Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Лопатин А.С.

ФГБУ «Поликлиника № 1» Управление делами Президента Российской Федерации

Азизов И.С.

ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России

Козлов Р.С.

ФГБОУ ВО «Смоленский государственный медицинский университет» Минздрава России

Микробиом полости носа и околоносовых пазух в норме и при патологии. Часть I

Авторы:

Лопатин А.С., Азизов И.С., Козлов Р.С.

Подробнее об авторах

Журнал: Российская ринология. 2021;29(1): 23‑30

Прочитано: 31567 раз


Как цитировать:

Лопатин А.С., Азизов И.С., Козлов Р.С. Микробиом полости носа и околоносовых пазух в норме и при патологии. Часть I. Российская ринология. 2021;29(1):23‑30.
Lopatin AS, Azizov IS, Kozlov RS. Microbiome of the nasal cavity and the paranasal sinuses in health and disease (literature review). Part I. Russian Rhinology. 2021;29(1):23‑30. (In Russ., In Engl.)
https://doi.org/10.17116/rosrino20212901123

Рекомендуем статьи по данной теме:
Ожи­ре­ние в кон­тек­сте ги­по­те­зы «ста­рых дру­зей». Про­фи­лак­ти­чес­кая ме­ди­ци­на. 2025;(4):136-141

Сокращения:

ВДП — верхние дыхательные пути

ВЧП — верхнечелюстная пазуха

НК — нуклеиновые кислоты

ОНП — околоносовые пазухи

ПРС — полипозный риносинусит

ПЦР — полимеразная цепная реакция

СНМ — синоназальный микробиом

СНХ — средний носовой ход

ХРС — хронический риносинусит

Введение

Широкое и детальное изучение микробиома человека началось в конце прошлого века. С каждым годом появляется все больше научных работ, открывающих новые аспекты этой проблемы. В 2020 г. в международных базах научных данных можно найти около 71 000 публикаций, если использовать ключевые слова «микробиом» и «микробиота».

Наличие физиологического микробиома (т.е. микробной колонизации поверхности кожи и слизистых оболочек) жизненно необходимо для роста и развития человека, правильного формирования метаболического и иммунного гомеостаза. Развитие многих заболеваний, таких как астма, сахарный диабет, ожирение, некоторые злокачественные опухоли, ревматоидный артрит и даже таких как аутизм, рассеянный склероз, болезни Альцгеймера и Паркинсона, связывают с нарушениями микробиома, в том числе синоназального. Аутоиммунные заболевания, передающиеся в семьях по наследству, объясняют теперь не наследованием генетической информации самого человека, а наследованием патологических особенностей микробиома [1—4].

Бактерии, заселяющие кишечник, участвуют в процессе переваривания пищи, в регуляции иммунной системы, защищают человека от патогенных микроорганизмов, участвуют в синтезе витаминов (тиамина, рибофлавина, В12, К). Практически все компоненты иммунной системы человека формируются под воздействием микробиома верхних дыхательных путей (ВДП). Известно, что сами микроорганизмы, вегетирующие в полости носа и глотке, или продукты их жизнедеятельности напрямую или через клетки эпителия воздействуют на дендритные клетки и макрофагов. От состава микробиома кишечника зависят функции CD4- и CD8-T-клеток и продукция антител при респираторных инфекциях, в частности при гриппе А [2, 5, 6].

Количество микроорганизмов, населяющих поверхность нашей кожи и полые органы, значительно превышает количество собственных клеток организма. По приблизительным подсчетам, общее число клеток человеческого организма — 1013, тогда как число бактерий достигает 1014, вирусов — 1015, грибков — 1012. Количество микроорганизмов, вегетирующих в организме человека, в 100 раз больше, чем население Земли, их общая масса достигает 2 кг, при этом основная часть заселяет толстый кишечник [1, 4].

Терминология

Микробиотой называют состав микроорганизмов (не только бактерий, но и грибков, вирусов, архей, простейших, бактериофагов), обитающих в той или иной экологической нише. Под микробиомом понимают совокупность генетического материала всех микроорганизмов, входящих в состав микробиоты. Применительно к микробиому человека — это весь набор нуклеиновых кислот (НК) всех представителей микромира, находящихся на поверхности кожи, слизистых оболочек или в тканях человеческого тела.

В англоязычной литературе для характеристики бактериального микробиома используют термины, некоторые из которых пока не имеют устоявшихся полноценных русскоязычных аналогов:

— richness или abundance (пер.: богатство, изобилие, множество, сочность, плодородие) — количественный состав микробиома;

— (bio)diversity (пер.: (био)разнообразие, неоднородность, многоплановость) — общее количество таксонов микроорганизмов;

— evenness (пер.: ровность, плавность, сбалансированность) — соотношение разных типов/родов в общем составе микробиома.

Стремительный рост интереса к проблеме связан в первую очередь с развитием микробиологических методов полногеномного секвенирования, биоинформатического и метагеномного анализа. Традиционные культуральные методы и сейчас остаются основой бактериологических исследований: в клиническом аспекте они достаточно информативны, относительно дешевы и дают возможность исследовать чувствительность выявленных микроорганизмов к антибиотикам и бактериофагам in vitro. Однако в «культуральную» эпоху мы могли идентифицировать и классифицировать примерно лишь 20% бактерий, существующих на Земле. Обычные питательные среды просто не создавали условий для роста всех представителей микробиоты. Так, и в лечении хронического риносинусита (ХРС) мы слишком долго вынуждены были ориентироваться только на результаты культуральных исследований, которые создавали не всегда верные представления о роли тех или иных микроорганизмов в патогенезе заболевания. L. Hauser и соавт. [7], изучившие биоптаты слизистой оболочки решетчатого лабиринта у 54 пациентов с ХРС стандартными культуральными методами и методом 16S-рибосомального РНК (рРНК) секвенирования, выявили в среднем 3 вида бактерий при культуральном анализе и 21,5±12,5 вида при полногеномном анализе. Только 47,7% микроорганизмов, НК которых была выявлена методом секвенирования, удалось вырастить на средах.

Во-вторых, изменились представления о нормальном, с точки зрения микробиологии, состоянии полых органов, таких как альвеолы легких, мочевой пузырь, а теперь и околоносовые пазухи (ОНП), которые ранее считались в норме стерильными. Проведенные в последние два десятилетия исследования показали, что и в состоянии здоровья эти органы заселяют сообщества микробов, состоящие из комменсалов и потенциальных патогенов, при этом патогены присутствуют в количествах, не способных вызвать болезнь. Комменсалы, составляющие микробиом полых органов, находятся в симбиозе с организмом хозяина и формируют своеобразный барьер, препятствующий вторжению патогенов. Увеличение относительного числа оппортунистических патогенов вызывает дисбаланс/дисбиоз, снижение разнообразия и нарушение сбалансированности микробиоты, что приводит к уменьшению представительства ключевых комменсалов, а реакция иммунной системы на эти изменения вызывает острое или хроническое воспаление [3, 4].

Проблемы методологии

Попытки систематизировать данные о синоназальном микробиоме (СНМ) человека сталкиваются с методологическими проблемами, связанными в первую очередь с отсутствием систематизированного подхода к забору и анализу материала. Так, работы, описывающие состав СНМ при ХРС и тем более в норме, как правило, ссылаются на результаты исследования мазков из среднего носового хода (СНХ), хотя экстраполяция этих данных на микробиом ОНП не совсем правомерна даже в том случае, когда материал забирают под эндоскопическим контролем. Хорошо известно, что в СНХ попадает значительная часть контаминированного микроорганизмами вдыхаемого воздуха, тогда как воздухообмен в ОНП при нормальном размере естественного соустья минимален и в них должен существовать, также и в силу различий газового состава воздуха, отличающийся от полости носа уникальный состав микробиома. Забор материала при помощи пункции пазухи в изучении СНМ практически не используется, исследования биоптатов слизистой оболочки, полученных в ходе хирургических вмешательств на ОНП, немногочисленны [7—9].

Например, в нашем исследовании синоназальной микробиоты при ХРС были выявлены существенные различия между составом микрофлоры СНХ и содержимого верхнечелюстной пазухи (ВЧП), полученного при ее пункции. Полное соответствие микрофлоры содержимого ВЧП и СНХ было отмечено только в 8,9% исследований, соотношение аэробных и анаэробных микроорганизмов также было различным: анаэробы достоверно чаще присутствовали в ВЧП. Чаще других в обеих локализациях удалось культивировать Staphylococcus aureus (4,5% случаев) и Streptococcus constellatus (также 4,5% случаев) [10].

Результаты исследования E. Copeland и соавт. [8] показали, что микробный состав мазков, взятых из ОНП в ходе эндоскопической операции у больных ХРС и лиц контрольной группы, не страдающих этим заболеванием, значительно отличается за счет большего представительства рода Escherichia при ХРС, в то время как роды Corynebacterium и Dolosigranulum доминируют у лиц без ХРС, т.е. оперированных по другим показаниям. Микробный состав образцов из СНХ у больных ХРС и пациентов контрольной группы не имел таких существенных различий, и представительство Escherichia не было здесь настолько избыточным, как в образцах из пазух. Таким образом, микробиоценоз СНХ и ОНП существенно различается, в особенности при хроническом воспалении, и забор мазков из СНХ, даже под эндоскопическим контролем, не является идеальным методом для изучения микробиома ОНП.

Микробиом полости носа в норме

Полость носа наряду с полостью рта является главными воротами нашего организма, и слизистая оболочка полости носа вынуждена непрерывно реагировать и отвечать на пожизненную «бомбардировку» огромным количеством поллютантов, аллергенов и микроорганизмов. Здоровый человек вдыхает более 7000 л воздуха в день, при этом в каждом кубическом метре вдыхаемого воздуха содержится 104—106 бактерий, и их количество и состав варьируют и зависят от состояния окружающей среды и кондиций вдыхаемого воздуха (влажности, газового состава и др.) [3, 9]. Важно отметить, что более 92% времени жизни человек проводит в помещениях, поэтому и набор микроорганизмов, поступающих в ВДП с вдыхаемым воздухом, зависит от санитарно-гигиенических условий в жилище и на рабочем месте [1]. Вкупе с особенностями анатомического строения внутриносовых структур состав и степень контаминации вдыхаемого воздуха определяют формирование специфических локальных микробиоценозов респираторного тракта, в которых присутствуют как постоянные, так и транзиторные представители микромира [4, 9].

Характер микробной «выстилки» ВДП последовательно меняется от преддверия носа к ротоглотке в зависимости от среды обитания (кожа, многорядный мерцательный или плоскоклеточный эпителий), состояния иммунной системы и других параметров. При этом состав отдельных микробных «ниш» (в нашем случае — полости носа) может зависеть от состояния «соседей», а существующие границы микробиот также могут смещаться [11].

Сведения о составе микробиома полости носа и носоглотки у детей довольно противоречивы. У новорожденного он беден, фактически копирует состав микрофлоры влагалища и кожи матери и обычно представлен фирмикутами (роды Lactobacillus, Staphylococcus, Streptococcus, Dolosigranulum), протеобактериями (роды Moraxella, Haemophilus) и актинобактериями (Corynebacterium), среди которых могут доминировать один или два из перечисленных таксонов [3, 12]. Однако сразу после рождения ВДП новорожденного начинают колонизировать новые, поступающие из внешней среды микроорганизмы, эволюция микробиоты зависит от ряда факторов: не только от условий, в которых растет ребенок, но и в значительной степени от обстоятельств родов (обычным путем или с помощью кесарева сечения) и характера вскармливания. Считают, что возрасте 1,5 мес при условии грудного вскармливания в составе микробиоценоза ВДП ребенка доминируют роды Dolosigranulum и Corynebacterium, при искусственном вскармливании увеличивается представительство S. aureus [13—15].

В дальнейшем микробное сообщество носоглотки ребенка постепенно претерпевает кардинальные изменения, становясь менее компактным, но более разнообразным, причем эволюция микробиоты идет в тесном взаимодействии с формированием иммунной системы. Например, известно, что снижение представительства и разнообразия Bacteroidetes в микробиоме дыхательный путей у детей раннего возраста предрасполагает к развитию аллергических заболеваний. Есть сведения о том, что дети с моракселла-доминируемым микробиомом носоглотки реже страдают ОРВИ. Исключение составляет только Moraxella catarrhalis, присутствие которой вместе с Haemophilus influenzae и Streptococcus pneumoniae связывают с развитием свистящих хрипов у маленьких детей, а доминирование стрептококков некоторые исследователи считают четким предиктором развития бронхиальной астмы [15—17]. В целом наблюдения за детьми до 2-летнего возраста показывают, что доминирование родов Dolosigranulum и Moraxella в сочетании с коринебактериями обеспечивает формирование в носоглотке в будущем более стойкого микробиома, более устойчивого к респираторным инфекциям. Напротив, превалирование видов H. influenzae и S. pneumoniae способствует повышенной восприимчивости к респираторным вирусам и развитию бронхиолита и пневмонии в раннем детском возрасте [12, 16—18].

Уже первые исследования микробиома полости носа здорового взрослого (в мазках из среднего и верхнего носовых ходов) показали, что он представляет собой уникальное и вариабельное микробное сообщество, которое, несмотря на близкое анатомическое соседство, кардинально отличается от таких же сообществ, обитающих в преддверии носа, носоглотке и полости глотки и рта.

Сравнение образцов, взятых из различных отделов ВДП взрослого человека, показывает, что состав микробиома полости носа, глотки и полости рта представлен одними и теми же типами бактерий, однако на уровне семейств и родов он кардинально различается. Уникальность микробиома полости носа определяется преимущественным представительством типов Actinobacteria (где доминируют роды Corynebacteriaceae и Propionibacteriaceae), Firmicutes и в меньшей степени Proteobacteria [19]. В исследовании C. Bassis и соавт. [20] представительство копий Corynebacteriaceae в мазках, взятых из полости носа 10 пациентов, составило от 1,5 до 62,8%, а Propionibacteriaceae — от 0,4 до 42,4%. Для сравнения: в мазках со слизистой оболочки щеки и корня языка Corynebacteriaceae составляли чуть больше 1% сообщества, а Propionibacteriaceae практически не встречались. Другим критическим различием между микробиомом полости носа и полости рта является представительство различных родов фирмикутов. НК Staphylococcaceae в образцах из полости носа составляли 2,2—55,0%, а в ротоглотке они практически не встречались, зато здесь среди представителей фирмикутов значительно чаще выявлялись НК семейства Streptococcaceae.

Микробные сообщества самой полости носа и ее преддверия также существенно различаются, состав последнего значительно менее разнообразен, хотя в нем тоже превалируют фирмикуты и актинобактерии, а представительство протеобактерий значительно меньше. Группы исследователей, участвующих в изучении СНМ, сходятся во мнении, что основным фактором, определяющим сбалансированность синоназального микробиоценоза и, соответственно, здоровье слизистой оболочки, является соотношение между представительством стафилококков (тип Firmicutes) и коринебактерий (тип Actinobacteria). В норме коринебактерии преобладают, составляя 36%, тогда как стафилококки (S. aureus, Staphylococcus epidermidis) — 26%. Микробный состав полости носа здоровых людей, не являющихся постоянными носителями стафилококка, представлен в основном типом Actinobacteria (Propionibacterium spp. и Corynebacterium spp.) при относительно низком представительстве типов Firmicutes (Staphylococcus spp.) и Proteobacteria (Enterobacter spp.). Процентное представительство стафилококков (S. aureus) в полости носа и в СНХ у его носителей увеличивается как раз за счет уменьшения общего количества Actinobacteria, в частности Propionibacterium acnes [21, 22].

Нормальный микробиом носоглотки также существенно отличается от микробиома полости носа. По данным обширного моноцентрового исследования, включившего 100 здоровых взрослых людей, типы микробных сообществ, в которых превалируют роды Streptococcus и Fusobacterium, специфичны только для носоглотки и практически не встречаются в полости носа. В целом в норме в носоглотке присутствует больше потенциальных патогенов, чем в полости носа [11].

Хорошо известно, что состав микробиома меняется с возрастом. Так, большинство бактерий СНХ у здоровых лиц младше 50 лет составляют представители актинобактерий, однако в более старшем возрасте их количество снижается в пользу фирмикутов, процентное представительство протеобактерий практически не меняется [19, 23].

По другим данным, у людей в возрасте 40—65 лет в составе микробиома полости носа увеличивается представительство родов Cutibacterium/Propionibacterium, Corynebacterium и Staphylococcus. После 65 лет СНМ постепенно беднеет, теряет разнообразие и еще сильнее меняется, приближаясь к составу микробного сообщества глотки и полости рта, что может объясняться снижением напряженности защитных сил слизистой оболочки полости носа и замедлением мукоцилиарного клиренса [23—25].

Результаты масштабного международного исследования ISMS (International Sinonasal Microbiome Study), в ходе которого 410 образцов микрофлоры ОНП, собранные со всех континентов, кроме Африки и Антарктиды, были проанализированы методом 16S рРНК-секвенирования, дают основания предположить, что унифицированного, присущего всем здоровым людям СНМ не существует. Было выявлено три основных микробиотипа, в первом из которых доминировал род Corynebacterium (54,14% относительного усредненного представительства), во втором — Staphylococcus (28,54%), в третьем (17,32%) не было преимущественного доминирования, но в нем присутствовали представители других «ключевых» родов, составляющих микробиоценоз полости носа и ОНП: Streptococcus, Haemophilus, Moraxella и Pseudomonas. В процентном соотношении эти три варианта по-разному были представлены в различных регионах: в Австралии и Азии значительно чаще встречался первый микробиотип, чуть реже он выявлялся в Америке, в Европе второй тип встречался существенно чаще первого. Наименее распространенным на всех континентах оказался третий тип микробиома, но географические различия в целом не влияли на базовый состав ключевых участников синоназального микробиоценоза [26].

Таким образом, полость носа и ОНП выглядят как две специфические биологические ниши, в которых в норме в зависимости от состояния иммунной системы, возраста и других факторов могут обитать присущие каждой из них, но различные по своему разнообразию микробные сообщества. Однако близкое соседство с окружающими территориями — преддверием полости носа и носоглоткой, где состав микробиома более агрессивен, при определенных условиях угрожает смещением установленных границ. В результате распространение оппортунистических патогенов в те области полости носа, где в норме превалируют комменсалы, может приводить к развитию различных заболеваний [19—21, 24]. Логично было бы предположить, что этими патогенами могут стать гемофильная палочка и пневмококки, экспансия которых со стороны носоглотки на фоне вирусной инфекции может приводить к развитию острого риносинусита. Агрессия с противоположной стороны, из преддверия носа, способствует избыточной контаминации среднего и верхнего носовых ходов другими потенциальными патогенами, в частности золотистым стафилококком, что, предположительно, может стать причиной развития ХРС. Но это пока только теоретические предпосылки, которые требуют научных доказательств.

Базисные представления о составе бактериального микробиома полости носа и ОНП здорового взрослого человека представлены в таблице. Его формируют 3 основных типа: актинобактерии, фирмикуты, протеобактерии. Определенную роль ряд исследователей отводят и типу Bacteroidetes.

Таблица. Основные типы и роды бактерий в составе микробиома полости носа и ОНП здорового взрослого человека

Тип

Род

Патогенность

Actinobacteria

Corynebacterium

Комменсал/патоген

Cutibacterium/

Propionibacterium

Комменсал

Firmicutes

Lactobacillus

Комменсал

Staphylococcus

Комменсал/патоген

Streptococcus

Комменсал/патоген

Dolosigranulum

Комменсал

Proteobacteria

Haemophilus

Комменсал/патоген

Moraxella

Комменсал/патоген

Acinetobacter

Комменсал

Neisseria

Комменсал

Helicobacter

Комменсал

Burkholderia

Комменсал

Pseudomonas

Патоген

Bacteroidetes

Prevotella

Комменсал

Bacteroides

Комменсал/патоген

Микробная конкуренция в составе микробиома

Большинство микроорганизмов, входящих в состав СНМ, находятся в состоянии постоянной прямой или непрямой синтропии/конкуренции за экологические ниши. Эта конкуренция может осуществляться как между комменсалами и потенциальными патогенами, так и в какой-то степени между микробами и самим хозяином. В процессе соперничества за продукты питания и жизнеобеспечения у бактерий есть разные пути: они могут поглощать отработанные продукты самого хозяина либо продуцировать специальные молекулы, например так называемые сидерофоры, которые способны утилизировать атомарное железо из окружающей среды. Существуют и другие механизмы прямого и опосредованного влияния на экологию обитания [9, 27].

Понимание природы межмикробной конкуренции в перспективе важно для разработки методов патогенетического лечения хронических заболеваний полости носа и ОНП, в частности связанных с персистенцией золотистого стафилококка. Этот оппортунистический патоген транзиторно или перманентно, но чаще бессимптомно колонизирует слизистую оболочку полости носа, однако при избыточном размножении он способен вызывать целый ряд патологических состояний. Одним из пока теоретически эффективных веществ для лечения таких состояний может стать тиазолидинсодержащий циклический пептид лугдунин, который ингибирует рост S. aureus in vitro. Еще один такой кандидат, также антимикробный пептид — нукацин IVK45, продуцируется эпидермальным стафилококком в условиях оксидативного стресса и нехватки ионов железа [27—29].

Пожалуй, наиболее интересными в этом плане и наиболее исследованными являются взаимодействия между стафилококками и коринебактериями. Так, некоторые штаммы C. pseudodiphtheriticum и C. accolens могут ингибировать рост S. aureus. В целом сами коринебактерии и даже приготовленная на их основе бесклеточная среда оказались способными снижать вирулентность и гемолитическую активность S. aureus, а также его возможности в плане избыточной колонизации слизистой оболочки, т.е. фактически переводили его в состояние комменсала [27, 30, 31].

В соревновании за такие необходимые для жизнедеятельности бактерий компоненты, как метионин и ионы железа, более слабыми игроками выглядят коагулаза-негативные стафилококки, которые продуцируют меньшее количество сидерофоров [32]. Недавно было доказано, что вид C. accolens, в норме являющийся комменсалом, обитающим на коже преддверия носа, способен угнетать рост S. pneumoniae за счет продукции свободных жирных кислот, которые, в свою очередь, повышают экспрессию человеческого антибактериального β-дефензина-2 [33]. Конкурентные взаимодействия между некоторыми представителями микробиома ВДП представлены на рисунке.

Рис. Некоторые известные межвидовые конкурентные соотношения бактерий, входящих в состав синоназального микробиома.

Одни виды коринебактерий способны ингибировать или, наоборот, способствовать росту стафилококков и S. pneumoniae in vitro. Другие микроорганизмы способны снижать вирулентность S. aureus или поддерживать формирование его биопленок (адаптировано по [9]).

Грибковый микробиом (микобиом) околоносовых пазух

Еще в конце ХХ века большое внимание привлекла к себе гипотеза о ведущей роли грибков в патогенезе ХРС. Тогда с использованием методов молекулярного анализа присутствие грибков, преимущественно рода Alternaria, в ОНП было выявлено более чем у 90% больных ХРС, а затем и у такого же числа здоровых лиц [34, 35]. Однако первоначальный оптимизм, связанный с предварительными результатами использования топических противогрибковых препаратов (амфотерицина В) в лечении всех форм ХРС, был впоследствии опровергнут негативными результатами мультицентровых контролируемых исследований [36, 37].

Последующие работы, использовавшие метод 18S рДНК-секвенирования, дали более конкретные, хотя во многом противоречивые представления о микобиоме СНХ и ОНП. В одной из этих работ превалирующими видами грибков стали представители рода Malassezia, а сам микобиом у больных ХРС был богаче, чем у здоровых лиц (в среднем 12,14 вида против 8,18 вида в образце), при этом общее число грибковых копий уменьшалось после операции на ОНП [38]. В другом исследовании, напротив, не было найдено качественных различий между микобиомами здоровых лиц и больных ХРС, но у больных состав грибковой ассоциации ОНП был богаче и разнообразнее. И у больных, и у здоровых превалировали Cryptococcus neoformans, но при ХРС они выявлялись чаще (90% против 61%). Представители Malassezia здесь были на третьем месте и встречались чаще у здоровых лиц (4,7% против 1,4%) [39].

В целом современные исследования показывают, что грибковые ДНК представлены в СНХ и ОНП значительно беднее, чем бактериальные, потенциально патогенные грибки были выявлены лишь у некоторых больных с полипозным риносинуситом (ПРС), но ни у одного из пациентов с ХРС без полипов и ни у кого из здоровых лиц [40].

Вирусный микробиом (виром) околоносовых пазух

Большинство обострений ХРС происходят в период вирусных инфекций, и по аналогии с бронхиальной астмой, где роль риновирусов в патогенезе обострений достаточно хорошо доказана, можно предположить их важную роль в обострениях ХРС. Исследование, проведенное при помощи мультиплексной полимеразной цепной реакции (ПЦР) для респираторных вирусов, изначально подтвердило такое предположение. Авторы обнаружили вирусные НК (преимущественно риновируса) в 64% соскобов и в 50% образцов лаважной жидкости больных ХРС, в контрольной группе эти цифры оказались значительно ниже — 30% и 14% соответственно [41]. В китайском исследовании респираторные вирусы были выявлены в эпителиальных клетках СНХ у 68,66% больных ПРС, у 73,77% больных ХРС без полипов и у 75,47% здоровых лиц, разница между группами была недостоверной [42].

В противоположность этим результатам Y. Jang и соавт. [43], также методом ПЦР, выявили НК риновирусов только в 21% эпителиальных клеток средней носовой раковины пациентов с ХРС, а A. Wood и соавт. [44] вообще не обнаружили следов типичных возбудителей респираторных вирусных инфекций у этой категории больных. Авторы этих работ не исключают, что не персистенция, но транзиторная вирусная инфекция может быть толчком к развитию ХРС или его обострений. Противоречивые результаты дали и экспериментальные работы на культуре клеток носовых полипов, инокулированных риновирусом [44]. Таким образом, роль изменений синоназального вирома и самих респираторных вирусов в патогенезе ХРС и его обострений остается пока неясной и требует дальнейшего изучения.

Принимая во внимание исключительно паразитический вариант симбиотических взаимоотношений вирусов с организмом человека, очевидно, что человеческие вирусы вряд ли могут быть постоянными участниками микробиоценозов и речь может идти лишь об их транзиторном участии в регулировании микробиомов слизистой оболочки ВДП. Однако если рассматривать вирусы бактерий (бактериофагов), то это может быть весьма интересным как с позиций возможности регулирования микробиоценоза (в том числе за счет профагов) [45], так и с позиций использования фагов/профагов как маркеров/регуляторов функционирования микробиоценозов [46]. Последний механизм является явно недооцененным с позиций понимания функционирования микробных сообществ.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — А.С. Лопатин

Сбор и обработка материала — А.С. Лопатин, И.С. Азизов

Написание текста — А.С. Лопатин

Редактирование — И.С. Азизов, Р.С. Козлов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Литература / References:

  1. Ipci K, Altintoprak N., Bayar Muluk N, Senturk M, Cingi C. The possible mechanisms of the human microbiome in allergic diseases. European Archives of Oto-Rhino-Laryngology. 2017;274(2):617-626.  https://doi.org/10.1007/s00405-016-4058-6
  2. Bell JS, Spencer JI, Yates RL, Yee SA, Jacobs BM, DeLuca GC. Invited review: From nose to gut — the role of the microbiome in neurological disease. Neuropathology and Applied Neurobiology. 2019;45(3):195-215.  https://doi.org/10.1111/nan.12520
  3. De Steenhuijsen Piters WAA, Sanders EAM, Bogaert D. The role of the local microbial ecosystem in respiratory health and disease. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2015;370:20140294. https://doi.org/10.1098/rstb.2014.0294
  4. Dickson R, Erb-Downward J, Martinez F, Huffnagle G. The microbiome and the respiratory tract. HHS Public Access. 2017;78:481-504.  https://doi.org/10.1146/annurev-physiol-021115-105238
  5. Ichinohe T, Pang IK, Kumamoto Y, Peaper DR, Ho JH, Murray TS, Iwasaki A. Microbiota regulates immune defense against respiratory tract influenza A virus infection. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2011;108(13):5354-5359. https://doi.org/10.1073/pnas.1019378108
  6. Buttó LF, Haller D. Functional relevance of microbiome signatures: The correlation era requires tools for consolidation. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2017;139:1092-1098. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2017.02.010
  7. Hauser LJ, Feazel LM, Ir D, Fang R, Wagner BD, Robertson CE, Frank DN, Ramakrishnan VR. Sinus culture poorly predicts resident microbiota. International Forum of Allergy & Rhinology. 2015;5:3-9.  https://doi.org/10.1002/alr.21428
  8. Copeland E, Leonard K, Carney R, Kong J, Forer M, Naidoo Y, Oliver BGG, Seymour JR, Woodcock S, Burke CM, Stow NW. Chronic rhinosinusitis: Potential role of microbial dysbiosis and recommendations for sampling sites. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2018;8(57):1-14.  https://doi.org/10.3389/fcimb.2018.00057
  9. Kumpitsch C, Koskinen K, Schöpf V, Moissl-Eichinger C. The microbiome of the upper respiratory tract in health and disease. BMC Biology. 2019;17:87.  https://doi.org/10.1186/s12915-019-0703-z
  10. Ivanchenko OA, Karpishchenko SA, Sopko ON, Kozlov RS, Krechikova OI, Otvagin IV, Piskunov GZ, Lopatin AS. The microbiome of the maxillary sinus and middle nasal meatus in chronic rhinosinusitis. Rhinology. 2016;54:68-74.  https://doi.org/10.4193/Rhin15.018
  11. De Boeck I, Wittouck S, Wuyts S, Oerlemans EFM, van den Broek MFL, Vandenheuvel D, Vanderveken O, Lebeer S. Comparing the healthy nose and nasopharynx microbiota reveals continuity as well as niche-specificity. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2017;29(8):2372. https://doi.org/10.3389/fmicb.2017.02372
  12. Biesbroek G, Tsivtsivadze E, Sanders EAM, Montijn R, Veenhoven RH, Keijser BJF, Bogaert D. Early respiratory microbiota composition determines bacterial succession patterns and respiratory health in children. American journal of respiratory and critical care medicine. 2014;190(11):1283-1292. https://doi.org/10.1164/rccm.201407-1240OC
  13. Shilts MH, Rosas-Salazar C, Tovchigrechko A, Larkin EK, Torralba M, Akopov A, Halpin R, Peebles RS, Moore ML, Anderson LJ, Nelson KE, Hartert TV, Das SR. Minimally invasive sampling method identifies differences in taxonomic richness of nasal microbiomes in young infants associated with mode of delivery. Microbial Ecology. 2016;71(1):233-242.  https://doi.org/10.1007/s00248-015-0663-y
  14. Dominguez-Bello MG, Costello EK, Contreras M, Magris M, Hidalgo G, Fierer N, Knight R. Delivery mode shapes the acquisition and structure of the initial microbiota across multiple body habitats in newborns. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2010;107(26):11971-11975. https://doi.org/10.1073/pnas.1002601107
  15. Biesbroek G, Bosch AATM, Wang X, Keijser BJF, Veenhoven RH, Sanders EAM, Bogaert D. The impact of breastfeeding on nasopharyngeal microbial communities in infants. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2014;190(3):298-308.  https://doi.org/10.1164/rccm.201401-0073OC
  16. Moore H, Jacoby P, Taylor A, Harnett G, Bowman J, V Riley T, Smith DW, Lehmann D; Kalgoorlie Otitis Media Research Project Team. The interaction between respiratory viruses and pathogenic bacteria in the upper respiratory tract of asymptomatic aboriginal and non-aboriginal children. The Pediatric Infectious Disease Journal. 2010;29(6):540-545.  https://doi.org/10.1186/1471-2334-12-366
  17. Teo SM, Mok D, Pham K, Kusel M, Serralha M, Troy N, Holt BJ, Hales BJ, Walker ML, Hollams E, Bochkov YA, Grindle K, Johnston SL, Gern JE, Sly PD, Holt PG, Holt KE, Inouye M. The infant nasopharyngeal microbiome impacts severity of lower respiratory infection and risk of asthma development. Cell Host & Microbe. 2015;17(5):704-715.  https://doi.org/10.1016/j.chom.2015.03.008
  18. Van den Bergh MR, Biesbroek G, Rossen JWA, de Steenhuijsen Piters WAA, Bosch AATM, van Gils EJM, Wang X, Boonacker CWB, Veenhoven RH, Bruin JP, Bogaert D, Sanders EAM. Associations between pathogens in the upper respiratory tract of young children: interplay between viruses and bacteria. PLoS One. 2012;7(10):e47711. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0047711
  19. Ramakrishnan VR, Feazel LM, Gitomer SA, Robertson CE, Frank DN. The microbiome of the middle meatus in healthy adults. PLoS One. 2013;8:e85507. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0085507
  20. Bassis CM, Tang AL, Young VB, Pynnonen MA. The nasal cavity microbiota of healthy adults. Microbiome. 2014;2:27.  https://doi.org/10.1186/2049-2618-2-27
  21. Frank DN, Feazel LM, Bessesen MT, Price CS, Janoff EN, Pace NR. The human nasal microbiota and Staphylococcus aureus carriage. PLoS One. 2010;5:e10598. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0010598
  22. Yan M, Pamp SJ, Fukuyama J, Hwang PH, Cho DY, Holmes S, Relman DA. Nasal microenvironments and interspecific interactions influence nasal microbiota complexity and S. aureus carriage. Cell Host & Microbe. 2013;14: 631-640.  https://doi.org/10.1016/j.chom.2013.11.005
  23. Stearns JC, Davidson CJ, Mckeon S, Whelan FJ, Fontes ME, Schryvers AB, Bowdish DME, Kellner JD, Surette MG. Culture and molecular-based profiles show shifts in bacterial communities of the upper respiratory tract that occur with age. The ISME Journal. 2015;9(5):1246-1259. https://doi.org/10.1038/ismej.2014.250
  24. Whelan FJ, Verschoor CP, Stearns JC, Rossi L, Luinstra K, Loeb M, Smieja M, Johnstone J, Surette MG, Bowdish DME. The loss of topography in the microbial communities of the upper respiratory tract in the elderly. Annals of the American Thoracic Society. 2014;11(4):513-521.  https://doi.org/10.1513/AnnalsATS.201310-351OC
  25. Franceschi C, Bonafè M, Valensin S, Olivieri F, De Luca M, Ottaviani E, De Benedictis G. Inflamm-aging: an evolutionary perspective on immunosenescence. Annals of the New York Academy of Sciences. 2006;908:244-254.  https://doi.org/10.1111/j.1749-6632.2000.tb06651.x
  26. Bassiouni A, Paramasivan S, Shiffer A, Dillon MR, Cope EK, Cooksley C, Ramezanpour M, Moraitis S, Javed Ali M, Bleier BS, Callejas C, Cornet ME, Douglas RG, Dutra D, Georgalas C, Harvey RJ, Hwang P, Luong AU, Schlosser RJ, Tantilipikorn P, Tewfik MA, Vreugde S, Wormald P-J, Caporaso JG, Psaltis AJ. Microbiotyping the Sinonasal Microbiome. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2020;10:137.  https://doi.org/10.3389/fcimb.2020.00137
  27. Stubbendieck RM, May DS, Chevrette MG, Temkin MI, Wendt-Pienkowski E, Cagnazzo J, Carlson CM, Gern JE, Currie CR. Competition among nasal bacteria suggests a role for siderophore-mediated interactions in shaping the human nasal microbiota. Applied and Environmental Microbiology. 2019;85(10):e02406-2418. https://doi.org/10.1128/AEM.02406-18
  28. Zipperer A, Konnerth MC, Laux C, Berscheid A, Janek D, Weidenmaier C, Burian M, Schilling NA, Slavetinsky C, Marschal M, Willmann M, Kalbacher H, Schittek B, Brötz-Oesterhelt H, Grond S, Peschel A, Krismer B. Human commensals producing a novel antibiotic impair pathogen colonization. Nature. 2016;535(7613):511-516.  https://doi.org/10.1038/nature18634
  29. Janek D, Zipperer A, Kulik A, Krismer B, Peschel A. High frequency and diversity of antimicrobial activities produced by nasal Staphylococcus strains against bacterial competitors. PLOS Pathog. 2016;12:e1005812. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1005812
  30. Yan M, Pamp SJ, Fukuyama J, Hwang PH, Cho D-Y, Holmes S, Relman DA. Nasal microenvironments and interspecific interactions influence nasal microbiota complexity and S. aureus carriage. Cell Host & Microbe. 2013;14(6):631-640.  https://doi.org/10.1016/j.chom.2013.11.005
  31. Ramsey MM, Freire MO, Gabrilska RA, Rumbaugh KP, Lemon KP. Staphylococcus aureus shifts toward commensalism in response to Corynebacterium species. Frontiers in Microbiology. 2016;7:1-15.  https://doi.org/10.3389/fmicb.2016.01230
  32. Lindsay JA, Riley TV, Meel BJ. Staphylococcus aureus but not Staphylococcus epidermidis can acquire iron from transferrin. Microbiology. 1995;141:197-203.  https://doi.org/10.1099/00221287-141-1-197
  33. Bomar L, Brugger SD, Yost BH, Davies SS, Lemon P. Corynebacterium accolens releases antipneumococcal free fatty acids from human nostril and skin surface triacylglycerols. mBio. 2016;7:1-13.  https://doi.org/10.1128/mBio.01725-15
  34. Ponikau JU, Sherris DA, Kern EB, Homburger HA, Frigas E, Gaffey TA, Roberts GD. The diagnosis and incidence of allergic fungal sinusitis. Mayo Clinic Proceedings. 1999;74:877-884.  https://doi.org/10.4065/74.9.877
  35. Braun H, Buzina W, Freudenschuss K, Beham A, Stammberger H. ‘Eosinophilic fungal rhinosinusitis’: a common disorder in Europe? Laryngoscope. 2003;113:264-269.  https://doi.org/10.1097/00005537-200302000-00013
  36. Ebbens FA, Scadding GK, Badia L, Hellings PW, Jorissen M, Mullol J, Cardesin A, Bachert C, van Zele TP, Dijkgraaf MG, Lund V, Fokkens WJ. Amphotericin B nasal lavages: not a solution for patients with chronic rhinosinusitis. The Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2006;118:1149-1156. https://doi.org/10.1016/j.jaci.2006.07.058
  37. Sacks PL, Harvey RJ, Rimmer J, Gallagher RM, Sacks R. Topical and systemic antifungal therapy for the symptomatic treatment of chronic rhinosinusitis. Cochrane database of systematic reviews. 2018;9(9):CD008263. https://doi.org/10.1002/14651858.CD008263.pub3
  38. Cleland EJ, Bassioni A, Boase S, Dowd S, Vreugde S, Wormald PJ. The fungal microbiome in chronic rhinosinusitis: richness, diversity, postoperative changes and patient outcomes. International Forum of Allergy & Rhinology. 2014;4:259-265.  https://doi.org/10.1002/alr.21297
  39. Aurora R, Chatterjee D, Hentzleman J, Prasad G, Sindwani R, Sanford T. Contrasting the microbiomes from healthy volunteers and patients with chronic rhinosinusitis. JAMA Otolaryngology — Head & Neck Surgery. 2013;139:1328. https://doi.org/10.1001/jamaoto.2013.5465
  40. Boase S, Foreman A, Cleland E, Tan L, Melton-Kreft R, Pant H, Hu FZ, Ehrlich GD, Wormald PJ. The microbiome of chronic rhinosinusitis: culture, molecular diagnostics and biofilm detection. BMC Infectious Diseases. 2013;8(13): 210.  https://doi.org/10.1186/1471-2334-13-210
  41. Cho GS, Moon BJ, Lee BJ, Gong CH, Kim NH, Kim YS, Kim HS, Jang YJ. High rates of detection of respiratory viruses in the nasal washes and mucosae of patients with chronic rhinosinusitis. Journal of Clinical Microbiology. 2013;51:979-984.  https://doi.org/10.1128/JCM.02806-12
  42. Liao B, Hu CY, Liu T, Liu Z. Respiratory viral infection in the chronic persistent phase of chronic rhinosinusitis. Laryngoscope. 2014;124:832-837.  https://doi.org/10.1002/lary.24348
  43. Jang YJ, Kwon HJ, Park HW, Lee BJ. Detection of rhinovirus in turbinate epithelial cells of chronic sinusitis. American Journal of Rhinology. 2006;20:634-636.  https://doi.org/10.2500/ajr.2006.20.2899
  44. Wood AJ, Antoszewska H, Fraser J, Douglas RG. Is chronic rhinosinusitis caused by persistent respiratory virus infection? International Forum of Allergy & Rhinology. 2011;1:95-100.  https://doi.org/10.1002/alr.20030
  45. Read TD, Petit3rd RA, Yin Z, Montgomery T, McNulty MC, Michael Z, David MZ. USA300 Staphylococcus aureus persists on multiple body sites following an infection. BMC Microbiology. 2018;5(18):206.  https://doi.org/10.1186/s12866-018-1336-z
  46. Al-Shayeb B, Sachdeva R, Lin-Xing Chen LX, Ward F, Munk P, Devoto A, Castelle CJ, Olm MR, Bouma-Gregson K, Amano Y, He C, Méheust R, Brooks B, Thomas A, Lavy A, Matheus-Carnevali P, Sun C, Goltsman DSA, Borton MA, Sharrar A, Jaffe AL, Nelson TC, Kantor R, Keren R, Lane KR, Farag IF, Lei S, Finstad K, Amundson R, Anantharaman K, Zhou J, Probst AJ, Power ME, Tringe SG, Li W-J, Wrighton K, Harrison S, Morowitz M, Relman DA, Doudna JA, Lehours A-C, Warren L, Cate JHD, Santini JM, Banfield JF. Clades of huge phages from across Earth’s ecosystems. Nature. 2020;578(7795):425-431.  https://doi.org/10.1038/s41586-020-2007-4

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо со ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail

Мы используем файлы cооkies для улучшения работы сайта. Оставаясь на нашем сайте, вы соглашаетесь с условиями использования файлов cооkies. Чтобы ознакомиться с нашими Положениями о конфиденциальности и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.