Влагалищная микробиота как эпигенетический фактор ранней реализации атопических заболеваний у детей, рожденных от матерей с бронхиальной астмой | Бойцова Е.А., Косенкова Т.В., Богданова Н.М., Новикова В.П., Болдырева М.Н., Лаврова О.В., Беженарь В.Ф.

Введение

В последние годы отмечается не только рост распространенности аллергопатологии в детском возрасте, но и ее ранний дебют (первые дни и недели жизни), а также утяжеление течения и коморбидный характер, когда у пациента вместе с гастроинтестинальными регистрируются кожные или респираторные симптомы. При этом отправной точкой «аллергического марша» служит пищевая аллергия, а главными аллергенами у детей первых лет жизни являются, как правило, белки коровьего молока, формирование сенсибилизации к которым зависит от множества факторов, условно объединенных в 2 большие группы: наследственные и влияющие на характер иммунного ответа ребенка [1–3]. Генетическая предрасположенность носит полигенный характер и является одним из ведущих предикторов раннего дебюта аллергических заболеваний, а ребенок, рожденный от матери, страдающей, например, бронхиальной астмой (БА), имеет в несколько раз более высокий риск формирования аллергических заболеваний. Однако рост распространенности аллергических заболеваний нельзя объяснить только генетическими факторами. Как известно, среда оказывает эпигенетическое влияние на экспрессию генов иммунного ответа, повышая или снижая риск реализации наследственной предрасположенности к аллергии в собственно заболевание [4, 5]. Среди эпигенетических факторов наибольшее значение имеет неблагоприятное течение беременности. Так, угроза прерывания, преэклампсия, соматические или инфекционные заболевания матери способны, изменяя микробиом беременной женщины, в т. ч. и влагалищную микробиоту, приводить к нарушению становления микробиома кишечника плода и новорожденного [6, 7]. Известно, что первичная колонизация кишечника происходит задолго до рождения ребенка под влиянием кишечной, вагинальной (Lactobacillus spp.), кожной (Staphylococcus, Corynebacteria), микрофлоры ротовой полости матери (Fusobacterium nucleatum, Porphyromonas gingivalis, Rothia dentocariosa и др.). При этом бактерии микробиоты влагалища определяются как в пуповинной крови, плаценте, амниотической жидкости, так и в оболочках плода и определяют вертикальный путь становления микробиоценоза ребенка [8, 9]. При естественных родах бактериальный состав кишечника новорожденного обычно сходен с материнским и наиболее близок к вагинальной микробиоте матери с доминированием таких микроорганизмов, как Bifidobacterium longum, B. infantis, Bacteroidetes, Lactobacillus spp., Prevotella, Atopobium. Вагинальная микробиота в период гестации отличается многообразием видового состава и включает строгие и факультативные анаэробы и, в меньшей степени, аэробные микроорганизмы [10].

Начало преждевременных родов часто связывают со способностью условно-патогенных микроорганизмов вырабатывать фосфолипазу, аналогичную фосфолипазам амниотического эпителия и способную запускать простагландиновый каскад, определяющий начало и развитие родовой деятельности при любом сроке беременности. Также известно, что лактофлора обладает защитной, ферментативной, витаминообразующей и иммуностимулирующей активностью, что определяет ее значимость для нормального функционирования женской репродуктивной системы в целом и формирования нормальной микрофлоры ребенка, что лежит в основе протективного эффекта в отношении дебюта аллергопатологии у ребенка в постнатальном периоде [11–14]. При этом молекулярные механизмы влияния гестационной микробиоты матери, особенно влагалищного микробиоценоза, на характер течения беременности и родов, а также их защитная роль в формировании здоровья новорожденного и реализации атопических заболеваний, до конца не установлены и требуют дальнейшего изучения.

Цель нашего исследования — изучение характера вагинальной микробиоты у беременных, страдающих БА средней степени тяжести, выявление факторов, влияющих на вагинальный микробиоценоз и установление взаимосвязи между составом цервикальной микробиоты и дебютом атопии у ребенка.

Материал и методы

В исследование было включено 37 пар: беременная женщина (25–35 лет) на 36–38-й нед. гестации, страдающая БА средней степени тяжести, и ее ребенок. Дети наблюдались в роддоме (1, 3, 4 сут), затем ежемесячно до достижения ребенком возраста 1 года, с оценкой клинической симптоматики (гастроинтестинальные, кожные или респираторные симптомы). Количественную и качественную оценку микрофлоры влагалища осуществляли методом полимеразной цепной реакции (ПЦР). В исследуемых образцах определялись следующие показатели: контроль взятия материала (КВМ), общая бактериальная масса (ОБМ), абсолютные значения микроорганизмов с последующим расчетом относительных показателей. Абсолютные значения показателей ОБМ, КВМ и диагностируемых микроорганизмов в результатах ПЦР представлены в виде десятичного логарифма, который рассчитан по номеру порогового цикла и ориентировочно соответствует количеству искомой ДНК, выраженной в геном-эквивалентах в образце (ГЭ/обр.). Для более объективного анализа рассчитываются относительные количественные показатели микробиоты, отражающие количество конкретных микроорганизмов по отношению к ОБМ. Относительные показатели представлены в виде разницы десятичных логарифмов соответствующей группы микроорганизмов и ОБМ. Содержание микроорганизмов в значениях менее -2 расценивалось как доля этих бактерий в ОБМ менее 1%. Величины от -2 до -1, от -1 до -0,4, от -0,4 и выше указывали на долю микроорганизмов в ОБМ 1–10%, 10–40% и более 40% соответственно.

Преэклампсия встречалась у 53% беременных, угроза прерывания беременности — у 47%.

Проведено сравнение состава микробиоты цервикального канала у женщин, дети которых имели аллергические проявления со стороны ЖКТ и кожи в первые 2–4 нед. после рождения (13 женщин, 35%), и женщин, чьи дети не имели ранних признаков аллергии. Кроме того, нами был проанализирован характер вскармливания детей в первые дни после рождения.

Статистическая обработка данных проводилась на персональном компьютере с использованием лицензионных компьютерных программ Microsoft Excel 2007 и IBM SPSS Statistics 23. Для расчета достоверности различий малых выборок использовался непараметрический критерий Манна — Уитни. Критерием статистической значимости был уровень p<0,05.

Результаты исследования

У беременных женщин, страдающих БА, идентифицированная влагалищная микробиота представлена нормофлорой (Lactobacillus spp.), а также большим разнообразием в основном анаэробных микроорганизмов (табл. 1).

Известно, что при нормально протекающей беременности количество представителей микроаэрофильных бактерий (Gardnerella vaginalis и Lactobacillus spp.) соотносится как 1:2 в пользу Lactobacillus spp. Проведенные исследования показали, что если у беременной была диагностирована преэклампсия, то в составе вагинальной микробиоты отмечались изменения, в основном за счет представителей микроаэрофильных бактерий (G. vaginalis и Lactobacillus spp.): достоверно повышалось содержание G. vaginalis (p=0,032) и снижалось содержание Lactobacillus spp. (p=0,029). При этом отмечалось также повышение облигатно-анаэробных грамположительных микроорганизмов (Eubacterium spp.), однако достоверной разницы в показателях не получено (табл. 2).

При наличии угрозы прерывания беременности в составе вагинальной микробиоты также отмечались изменения, в основном за счет представителей микроаэрофильных бактерий (G. vaginalis) и облигатно-анаэробных грамположительных микроорганизмов (Eubacterium spp.). При этом достоверные различия получены также в отношении G. vaginalis, количество которых повышалось в основной группе обследованных (p=0,039) (табл. 3).

Следовательно, изменение соотношения основных микроаэрофильных бактерий вагинального секрета в пользу G. vaginalis может стать прогностическим критерием, позволяющим предполагать, что изменение биоценоза влагалища беременной женщины повлечет за собой нарушения становления микробиоценоза кишечника плода и ребенка, микробиота которого сходна с материнской и наиболее близка к вагинальной микробиоте матери с доминированием таких микроорганизмов, как Bifidobacterium longum, B. infantis, Bacteroidetes, Lactobacillus spp., Prevotella, Atopobium [13, 14]. А изменение микробного пейзажа кишечника ребенка может стать тем триггером, который запустит ранний дебют аллергических заболеваний.

Для проверки данной гипотезы мы проанализировали состав микробиоты влагалища и возраст первых кишечных и кожных проявлений аллергии у детей. При изучении полученных данных было установлено, что матери детей, у которых кожные проявления аллергии дебютировали в первые 4 нед. жизни, в составе микрофлоры влагалища имели сниженное количество микроаэрофильных бактерий (Lactobacillus spp.) (p=0,025) и повышенное количество облигатно-анаэробных грамположительных микроорганизмов (G. vaginalis/Prevotella bivia/Porphyromonas spp., Eubacterium spp. и Megasphaera spp./Veilonella spp./Dialister spp.), но достоверные различия получены лишь для Eubacterium spp. (p=0,025) (табл. 4).

Кроме того, нами были проанализированы состав влагалищной микробиоты беременных на сроке гестации 36–38 нед. и необходимость докармливать адаптированной смесью ребенка в роддоме в первые дни жизни вследствие недостаточности лактации у матери. Как показали исследования, в вагинальной микробиоте матерей на 36–38 нед. гестации, у которых в последующем после родов отмечалась гипогалактия и дети которых получали адаптированную смесь в роддоме, отмечалось повышение количества микроаэрофильных бактерий (G. vaginalis) и облигатно-анаэробных грамположительных микроорганизмов (Mobiluncus spp./Corynebacterium spp.), но значимые различия получены лишь для Mobiluncus spp./Corynebacterium spp. (p=0,044) (табл. 5). Следовательно, состав влагалищной микробиоты беременной женщины в период гестации может быть критерием прогнозирования лактации у будущей матери, т. к. избыток данных микробных сообществ может запускать простагландиновый каскад, определяющий не только начало и развитие родовой деятельности при любом сроке беременности, но и, возможно, характер (начало, длительность) лактации после родов, что также является очень важным для вертикального становления микробиоты кишечника ребенка и может способствовать ранней манифестации клинических симптомов аллергических заболеваний.

Заключение

Наибольшее влияние на характер влагалищной микробиоты у беременных с БА оказывали угроза прерывания беременности и преэклампсия, при которых в цервикальной слизи уменьшалось содержание Lactobacillus spp. и повышалось содержание G. vaginalis. У матерей с БА при ранней (до 4 нед.) манифестации гастроинтестинальных и кожных симптомов аллергии у ребенка отмечалось снижение содержания Lactobacillus spp. и повышение содержания Eubacterium spp. в цервикальной слизи на 36–38-й нед. гестации, а при необходимости раннего докорма ребенка смесью в роддоме — повышение содержания Mobiluncus spp./Corynebacterium spp. Следовательно, у беременных женщин, страдающих БА, наличие угрозы прерывания беременности и преэклампсия могут рассматриваться как эпигенетические факторы, которые, изменяя микробиоту влагалища, отрицательно влияют на вертикальное становление микробиома ребенка и способствуют ранней манифестации кожных проявлений аллергии.

Сведения об авторах:

¹Бойцова Елена Александровна — аспирант кафедры педиатрии, ORCID iD 0000-0001-8321-6162;

¹Косенкова Тамара Васильевна — д.м.н., профессор, профессор кафедры педиатрии, ORCID iD 0000-0002-6022-3420;

²Богданова Наталья Михайловна — к.м.н., доцент кафедры пропедевтики детских болезней с курсом общего ухода за детьми, ORCID iD 0000-0002-4516-4194.

^2,3Новикова Валерия Павловна — д.м.н., профессор, зав. лабораторией медико-социальных проблем в педиатрии, ORCID iD 0000-0002-0992-1709;

⁴Болдырева Маргарита Николаевна — д.м.н., профессор, ведущий научный сотрудник лаборатории генетики гистосовместимости человека, ORCID iD 0000-0003-2641-3471;

³Лаврова Ольга Вольдемаровна — д.м.н., профессор, ведущий научный сотрудник отдела терапевтической пульмонологии НИИ пульмонологии, ORCID iD 0000-0001-6827-1710;

³Беженарь Виталий Федорович — д.м.н., профессор, заведующий кафедрой акушерства, гинекологии и репродуктологии, руководитель клиники акушерства и гинекологии, ORCID iD 0000-0002-7807-4929.

¹ФГБУ «НМИЦ им. В.А. Алмазова» Минздрава России. 197341, г. Санкт-Петербург, ул. Аккуратова, д. 2.

²ФГБОУ ВО СПбГПМУ Минздрава России. 194100, г. Санкт-Петербург, ул. Литовская, д. 2.

³ФГБОУ ВО ПСПбГМУ им. И.П. Павлова Минздрава России. 197022, г. Санкт-Петербург, ул. Льва Толстого, д. 6–8.

⁴ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России. 115478, г. Москва, Каширское шоссе, д. 24.

Контактная информация: Бойцова Елена Александровна, e-mail: boitsova.e@gmail.com. Прозрачность финансовой деятельности: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах. Конфликт интересов отсутствует. Статья поступила 05.03.2019.

About the authors:

¹Elena A. Boytsova — MD, postgraduate student of the Department of Pediatrics, ORCID iD 0000-0001-8321-6162;

¹Tamara V. Kosenkova — MD, PhD, Professor, professor of the Department of Pediatrics, ORCID iD 0000-0002-6022-3420;

²Natal’ya M. Bogdanova — MD, PhD, associate professor of the Department of Propedeutics of Children Diseases and Children Care, ORCID iD 0000-0002-4516-4194;

^2,3Valeriya P. Novikova — MD, PhD, Professor, Head of the Laboratory of Medical Social Problems in Pediatrics, ORCID iD 0000-0002-0992-1709;

⁴Margarita N. Boldyreva — MD, PhD, Professor, leading scientist of the Laboratory of Human Histocompatibility Genetics, ORCID iD 0000-0003-2641-3471;

³Olga V. Lavrova — MD, PhD, Professor, leading scientist of the Department of Therapeutic Pulmonology, ORCID iD 0000-0001-6827-1710;

³Vitaliy F. Bezhenar’ — MD, PhD, Professor, Head of the Department of Obstetrics, Gynecology, and Reproduction, Head of Obstetrics and Gynecology Clinic, ORCID iD 0000-0002-7807-4929.

¹V.A. Almazov National Medical Research Centre. 2, Akkuratov str., St. Petersburg, 197341, Russian Federation.

²St. Petersburg State Pediatric Medical University. 2, Litovskaya str., 194100, St. Petersburg, Russian Federation.

³Pavlov First St. Petersburg State Medical University. 6–8, Lev Tolstoy str., St. Petersburg, 197022, Russian Federation.

⁴NRC Institute of Immunology. 24, Kashirskoe Highway, Moscow, 115478, Russian Federation.

Contact information: Elena A. Boytsova, e-mail: boitsova.e@gmail.com. Financial Disclosure: no author has a financial or property interest in any material or method mentioned. There is no conflict of interests. Received 05.03.2019.