрен Этическим комитетом Института клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН (протокол № 11-2016, 17.06.2016).

The study was conducted with the informed consent of the legal representatives of the patients and the patients themselves. The research protocol was approved by the Ethics Committee of the Institute of Cellular and Intracellular Symbiosis of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences (protocol No. 11-2016, 06/17/2016).

Об авторах / About the authors

Вивтаненко Татьяна Владимировна / Vivtanenko, T.V. — к. м. н., доцент кафедры детских болезней ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России. 460000, Россия, г. Оренбург, ул. Советская, д. 6. eLIBRARY.RU SPIN: 4302-8724. https://orcid.org/0009-0005-0943-0896. E-mail: tatwiwt@mail.ru

Попова Лариса Юрьевна / Popova, L.Yu. — д. м. н., профессор, заведующая кафедрой детских болезней ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России. 460000, Россия, г. Оренбург, ул. Советская, д. 6. eLIBRARY.RU SPIN: 9351-3622. https://orcid.org/0000-0001-6306-7104. E-mail: docpopova@yandex.ru

Хлопко Юрий Александрович / Khlopko, Yu.A. — д. т. н., доцент, ведущий научный сотрудник ЦКП ФГБУН Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН. 460000, Россия, Оренбург, ул. Пионерская, д. 11. eLIBRARY.RU SPIN: 3420-2169. https://orcid.org/0000-0002-2880-3214. E-mail: 140374@mail.ru

Демина Римма Раильевна / Demina, R.R. — к. м. н., доцент кафедры терапевтической стоматологии ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России. 460000, Россия, г. Оренбург, ул. Советская, д. 6. https://orcid.org/0000-0002-0697-6165. E-mail: deminarr@mail.ru

ЛИТЕРАТУРА / REFERENCES

1. Xie G., Chain P.S., Lo C.C. et al. Community and gene composition of a human dental plaque microbiota obtained by metagenomic sequencing. Mol. Oral Microbiol. 2010;25(6):391-405. DOI: 10.1111/j.2041-1014.2010.00587.x

2. Huang Y.J., Boushey H.A. The microbiome in asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 2015;135(1):25-30. DOI: 10.1016/j.jaci.2014.11.011

3. Wang J., Qi J., Zhao H. et al. Metagenomic sequencing reveals microbiota and its functional potential associated with periodontal disease. Sci. Rep. 2013;3:1843. DOI: 10.1038/srep01843

4. Abusleme L., Dupuy A.K., Dutzan N. et al. The subgingival microbiome in health and periodontitis and its relationship with community biomass and inflammation. ISME J. 2013;7(5):1016-1025. DOI: 10.1038/ismej.2012.174

5. Botelho M.P., Maciel S.M., Cerci Neto A. et al. Cariogenic microorganisms and oral conditions in asthmatic children. Caries Res. 2011;45(4):386-392. DOI: 10.1159/000330233

6. Costerton J.W., Stewart P.S., Greenberg E.P. Bacterial biofilms: a common cause of persistent infections. Science. 1999;284(5418):1318-1322. DOI: 10.1126/science.284.5418. 1318

7. Hilty M., Burke C., Pedro H. et al. Disordered microbial communities in asthmatic airways. PloS One. 2010;5(1):e8578. DOI: 10.1371/ journal.pone.0008578

8. Huang Y.J., Nariya S., Harris J.M. et al. The airway microbiome in patients with severe asthma: Associations with disease features and severity. J. Allergy Clin. Immunol. 2015;136(4):874-884. DOI: 10.1016/j.jaci.2015.05.044

9. McCauley K., Durack J., Valladares R. et al. National Institute of Allergy and Infectious Diseases-sponsored Inner-City Asthma Consortium. Distinct nasal airway bacterial microbiotas differentially relate to exacerbation in pediatric patients with asthma. J. Allergy Clin. Immunol. 2019;144(5):1187-1197. DOI: 10.1016/j.jaci.2019.05.035

10. Teo S.M., Mok D., Pham K. et al. The infant nasopharyngeal microbiome impacts severity of lower respiratory infection and risk

Поступила / Received: 30.05.2023

Принята к публикации / Accepted: 29.09.2023

of asthma development. Cell Host Microbe. 2015;17(5):704-715. DOI: 10.1016/j.chom.2015.03.008

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

11. Marsh, P. Contemporary perspective on plaque control. Br. Dent. J. 2012;212:601-606. DOI: 10.1038/sj.bdj.2012.524

12. Chen T., Shi Y., Wang X. et al. High-throughput sequencing analyses of oral microbial diversity in healthy people and patients with dental canes and periodontal disease. Mol. Med. Rep. 2017;16(1):127-132. DOI: 10.3892/mmr.2017.6593

13. Bosshardt D.D., Lang N. P. The junctional epithelium: from health to disease. J. Dent. Res. 2005;84(1):9-20. DOI: 10.1177/154405910508400102

14. Yamanaka W., Takeshita T., Shibata Y. et al. Compositional stability of a salivary bacterial population against supragingival microbiota shift following periodontal therapy. PloS One, 2012;7(8):e42806. DOI: 10.1371/journal.pone.0042806

15. Di Cicco M., Pistello M., Jacinto T. et al. Does lung microbiome play a causal or casual role in asthma? Pediatric Pulmonol. 2018;53(10):1340-1345. DOI: 10.1002/ppul.24086

16. Kim Y.H., Jang H., Kim S.Y. et al. Gram-negative microbiota is related to acute exacerbation in children with asthma. Clin. Transl. Allergy. 2021;11(8):e12069. DOI: 10.1002/clt2.12069

17. Arrieta M.C., Stiemsma L.T., Dimitriu P.A. et al. Early infancy microbial and metabolic alterations affect risk of childhood asthma. Science Transl. Med. 2015;7(307):307ra152. DOI: 10.1126/ scitranslmed.aab2271

18. Cherkasov S.V., Popova L.Y., Vivtanenko T.V. et al. Oral microbiomes in children with asthma and dental caries. Oral Diseases. 2019;25(3):898-910. DOI: 10.1111/odi.13020

19. Chong J., Liu P., Zhou G. et al. Using Microbiome Analyst for comprehensive statistical, functional, and meta-analysis of microbiome data. Nat. Protoc. 2020;15:799-821. DOI: 10.1038/ s41596-019-0264-1

20. Dhariwal A., Chong J., Habib S. et al. Microbiome Analyst: a web-based tool for comprehensive statistical, visual and meta-analysis of microbiome data, Nucleic Acids Res. 2017;45(W1):W180-W188. DOI: 10.1093/nar/gkx295 E]

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.