Preview

Вестник Российской академии медицинских наук

Расширенный поиск

Сравнительный анализ орофарингеальной микробиоты у больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой различной степени тяжести

https://doi.org/10.15690/vramn532

Полный текст:

Аннотация

Обоснование. Характеристика орофарингеальной микробиоты при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и бронхиальной астме (БА) в зависимости от тяжести течения заболеваний является актуальной задачей, решение которой позволит уточнить роль микробиоты в их патогенезе. 

Цель исследования: сравнительный анализ состава орофарингеальной микробиоты при ХОБЛ и БА разной степени выраженности симптомов. 

Методы. В исследование включены 138 больных, из них 88 с ХОБЛ, 50 — с БА. Для каждого пациента был собран анамнез жизни, проведено физикальное исследование и получен мазок из орофарингеальной области. Определение таксономического состава проводилось секвенированием генов бактериальной 16S рРНК с последующим биоинформатическим и статистическим анализом. 

Результаты. При сравнительном анализе были найдены различия в представленности микроорганизмов. Для микробиоты больных ХОБЛ 1–2-й степени тяжести в сравнении с образцами ХОБЛ 3–4-й степени на фоне снижения представленностиPrevotella melaninogenica характерно более высокое содержание Brevibacterium aureum и представителей рода Scardovia, Coprococcus, Haemophilus, Moryella, Dialister и Paludibacter. Микробиота пациентов с тяжелой БА в сравнении с таковой при легкой персистирующей форме на фоне более низкого содержания бактерий рода Prevotella характеризуется более выраженным присутствием Bifidobacterium longum, Prevotella nanceiensis, Neisseria cinerea, Aggregatibacter segnis, а также представителей рода Odoribacter, Alloiococcus, Lactobacillus, Megasphaera, Parvimonas и Sneathia. При сравнении микробиоты больных БА и ХОБЛ для пациентов с БА отмечалась более высокая представленность P. melaninogenica и микроорганизмов рода Selenomonas, Granulicatella, Gemella, а также снижение Prevotella nigrescens, Haemophilus influenzae и Aggregatibacter, Alloiococcus, Catonella, Mycoplasma, Peptoniphilus, Sediminibacterium. При этом различия в составе орофарингеальной микробиоты у больных тяжелой неконтролируемой БА и ХОБЛ очень тяжелого течения не выявлены.

Заключение. Отсутствие различий в бактериальной композиции орофарингеальной микробиоты у больных с тяжелыми формами ХОБЛ и БА позволяет высказать предположение о сходстве состояния бронхолегочной системы при тяжелых стадиях развития данных заболеваний.

Об авторах

Людмила Михайловна Огородова
ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет»
Россия
доктор медицинских наук, профессор, член-корреспондент РАМН, заведующая кафедрой факультетской педиатрии с курсом детских болезней лечебного факультета ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России, заместитель министра науки и образования Российской Федерации


Сергей Вячеславович Федосенко
ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет»
Россия
кандидат медицинских наук, докторант кафедры госпитальной терапии с курсом физической реабилитации и спортивной медицины ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России


Анна Сергеевна Попенко
ФГБУН «Научно-исследовательский институт физико-химической медицины» ФМБА Российской Федерации
Россия
лаборант лаборатории биоинформатики ФГБУН «Научно-исследовательский институт физико-химической медицины» ФМБА России


Петров Вячеслав Алексеевич
ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет»
Россия

младший научный сотрудник центральной научно-исследовательской лаборатории ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России 



Александр Викторович Тяхт
ФГБУН «Научно-исследовательский институт физико-химической медицины» ФМБА Российской Федерации
Россия
кандидат биологических наук, младший научный сотрудник лаборатории биоинформатики ФГБУН «Научно-исследовательский институт физико-химической медицины» ФМБА России


Ирина Владимировна Салтыкова
ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет»
Россия
кандидат медицинских наук, научный сотрудник Центральной научно-исследовательской лаборатории ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России


Иван Анатольевич Деев
ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет»
Россия
доктор медицинских наук, ассистент кафедры факультетской педиатрии с курсом детских болезней лечебного факультета ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России


Евгений Сергеевич Куликов
ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет»
Россия
доктор медицинских наук, доцент кафедры общей врачебной практики и поликлинической терапии ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России


Наталья Александровна Кириллова
ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет»
Россия
кандидат медицинских наук, ассистент кафедры общей врачебной практики и поликлинической терапии ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России


Вадим Маркович Говорун
ФГБУН «Научно-исследовательский институт физико-химической медицины» ФМБА Российской Федерации; Казанский (Приволжский) Федеральный Университет
Россия
доктор биологических наук, профессор, член-корреспондент РАН, заместитель директора по научной работе ФГБУН «Научно-исследовательский институт физико-химической медицины» ФМБА России, главный научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Омиксные технологии» Института фундаментальной медицины и биологии Казанского (Приволжского) федерального университета


Елена Сергеевна Кострюкова
ФГБУН «Научно-исследовательский институт физико-химической медицины» ФМБА Российской Федерации; Казанский (Приволжский) Федеральный Университет
Россия
кандидат биологических наук, заведующая лабораторией постгеномных исследований в биологии ФГБУН «Научно-исследовательский институт физико-химической медицины» ФМБА России, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории «Омиксные технологии» Института фундаментальной медицины и биологии Казанского (Приволжского) федерального университета


Список литературы

1. European Respiratory Society. European Lung White Book: Huddersfield, European Respiratory Society Journals. Ltd. 2003.

2. Burgel PR, Paillasseur JL, Roche N. Identification of clinical phenotypes using cluster analyses in COPD patients with multiple comorbidities. Biomed Res Int. 2014;2014:420134. doi: 10.1155/2014/420134

3. Cénit MC, Matzaraki V, Tigchelaar EF, Zhernakova A. Biochim Biophys Acta. 2014;1842(10):1981–1992. doi: 10.1016/j.bbadis.2014.05.023

4. Spasova DS, Charles D. Rapidly expanding knowledge on the role of the gut microbiome in health and disease. Surh Front Immunol. 2014;5:318. doi: 10.3389/fimmu.2014.00318.

5. Park H, Shin JW, Park SG, Kim W. Microbial communities in the upper respiratory tract of patients with asthma and chronic obstructive pulmonary disease. PLoS One. 2014;9(10):e109710. doi: 10.1371/journal.pone.0109710.

6. Hamady M, Knight R. Microbial community profiling for human microbiome projects: Tools, techniques, and challenges. Genome Res. 2009;19(7):1141–1152. doi: 10.1101/gr.085464.108. Epub 2009 Apr 21.

7. Sze MA, Hogg JC and Sin DD. Bacterial microbiome of lungs in COPD. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2014;9:229–238. doi: 10.2147/COPD.S38932.

8. Куницина ЮЛ, Шмелев ЕИ. Противовоспалительная терапия больных при хронической обструктивной болезни легких. Пульмонология. 2003;2:111–116.

9. Caporaso JG, Kuczynski J, Stombaugh J, Bittinger K, Bushman FD, Costello EK, Fierer N, Peña AG, Goodrich JK, Gordon JI, Huttley GA, Kelley ST, Knights D, Koenig JE, Ley RE, Lozupone CA, McDonald D, Muegge BD, Pirrung M, Reeder J, Sevinsky JR, Turnbaugh PJ, Walters WA, Widmann J, Yatsunenko T, Zaneveld J, Knight R. QIIME allows analysis of high-throughput community sequencing data. Nat Methods. 2010;7(5):335–6. doi: 10.1038/nmeth.f.303.

10. DeSantis TZ, Hugenholtz P, Larsen N. Greengenes, a chimera checked 16S rRNA gene database and workbench compatible with ARB. Appl Environ Microbiol. 2006;72:5069–6002.

11. Paulson JN, Pop M, Bravo HC. MetagenomeSeq: Statistical analysis for sparse high-throughput sequncing. Bioconductor package. URL:http://www.bioconductor.org/packages/release/bioc/html/metagenomeSeq.html (Available: 22.11.2015).

12. Hosoki K, Nakamura A, Kainuma K, Sugimoto M, Nagao M, Hiraguchi Y, Tanida H, Tokuda R, Wada H, Nobori T, Suga S, Fujisawa T. Differential activation of eosinophils by bacteria associated with asthma. Int Arch Allergy Immunol. 2013;161(Suppl.2):16–22. doi: 10.1159/000350338

13. Alauzet C, Mory F, Carlier JP, Marchandin H, Jumas-Bilak E, Lozniewski A. Prevotella nanceiensis sp. nov., isolated from human clinical samples. Int J Syst Evol Microbiol. 2007;57(Pt.10):2216–2220. doi: 10.1099/ijs.0.65173-0.

14. Larsen JM, Musavian HS, Butt TM, Ingvorsen C, Thysen AH, Brix S. Chronic obstructive pulmonary disease and asthma associated Proteobacteria, but not commensal Prevotella spp., promote toll like receptor 2 independent lung inflammation and pathology. Immunology. 2015;144(2):333–42. doi: 10.1111/imm.12376.

15. Alkhouri H, Rumzhum NN, Rahman MM, Fitz Patrick M, de Pedro M, Oliver BG, Bourke JE, Ammit AJ. TLR2 activation causes tachyphylaxis to β2-agonists in vitro and ex vivo: modelling bacterial exacerbation. Allergy. 2014;69(9):1215–22. doi: 10.1111/all.12449.

16. Melli LC, do Carmo-Rodrigues MS, Araújo-Filho HB, Solé D, de Morais MB. Intestinal microbiota and allergic diseases: A systematic review. Allergol Immunopathol (Madr). 2015. doi: 10.1016/j.aller.2015.01.013 [Epub ahead of print].

17. Ковалева BB, Андреева ЗМ, Федосеева ВН, Читаева ВГ. Выделение и идентификация нейссерий при бронхиальной астме. Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 1975;8:59–62.

18. Kamar N, Chabbert V, Ribes D, Chabanon G, Faguer S, Mari A, Guitard J, Durand D, Rostaing L. Neisseria cinerea induced pulmonary cavitation in a renal transplant patient. Nephrol Dial Transplant. 2007;22(7):2099–2100.

19. Charlson ES, Chen J, Custers-Allen R, Bittinger K, Li H, Sinha R, Hwang J, Bushman FD, Collman RG. Disordered microbial communities in the upper respiratory tract of cigarette smokers. PLoS One. 2010;5(12):e15216. doi: 10.1371/journal.pone.0015216.

20. Oettinger-Barak O, Sela MN, Sprecher H, Machtei EE. Clinical and microbiological characterization of localized aggressive periodontitis: a cohort study. Aust Dent J. 2014;59(2):165–171. doi: 10.1111/adj.12165.

21. Nagasawa Y, Iio K, Fukuda S, Date Y, Iwatani H, Yamamoto R, Horii A, Inohara H, Imai E, Nakanishi T, Ohno H, Rakugi H, Isaka Y. Periodontal disease bacteria specific to tonsil in IgA nephropathy patients predicts the remission by the treatment. PLoS One. 2014;9(1):e81636. doi: 10.1371/journal.pone.0081636.

22. Tan L, Wang H, Li C, Pan Y. 16S rDNA based metagenomic analysis of dental plaque and lung bacteria in patients with severe acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. J Periodontal Res. 2014;49(6):760–769. doi: 10.1111/jre.12159.

23. Kumar PS, Griffen AL, Moeschberger ML, Leys EJ. Identification of candidate periodontal pathogens and beneficial species by quantitative 16S clonal analysis. J Clin Microbiol. 2005;43(8):3944–3955.

24. Sze MA, Dimitriu PA, Suzuki M, McDonough JE, Campbell JD, Brothers JF, Erb-Downward JR, Huffnagle GB, Hayashi S, Elliott WM, Cooper J, Sin DD, Lenburg ME, Spira A, Mohn WW, Hogg JC. Host Response to the Lung Microbiome in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Am J Respir Crit Care Med. 2015;192(4):438–445. doi: 10.1164/rccm.201502–0223OC.

25. De Schutter I, Dreesman A, Soetens O, De Waele M, Crokaert F, Verhaegen J, Piérard D, Malfroot A. In young children, persistent wheezing is associated with bronchial bacterial infection: a retrospective analysis. BMC Pediatr. 2012;12:83. doi: 10.1186/1471-2431-12-83.

26. Chen S, Dong YH, Chang C, Deng Y, Zhang XF, Zhong G, Song H, Hu M, Zhang LH. Characterization of a novel cyfluthrin degrading bacterial strain Brevibacterium aureum and its biochemical degradation pathway. Bioresour Technol. 2013;132:16–23. doi: 10.1016/j.biortech.2013.01.002.

27. Mamane A, Baldi I, Tessier JF, Raherison C, Bouvier G. Occupational exposure to pesticides and respiratory health. Eur Respir Rev. 2015;24(136):306–319. doi: 10.1183/16000617.00006014.

28. Thomas AM, Gleber-Netto FO, Fernandes GR, Amorim M, Barbosa L.F, Francisco AL, de Andrade AG, Setubal JC, Kowalski LP, Nunes DN, Dias-Neto E. Alcohol and tobacco consumption affects bacterial richness in oral cavity mucosa biofilms. BMC Microbiol. 2014;14:250. doi: 10.1186/s12866-014-0250-2.

29. Finney LJ, Ritchie A, Pollard E, Johnston SL, Mallia P. Lower airway colonization and inflammatory response in COPD: a focus on Haemophilus influenzae. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2014;9:1119–1132. doi: 10.2147/COPD.S54477.

30. Tufvesson E, Bjermer L, Ekberg M. Patients with chronic obstructive pulmonary disease and chronically colonized with Haemophilus influenzae during stable disease phase have increased airway inflammation. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2015;10:881–889. doi: 10.2147/COPD.S78748.

31. Larsen JM, Steen-Jensen DB, Laursen JM, Søndergaard JN, Musavian HS, Butt TM, Brix S. Divergent pro-inflammatory profile of human dendritic cells in response to commensal and pathogenic bacteria associated with the airway microbiota. PLoS One. 2012;7(2):e31976. doi: 10.1371/journal.pone.0031976.

32. Bonhoeffer J, Bär G, Riffelmann M, Solèr M, Heininger U. The role of Bordetella infections in patients with acute exacerbation of chronic bronchitis. Infection. 2005;33(1):13–17.

33. Li Y, He J, He Z, Zhou Y, Yuan M, Xu X, Sun F, Liu C, Li J, Xie W, Deng Y, Qin Y, VanNostrand JD, Xiao L, Wu L, Zhou J, Shi W, Zhou X. Phylogenetic and functional gene structure shifts of the oral microbiomes in periodontitis patients. ISME J. 2014;8(9):1879–1891. doi: 10.1038/ismej.2014.28.

34. Haffajee AD, Socransky SS. Relationship of cigarette smoking to the subgingival microbiota. J Clin Periodontol. 2001;28(5):377–388.

35. Tan L, Wang H, Li C, Pan Y. 16S rDNA-based metagenomic analysis of dental plaque and lung bacteria in patients with severe acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. J Periodontal Res. 2014;49(6):760–769. doi: 10.1111/jre.12159.

36. Kucukcoskun M, Baser U, Oztekin G, Kiyan E, Yalcin F. Initial periodontal treatment for prevention of chronic obstructive pulmonary disease exacerbations. J Periodontol. 2013;84(7):863–870. doi: 10.1902/jop.2012.120399.

37. Hyman JJ, Reid BC. Cigarette smoking, periodontal disease: and chronic obstructive pulmonary disease. J Periodontol. 2004;75:9–15.

38. Medikeri RS, Lele SV, Jain PM, Mali P, Medikeri MR. Quantification of Selenomonas sputigena in Chronic Periodontitis in Smokers Using 16S rDNA Based PCR Analysis. J Clin Diagn Res. 2015;9(4):ZC13–17. doi: 10.7860/JCDR/2015/12550.5782.

39. Ashhurst-Smith C, Hall ST, Burns CJ, Stuart J, Blackwell CC. In vitro inflammatory responses elicited by isolates of Alloiococcus otitidis obtained from children with otitis media with effusion. Innate Immun. 2014;20(3):320–326. doi: 10.1177/1753425913492181.

40. Ulger-Toprak N, Lawson PA, Summanen P, O’Neal L, Finegold SM. Peptoniphilus duerdenii sp. nov. and Peptoniphilus koenoeneniae sp. nov., isolated from human clinical specimens. Int J Syst Evol Microbiol. 2012;62(Pt.10):2336–2341. doi: 10.1099/ijs.0.031997-0.

41. Jung MY, Cho JH, Shin Y, Paek J, Park IS, Kim JS, Paek J, Park IS, Kim JS, Kim W, Ma JY, Park SJ, Chang YH. Anaerobe. 2014;30:30–34. doi: 10.1016/j.anaerobe.2014.07.005.

42. Wang H, Hu C, Hu X, Yang M, Qu J. Water Res. Effects of disinfectant and biofilm on the corrosion of cast iron pipes in a reclaimed water distribution system. 2012;46(4):1070–1078. doi: 10.1016/j.watres.2011.12.001.


Для цитирования:


Огородова Л.М., Федосенко С.В., Попенко А.С., Алексеевич П.В., Тяхт А.В., Салтыкова И.В., Деев И.А., Куликов Е.С., Кириллова Н.А., Говорун В.М., Кострюкова Е.С. Сравнительный анализ орофарингеальной микробиоты у больных хронической обструктивной болезнью легких и бронхиальной астмой различной степени тяжести. Вестник Российской академии медицинских наук. 2015;70(6):669-678. https://doi.org/10.15690/vramn532

For citation:


Ogorodova L.M., Fedosenko S.V., Popenko A.S., Petrov V.A., Tyakht A.V., Saltykova I.V., Deyev I.A., Kulikov E.S., Kirillova N.A., Govorun V.M., Kostryukova E.S. Comparison Study of Oropharyngeal Microbiota in Case of Bronchial Asthma and Chronic Obstructive Pulmonary Disease in Different Severity Levels. Annals of the Russian academy of medical sciences. 2015;70(6):669-678. (In Russ.) https://doi.org/10.15690/vramn532

Просмотров: 316


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0869-6047 (Print)
ISSN 2414-3545 (Online)