Биоплёнки бактериального вагиноза — мишень для терапевтического новаторства

Полный текст

ОБОСНОВАНИЕ

Бактериальный вагиноз (БВ) в настоящее время занимает одно из ведущих мест в структуре гинекологической заболеваемости, не представляя непосредственной угрозы для здоровья женщины, однако значительно влияя на качество жизни [1]. Среди осложнений, которые могут возникнуть на фоне БВ, можно выделить как гинекологические (воспалительные заболевания органов малого таза, бесплодие различного генеза и др.), так и акушерские (частота выкидышей и преждевременных родов у женщин с БВ выше в 3–5 и 2–7 раз соответственно в зависимости от срока гестации) [2–4]. Эти осложнения могут иметь серьёзные последствия для репродуктивного здоровья женщин, поэтому требуют внимания со стороны медицинского сообщества.

По данным мировой литературы, распространённость БВ среди женского населения составляет около 29%, иначе говоря, более чем у 21 миллиона пациенток устанавливается данный диагноз [5]. Распространённость БВ действительно варьирует в зависимости от географического региона и этнической принадлежности. Так, например, по данным систематического обзора C. Kenyon и соавт. [6], наиболее высокая частота выявления БВ зафиксирована в некоторых частях Африки (Ботсвана, Центральноафриканская Республика, Гамбия, Гана и др.), в то время как в большинстве стран Азии и Европы отмечался низкий уровень указанного выше синдрома. Систематический обзор и метаанализ распространённости БВ в мире, проведённый K. Peebles и соавт., выявил не только региональные, но и расовые различия: выявление БВ у афроамериканских и латиноамериканских женщин (33% и 31% соответственно) значительно выше, чем у европейских (23%) и азиатских (11%) женщин [7]. Немаловажным является тот факт, что БВ является значимой проблемой для женщин репродуктивного возраста (23–29%), это, в свою очередь, может иметь последствия для демографической ситуации в целом, поскольку здоровье данной группы населения напрямую связано с рождаемостью и здоровьем будущих поколений [8]. Кроме того, нельзя не упомянуть о росте хронических и/или рецидивирующих форм течения БВ, затраты на диагностику и лечение которых ложатся тяжёлым бременем на мировую экономику [4]. Так, например, по данным метаанализа, проведённого K. Peebles и соавт. [9], лечение БВ обходится государству в 4,8 млрд долларов в год.

БВ может проявляться различными клиническими формами: у каждой 4-й пациентки не наблюдается жалоб, а симптоматический БВ часто сопровождается гомогенными серыми или серо-белыми вагинальными выделениями с неприятным запахом (запах тухлой рыбы), зудом, жжением и другими дискомфортными ощущениями во влагалище [5, 10]. Диагностика БВ включает в себя традиционные методы: измерение рН влагалища, который обычно повышен при БВ; аминотест, при котором к влагалищным выделениям добавляют 10% раствор гидроксида калия, что приводит к появлению характерного запаха; микроскопическое исследование, позволяющее обнаружить значимые для БВ ключевые клетки; бактериологическое исследование, которое может позволить определить состав микрофлоры. Также используются и более новые методы: полимеразная цепная реакция, которая позволяет качественно и количественно оценить состав микроорганизмов во влагалище; биохимическое или молекулярное биотипирование и высокопроизводительное секвенирование, которые дают более полное представление о составе микробиома [11].

ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ БАКТРИАЛЬНОГО ВАГИНОЗА

На практике БВ принято характеризовать как полимикробное невоспалительное состояние, обусловленное уменьшением доли лактобактерий или их полным отсутствием во влагалищном микробиоме и увеличением количества облигатных и факультативно анаэробных условно-патогенных микроорганизмов [12]. Вагинальный микробиом представляет собой сложную и динамичную экосистему, подвергающуюся колебаниям в течение менструального цикла и всей жизни женщины. Количество микроорганизмов, по данным некоторых авторов, во влагалище девушек репродуктивного возраста составляет 10¹⁰–10¹¹ КОЕ/мл [13]. Микробиом влагалища здоровой женщины поддерживается в состоянии гомеостаза между микроорганизмами, заселяющими его. Тем не менее этот баланс может быть нарушен под влиянием внешних или внутренних факторов. К внутренним причинам можно отнести изменение гормонального фона, возраст женщины, вес, беременность, состояние иммунитета и другие. Внешние воздействия включают в себя приём антибактериальных препаратов, генитальные/экстрагенитальные инфекционные и воспалительные процессы [14]. Поддержание стабильного и здорового состояния микробиоценоза влагалища обеспечивается в первую очередь лактобактериями. Первым, кто обнаружил палочкообразные бациллы во влагалище и смог культивировать их в питательном бульоне, был A. Döderlein [15]. Кроме того, он установил, что данные микроорганизмы способны продуцировать молочную кислоту во влагалищной среде, закисляя её, и, таким образом, ввёл понятие «кислотность влагалищной среды».

Стоит отметить, что история изучения влагалищного микробиома уходит корнями в середину XIX в., когда врачи столкнулись с ростом числа акушерских и гинекологических осложнений, а первопричины возникающих состояний связывали с несоблюдением правил асептики и антисептики. С внедрением в клиническую практику метода световой микроскопии открылась возможность более глубокого изучения состава микрофлоры влагалища и поиска объяснений возникающим у женщин инфекционным осложнениям. Выявление этиологического агента, а также вопросы таксономической классификации искомого микроорганизма, ассоциированного с БВ, продолжались многие годы, что объясняется прихотливостью Gardnerella vaginalis к средам для роста, её особенной физико-химической структурой и молекулярной архитектурой клеточной стенки, разнообразием генома и неоднозначностью факторов патогенности. Так, например, в 1953 г. S. Leopold опубликовал исследование, в котором изучал материал отделяемого из шейки матки у женщин с цервицитом и у мужчин с простатитом. Он выявил палочковидную бактерию, характеристики которой описал следующим образом: небольшая, грамотрицательная, неподвижная, неинкапсулированная. Идентифицировать и определить видовую принадлежность бактерии S. Leopold не удалось, однако за счёт своих морфологических свойств она была предположительно отнесена к роду Haemophilus. [16]. Немного позднее, в 1955 г., H.L. Gardner и C.D. Dukes [17] обнаружили описанный ранее S. Leopold микроорганизм у женщин с неспецифическим вагинитом. За счёт своей тропности к питательным средам с добавлением крови палочковидная бактерия была отнесена исследователями также к роду Haemophilus, а в соответствии со своей локализацией названа Haemophilus vaginalis. С этого момента связанное с данным инфекционным агентом состояние классифицировалось как «Haemophilus vaginalis вагинит».

Вопрос видовой принадлежности микроорганизма, описанного в публикациях S. Leopold, H.L. Gardner и C.D. Dukes, вызвал с 1960-х гг. массовый интерес учёных, так как результаты полученных позднее исследований показали противоречивые результаты. В 1963 г. К. Zinnemann и С. Turnerg предложили отнести Haemophilus vaginalis к роду Corynebacterium и назвать Corynebacterium vaginale [18]. Принадлежность изучаемого микроорганизма к коринобактериям также не укрепилась в таксономической классификации. Gardnerella vaginalis, ранее известный как Corynebacterium vaginale и Haemophilus vaginalis, был назван в честь первооткрывателя L. Garden и отнесён к роду Gardnerella, став единственным его представителем [19, 20]. Со временем удалось установить ряд характерных для Gardnerella vaginalis особенностей — это грамвариабельная плеоморфная, неподвижная, неспорообразующая, бескапсульная, безжгутиковая бактерия размером от 0,4–1,5 до 2–3 мкм [21]. При этом размеры и морфология клеток во многом зависят от условий их роста и физиологического состояния [22]. Gardnerella vaginalis обладает столь уникальным строением, что стала объектом интереса не только клиницистов, но и специалистов фундаментальных дисциплин, а её изучением продолжают заниматься и в настоящее время. Электронная микроскопия помогла обнаружить фимбрии на поверхности Gardnerella vaginalis, за счёт которых происходит адгезия к вагинальному эпителию in vivo и к слущенному эпителию, — ключевые клетки [23]. Интересен тот факт, что при микроскопическом исследовании и выращивании Gardnerella vaginalis на средах её клетки часто определялись сцепленными между собой, что объяснялось продукцией клетками экзополисахарида, нити которого «слепляли» бактерии между собой [24]. Сегодня уже известно, что это ни что иное как биоплёнка — кооперация микроорганизмов, объединённых полимерным матриксом [25].

БИОПЛЁНКИ — ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ АСПЕКТ БАКТЕРИАЛЬНОГО ВАГИНОЗА

На сегодняшний день установлено, что 90% пациенток сталкиваются с биоплёночным БВ [8]. Стоит отметить, что официально данный термин, как и термин «биоплёночный гарднереллёз», не существует, однако предлагается отдельными авторами для уточнения понимания этиопатогенеза. Биоплёнки представляют собой структурированное сообщество микроорганизмов одного или нескольких видов, внедрённых в полимерную матрицу, состоящую из белков, углеводов и нуклеиновых кислот [26, 27]. Концентрация некоторых микроорганизмов в биоплёнке может достигать 10¹¹ КОЕ/мл [28]. Описал этот феномен и ввёл в терминологию понятие «биоплёнка» американский исследователь J.W. Costerton [29]. Формирование биоплёнок — сложный, многоэтапный и динамичный процесс, а также эффективная стратегия микроорганизмов, обеспечивающая их выживание в неблагоприятных условиях [30]. Микроорганизмы, входящие в состав биоплёнки, способны регулировать продукцию факторов вирулентности за счёт идентифицированной формы коммуникации — «чувство кворума». Цикл биоплёнок состоит из трёх фаз: адгезия к поверхности влагалищного эпителия, секреция полимерного матрикса и агрегация микробов на поверхности зрелой биоплёнки [27]. Биоплёнки в сравнении с микроорганизмами, расположенными в вагинальном тракте свободно, обладают более высокой толерантностью к воздействию агрессивных факторов. Это возможно благодаря особой поликомпонентной структуре биоплёнки и слоистой организации микроорганизмов внутри неё [31]. За счёт такого строения наблюдаются нарушенная диффузия антибактериальных препаратов через биоплёнку, сниженная метаболическая активность клеток, а также появление резистентных к антибиотикам бактерий [32, 33].

Длительно оставался неизученным вопрос роли гарднереллы в процессе биоплёнкообразования: является ли Gardnerella vaginalis инициирующим микроорганизмом в этом процессе или поддерживает матрикс биоплёнки, образованной ассоциацией бактерий. Однако имеющиеся на сегодняшний день публикации позволяют сделать вывод, что G. vaginalis является основным колонизатором, который может создать основу для прикрепления других микроорганизмов, связанных с БВ, тем самым обеспечивая развитие полимикробных биоплёнок [27]. Некоторые исследователи, например, F. Bonnardel и соавт. [34], приписывают механизм формирования биоплёнки бактериальным лектинам гарднереллы, которые тропны к гликозилированным компонентам слизистой оболочки и образуют таким образом комплекс «вагинальная клетка–гарднерелла». В другом исследовании, проведённом E. Martin, говорится о роли коллаген-связывающего белка, продуцируемого гарднереллой, который также может играть роль в формировании биоплёнок и, возможно, в уклонении от иммунитета за счёт взаимодействия с белками комплемента [35]. Кроме того, возвращаясь к микробиологическим особенностям гарднереллы, стоит подчеркнуть, что её выраженная адгезия к вагинальным клеткам и способность образовывать биоплёнки лишний раз убеждают в инициирующей роли гарднереллы в колонизации вагинального эпителия, к которому впоследствии, как к каркасу, могут прикрепляться другие виды. Благодаря современным молекулярным методам диагностики удалось определить, что 60–90% состава биоплёнки составляет G. vaginalis. Другими частыми представителями биоплёнки являются Sneathiasanguinegens, Porphyromonas assaccharolytica, Megasphera spp. и труднокультивируемый микроорганизм Atopobium vaginae, доля которого в биоплёнке может достигать до 40% [5]. Их роль в образовании биоплёнок во влагалищной среде и связь данных микроорганизмов с патогенностью G. vaginalis также изучена недостаточно [36]. В ряде исследований говорится о способности некоторых, но не всех видов влагалищной микрофлоры участвовать в формировании биоплёнки и повышать вирулентность G. vaginalis [37]. Другие исследования обнаружили потенциал отличных от G. vaginalis микроорганизмов увеличивать общую биомассу биоплёнок [38]. Таким образом, формирование и развитие биоплёнки зависят не только от инициирующего воздействия гарднереллы, но и от других микроорганизмов влагалищной среды, которые формируют своего рода социальные сети, тем самым регулируя патогенетический процесс биоплёночного БВ. В результате при БВ происходит сложное взаимодействие между условно-патогенными видами, эндогенной вагинальной микробиотой и эпителием влагалища [39].

Основным компонентом биоплёнки является внеклеточный полисахаридный матрикс (экзополисахарид), составляющий 85% её объёма [25]. Матрикс продуцируется входящими в его состав бактериями, ассоциированными с БВ, и обеспечивает структурную организацию биоплёнки, защиту от физических, химических и иммунных факторов [40–42]. По современным представлениям, как уже сказано выше, биоплёнки играют роль в развитии рецидива БВ, при этом понятие «рецидивирующий БВ» на сегодняшний день не имеет общепризнанного определения [41]. Классификация БВ в соответствующих клинических рекомендациях от 2022 г. отсутствует. В литературе рецидив БВ описывается несколькими вариантами. Например, по мнению Marshall и соавт. [43], данный диагноз соответствует критерию «один или несколько раз после завершения эпизодического лечения», О.И. Летяева [1] описывает рецидивирующий БВ, если он диагностируется более четырёх раз за год, а Т.Ю. Пестрикова и соавт. относят к этому диагнозу пациенток с 3–4 эпизодами за год [28].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Биоплёнка как патогенетический аспект БВ становится объектом пристального изучения. Большинство методов лечения, как правило, ориентированы на этиологический агент той или иной патологии, то есть прямой механизм воздействия, однако способность микроорганизмов приспосабливаться к воздействию агрессивных агентов делает многие схемы лечения неэффективными, что проявляется повышением частоты рецидивов. С учётом данных о строении биоплёнки актуальным является процесс разработки и внедрения в клиническую практику препаратов, способных деструктурировать полисахаридный каркас биоплёнки и высвобождать включённые в него бактерии (диспергирующие агенты), чему посвящено проводимое нами исследование. Это позволит не только улучшить результаты терапии, но и применять на практике ранее эффективные и проверенные временем средства лечения.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. К.А. Россоловская — обзор литературы, сбор и анализ литературных источников, подготовка и написание текста статьи, редактирование статьи; Н.С. Трифонова — курация, редактирование статьи; И.В. Гадаева — курация, редактирование статьи; Л.Г. Спивак — курация, редактирование статьи. Все авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией).

Источник финансирования. Авторы заявляют об отсутствии внешнего финансирования при проведении исследования.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

ADDITIONAL INFO

Authors' contributions. K.A. Rossolovskaya performed literature review, collected and analyzed literature sources, prepared, wrote and edited the manuscript; N.S. Trifonova reviewed and edited the manuscript; I.V. Gadaeva reviewed and edited the manuscript; L.G. Spivak reviewed and edited the manuscript. All authors confirm that their authorship meets the international ICMJE criteria (all authors have made a significant contribution to the development of the concept, research and preparation of the article, read and approved the final version before publication).

Funding source. This study was not supported by any external sources of funding.

Competing interests. The authors declare that there are no obvious and potential conflicts of interest associated with the publication of this article.

Об авторах

Ксения Антоновна Россоловская

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Автор, ответственный за переписку.
Email: dr.rossolovskaya@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-7026-1607
SPIN-код: 4432-5748

аспирант

Россия, Москва

Наталья Сяитовна Трифонова

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Email: trifonova.nataly@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2891-3421
SPIN-код: 4753-5430

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Ирина Викторовна Гадаева

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Email: irina090765@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0144-4984
SPIN-код: 9593-1990

канд. мед. наук

Россия, Москва

Леонид Григорьевич Спивак

Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова

Email: leonid.spivak@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1575-6268
SPIN-код: 5230-8811

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Список литературы

Дополнительные файлы