Характеристика анаэробной микробиоты дыхательных путей детей с муковисцидозом

Исследование потенциальной роли анаэробных бактерий при муковисцидозе и их участие в патофизиологии МВ важно для понимания влияния анаэробной флоры на поражение бронхолегочной системы при муковисцидозе. Цель определить анаэробное разнообразие микробиоты дыхательных путей и его роль при МВ, определить резистентность штаммов анаэробных бактерий к антибактериальным препаратам. Материалы и методы: Исследованы образцы мокроты 65 пациентов детского возраста с муковисцидозом на анаэробную флору, всего взято 86 образцов отделяемого из нижних дыхательных путей. 1 группа без высева анаэробной флоры составила 56/86,2% человек, 2 группа с высевом анаэробной флоры - 9/13,84% человек. Для оценки влияния анаэробной флоры на функцию легких были выделены две группы пациентов - группа с высевом Pseudomonas aeruginosa - 31/47,7% пациент и группа пациентов с высевом Pseudomonas aeruginosa и анаэробной флорой- 9/13,84%. Результаты: показана длительная персистенция анаэробной флоры среди пациентов с тяжелым течением муковисцидоза и повторное заражение анаэробными бактериями, в том числе и новыми видами. Fusobacterium necrophorum выделенная от одного пациента с муковисцидозом имела полную резистентность к 7 антибактериальным препаратам, а чувствительность в повышенной концентрации к 4 антибактериальным препаратам, в том числе к метронидазолу. Присоединение анаэробной флоры значимо утяжеляет течение хронического бронхолегочного процесса, что показано в проведенном исследовании со статистически значимыми отличиями показателей нутритивного статуса - пациенты с высевом анаэробной флоры имели худшие показатели M±SD ИМТ пер 21,5±15,49 по сравнению с группой пациентов без высева анаэробной флоры 35,43±27,96 (р2-3=0,03), ОФВ1 57,60 ± 24,99, без высева АнМ 82,69±23,24 (р2,3=0,036), ФЖЕЛ 67,40 ± 15,63, в группе без высева АнМ 87,62±23,71 (р2,3=0,049)., и в том числе и при сравнении групп с ростом P. aeruginosa и группы с ростом P. aeruginosa в ассоциации с анаэробной флорой - ОФВ1 57,60% ± 24,99 от должн. в группе с ростом анаэробов и 77,44 ± 22,89% от должн. в группе с ростом только с P. аeruginosa (p=0,033), ФЖЕЛ - 67,40 ± 15,63% от должн. против 85,43 ± 18,66% от должн. соответственно (p=0,041). Заключение. Присоединение анаэробной флоры значимо утяжеляет течение хронического бронхолегочного процесса, показана возможная длительная персистенция анаэробной флоры у тяжелых пациентов, необходимо обследование пациентов с МВ в период обострения на наличие анаэробной флоры. Необходимо включение антимикробных препаратов с активностью против анаэробных бактерий в лечение обострений при отсутствии эффекта от антимикробной терапии.

муковисцидоз, бактериальный патоген, анаэробные бактерии, микробиота, синегнойная палочка, функция внешнего дыхания

1. Tunney M.M., Field T.R., Moriarty T.F. et al. Detection of anaerobic bacteria in high numbers in sputum from patients with cystic fibrosis. Am J Respir Crit Care Med. 2008 May 1;177(9):995-1001. doi: 10.1164/rccm.200708-1151OC.

2. Wellinghausen N., Köthe J., Wirths B. et al. Superiority of molecular techniques for identification of Gram-negative, oxidase-positive rods, including morphologically nontypical Pseudomonas aeruginosa, from patients with cystic fibrosis. J Clin Microbiol. 2005;43(8):4070-5. doi: 10.1128/jcm.43.8.4070-4075.2005.

3. Muhlebach M.S., Hatch J.E., Einarsson G.G. et al. Anaerobic bacteria cultured from cystic fibrosis airways correlate to milder disease: a multisite study. Eur Respir J. 2018 Jul 11;52(1):1800242. doi: 10.1183/13993003.00242-2018.

4. Nguyen M., Sharma A., Wu W., Gomi R., Sung B., Hospodsky D., Angenent L.T., Worgall S. The fermentation product 2,3-butanediol alters P. aeruginosa clearance, cytokine response and the lung microbiome. ISME J. 2016 Dec;10(12):2978-2983. doi: 10.1038/ismej.2016.76.

5. Phan J., Gallagher T., Oliver A., England W.E., Whiteson K. Fermentation products in the cystic fibrosis airways induce aggregation and dormancy-associated expression profiles in a CF clinical isolate of Pseudomonas aeruginosa. FEMS Microbiol Lett. 2018 May 1;365(10): fny082. doi: 10.1093/femsle/fny082.

6. Ulrich M., Beer I., Braitmaier P. et al. Relative contribution of Prevotella intermedia and Pseudomonas aeruginosa to lung pathology in airways of patients with cystic fibrosis. Thorax. 2010 Nov;65(11):978-84. doi: 10.1136/thx.2010.137745.

7. Polikarpova S.V., Zhilina S.V., Kondratenko O.V., Lyamin A.V., Borzova Yu.V., Zhestkov A.V. Guidelines for the microbiological diagnosis of respiratory tract infections in patients with cystic fibrosis, Moscow, 2019, 127 p. (in Russ.) ISBN 978-5-94789-905-4

8. Practical recommendations for laboratory diagnostics of anaerobic infection Practical recommendations of the association. FLM Moscow. 2021. (in Russ.) Available at: https://fedlab.ru/upload/iblock/c99/Практические%20рекомендации%20по%20диагностики%20анаэробной%20инфекции%20%20Финал.pdf (Accessed: 01.11.2024)@@ Практические рекомендации по лабораторной диагностике анаэробной инфекции Практические рекомендации ассоциации. ФЛМ Москва 2021. URL: https://fedlab.ru/upload/iblock/c99/Практические%20рекомендации%20по%20диагностики%20анаэробной%20инфекции%20%20Финал.pdf

9. CLSI. Methods for Antimicrobial Susceptibility Testing of Anaerobic Bacteria. 9th ed. CLSI standard M11. Wayne, PA: Clinical and Laboratory Standards Institute; 2018, Volume 38, Number 19. ISBN 978-1-68440-021-8

10. Cowley E.S., Kopf S.H., LaRiviere A., Ziebis W., Newman D.K. Pediatric Cystic Fibrosis Sputum Can Be Chemically Dynamic, Anoxic, and Extremely Reduced Due to Hydrogen Sulfide Formation. mBio. 2015 Jul 28;6(4): e00767. doi: 10.1128/mBio.00767-15.

11. Rogers G.B., Carroll M.P., Serisier D.J., Hockey P.M., Jones G., Bruce K.D. characterization of bacterial community diversity in cystic fibrosis lung infections by use of 16s ribosomal DNA terminal restriction fragment length polymorphism profiling. J Clin Microbiol. 2004 Nov;42(11):5176-83. doi: 10.1128/JCM.42.11.5176-5183.2004.

12. Zemanick E.T., Wagner B.D., Sagel S.D., Stevens M.J., Accurso F.J., Harris J.K. Reliability of quantitative real-time PCR for bacterial detection in cystic fibrosis airway specimens. PLoS One. 2010 Nov 30;5(11): e15101. doi: 10.1371/journal.pone.0015101.

13. Tunney M.M., Klem E.R., Fodor A.A. et al. Use of culture and molecular analysis to determine the effect of antibiotic treatment on microbial community diversity and abundance during exacerbation in patients with cystic fibrosis. Thorax. 2011 Jul;66(7):579-84. doi: 10.1136/thx.2010.137281.

14. Zemanick E.T., Harris J.K., Wagner B.D. et al. Inflammation and airway microbiota during cystic fibrosis pulmonary exacerbations. PLoS One. 2013 Apr 30;8(4): e62917. doi: 10.1371/journal.pone.0062917.

15. Hauser P.M., Bernard T., Greub G., Jaton K., Pagni M., Hafen G.M. Microbiota present in cystic fibrosis lungs as revealed by whole genome sequencing. PLoS One. 2014 Mar 5;9(3): e90934. doi: 10.1371/journal.pone.0090934.

16. Carmody L.A., Caverly L.J., Foster B.K. et al. Fluctuations in airway bacterial communities associated with clinical states and disease stages in cystic fibrosis. PLoS One. 2018 Mar 9;13(3): e0194060. doi: 10.1371/journal.pone.0194060.

17. Flynn J.M., Niccum D., Dunitz J.M., Hunter R.C. Evidence and Role for Bacterial Mucin Degradation in Cystic Fibrosis Airway Disease. PLoS Pathog. 2016 Aug 22;12(8): e1005846. doi: 10.1371/journal.ppat.1005846.

18. Sherrard L.J., McGrath S.J., McIlreavey L. et al. Production of extended-spectrum β-lactamases and the potential indirect pathogenic role of Prevotella isolates from the cystic fibrosis respiratory microbiota.Int J Antimicrob Agents. 2016 Feb;47(2):140-5. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2015.12.004.

19. Quinn R.A., Whiteson K., Lim Y.W., Salamon P. et al. A Winogradsky-based culture system shows an association between microbial fermentation and cystic fibrosis exacerbation. ISME J. 2015 Mar 17;9(4):1052. doi: 10.1038/ismej.2014.266.