Состояние микробиоты дыхательных путей у больных туберкулезом органов дыхания: обзор литературы

Обоснование. Туберкулез является одним из ведущих инфекционных заболеваний, уносящих ежегодно миллионы жизней. В РФ за последние 10 лет отмечается стабильное снижение заболеваемости и смертности от туберкулеза. Эффективность лечения туберкулеза органов дыхания зависит от генетики и иммунологии хозяина, факторов окружающей среды, лекарственной устойчивости возбудителя (МЛУ/ШЛУ), наличия сопутствующей коморбидной патологии (ТБ/ВИЧ). Состояние микробиоты дыхательной системы при туберкулезе является важным, но мало изученным фактором.
Цель обзора. Изучение данных мировой литературы о микробном разнообразии в дыхательной системе у больных туберкулезом органов дыхания с применением методов метагеномного анализа.
Методы. Проведены поиск и анализ литературных источников в международных и отечественных базах (Google Scholar, PubMed, eLibrary) за период 2018–2023 гг.
Обсуждение. Для оценки микробиоты респираторного тракта наиболее успешно применяют методы метагеномного секвенирования для исследования видового разнообразия разных отделов респираторного тракта – секвенирование 16s рРНК. Доказано, что нарушение микробиоценоза респираторного тракта, а именно формирование дисбиоза на фоне персистирующей туберкулезной инфекции, может способствовать развитию бронхо–легочных осложнений. В настоящее время отмечается большое разнообразие микроорганизмов, населяющих дыхательные пути больных туберкулезом органов дыхания, при этом не установлены маркеры легочного дисбиоза. Изменения микробиоты респираторной системы зависят от ряда факторов: наличия/отсутствия бактериовыделения, чувствительности/устойчивости возбудителя туберкулеза к антибактериальным препаратам, режима химиотерапии и др.
Заключение. Состав микробиоты респираторного тракта у больных туберкулезом органов дыхания изучен недостаточно. Имеющиеся исследования разрознены и не носят концептуального характера. Однако, эпидемиологические реалии (пандемии, наличие эндемичных по туберкулезу стран и регионов, тренд на увеличение лекарственно-устойчивых форм туберкулеза, высокая частота бронхо-легочной патологии не специфической этиологии у больных туберкулезом легких) обусловливает необходимость репрезентативных исследований по данной теме.

1. Zhao L, Luo JL, Ali MK, Spiekerkoetter E, Nicolls MR. The human respiratory microbiome: current understandings and future directions. Am J Respir Cell Mol Biol. 2023; 68(3): 245-255. doi: 10.1165/rcmb.2022-0208TR

2. Hong BY, Maulén NP, Adami AJ, Granados H, Balcells ME, Cervantes J. Microbiome changes during tuberculosis and antituberculous therapy. Clin Microbiol Rev. 2016; 29(4): 915-26. doi: 10.1128/CMR.00096-15

3. WHO. URL: https://www.who.int/ru/news-room/factsheets/detail/tuberculosis, 2023. [Date of access: October 10, 2024].

4. Министерство здравоохранения РФ. Министр здравоохранения РФ Михаил Мурашко: Заболеваемость туберкулезом в РФ удерживается на историческом минимуме. 2022. URL: https://minzdrav.gov.ru/news/2022/03/24/18525-ministr-zdravoohraneniya-rf-mihail-murashko-zabolevaemost-tuberkulezom-v-rf-uderzhivaetsya-na-istoricheskom-minimume. [Date of access: October 15, 2024].

5. Shah T, Shah Z, Baloch Z, XiuMing Cui. The role of microbiota in respiratory health and diseases, particularly in tuberculosis. Biomedicine and Pharmacotherapy. 2021; 143: 112108. doi: 10.1016/j.biopha.2021.112108

6. Zhuo QQ, Zhang XYi, Zhang KH, Chen Ch, Huang Zh, Xu YuZh. The gut and lung microbiota in pulmonary tuberculosis: susceptibility, function, and new insights into treatment. Expert Review of Anti-infective Therapy Volume. 2023, 21(12): 1355-1364. doi: 10.1080/14787210.2023.2283036

7. Tarashi S, Ahmadi Badi S, Moshiri A, Nasehi M, Fateh A, Vaziri F, Siadat SD. The human microbiota in pulmonary tuberculosis: not so innocent bystanders. Tuberculosis. 2018; 113: 215-221. doi: 10.1016/j.tube.2018.10.010

8. Hong Bo-Y, Paulson JN, Stine OC, Weinstock GM, Cervantes JL. Meta-analysis of the lung microbiota in pulmonary tuberculosis. Tuberculosis. 2018; 109: 102-108. doi: 10.1016/j.tube.2018.02.006

9. Xiao GH, Cai Zh, Guo QL, Ye TSh, Tang YiM, Guan PK, et al . Insights into the unique lung microbiota profile of pulmonary tuberculosis patients using metagenomic next-generation sequencing. Microbiology spectrum. 2022; 10(1): e0190121. doi: 10.1128/spectrum.01901-21

10. Gupta N, Kumar R, Agrawal B. New Players in Immunity to Tuberculosis: the host microbiome, lung epithelium, and innate immune cells. Frontiers Immunology. 2018; 9: 709. doi: 10.3389/fimmu.2018.00709

11. Naidoo ChC, Nyawo GR, Wu BG, Walzl G, Warren RM, Segal LN, et al. The microbiome and tuberculosis: state of the art, potential applications, and defining the clinical research agenda. The Lancet Respiratory Medicine. 2019; 7(10): 892-906. doi: 10.1016/S2213-2600(18)30501-0

12. Eshetie S, van Soolingen D. The respiratory microbiota: new insights into pulmonary tuberculosis. BMC Infectious Diseases. 2019; 19(1): 92. doi: 10.1186/s12879-019-3712-1

13. Yatera K, Noguchi Sh, Mukae H. The microbiome in the lower respiratory tract. Respiratory Investigation. 2018; 56(6): 432-439. doi: 10.1016/j.resinv.2018.08.003

14. Comberiati P, Di Cicco M, Paravati F, Pelosi U, Di Gangi A, Arasi S, et al. The Role of gut and lung microbiota in to tuberculosis. Int J Environ Res Public Health. 2021; 21; 18(22): 12220. doi: 10.3390/ijerph182212220

15. Semail N, Suraiya S, Calero R, Mirabal M, Carrillo H, Kamil MHE, et al. Microbial biodiversity in the throats of pulmonary tuberculosis patients and tuberculin skin test (TST) positive and negative healthy individuals in Malaysia. Tuberculosis. 2020; 124: 101965. doi: 10.1016/j.tube.2020.101965

16. Huang Yu, Tang JH, Cai Zh, Qi Yu, Jiang Sh. Alterations in the intestinal microbiota associated with active tuberculosis and latent tuberculosis infection. Heliyon. 2023; 11; 9(11): e22124. doi: 10.1016/j.heliyon.2023.e22124

17. Ghosh A, Saha S. Meta-analysis of sputum microbiome studies identifies airway disease-specific taxonomic and functional signatures. Journal of medical microbiology. 2022; 72(12). doi: 10.1099/jmm.0.001617

18. Ticlla MR, Hella J, Hiza H, Sasamalo M, Mhimbira F, Rutaihwa LK, et al. The Sputum microbiome in pulmonary tuberculosis and its association with disease manifestations: a cross-sectional study. Frontier Microbiology. 2021; 20(12): 633396. doi: 10.3389/fmicb.2021.633396

19. Cai XSh, Luo Ya, Zhang YuL, Lin Yu, Wu BT, Cao ZhZh, et al. Airway microecology in rifampicin-resistant and rifampicin-sensitive pulmonary tuberculosis patients. BMC Microbiology. 2022; 22(1): 286. doi: 10.1186/s12866-022-02705-9

20. Sala C, Benjak A, Goletti D, Banu S. Multicenter analysis of sputum microbiota in tuberculosis patients. PLoS One. 2020; 15(10): e0240250. doi: 10.1371/journal.pone.0240250

21. Vázquez-Pérez JA, Carrillo CO, Iñiguez-García MA, Romero-Espinoza I, Márquez-García JE, Falcón LI, et al. Alveolar microbiota profile in patients with human pulmonary tuberculosis and interstitial pneumonia. Microbial Pathogenesis. 2020; 139: 103851. doi: 10.1016/j.micpath.2019.103851

22. Hu YoF, Cheng M, Liu B, Dong J, Sun L, Yang J, et al. Metagenomic analysis of the lung microbiome in pulmonary tuberculosis – a pilot study. Emerg Microbes Infect. 2020; 9(1): 1444–1452. doi: 10.1080/22221751.2020.1783188

23. Dandachi I, Azar E, Hamouch R, Maliha P, Abdallah S, Kanaan E, et al. Acinetobacter spp in a Third World Country with socio-economic and immigrants challenges. J Infect Dev Ctries. 2019; 13(11): 948-955. doi: 10.3855/jidc.11341

24. Mea HJ, Voon Chen Yong P, Wong EH. An overview of Acinetobacter baumannii pathogenesis: motility, adherence and biofilm formation. Microbiological research. 2021; 247: 126722. doi: 10.1016/j.micres.2021.126722

25. Ding L, Liu YaM, Wu XR, Wu MH, Luo XQ, Ouyang H, et al. Pathogen metagenomics reveals distinct lung microbiota signatures between bacteriologically confirmed and negative tuberculosis patients. Frontiers Cellular and Infection Microbiology. 2021; 11: 708827. doi: 10.3389/fcimb.2021.708827

26. Hu YF, Kang Yi, Liu X, Cheng M, Dong J, Sun L, et al. Distinct lung microbial community states in patients with pulmonary tuberculosis. Science China Life Sciences. 2020; (10): 1522-1533. doi: 10.1007/s11427-019-1614-0

27. Du WL, Zhao YiL, Zhang L, Che JL, Liu ZCh, Li K, et al. Bacteriomes in lesions of pulmonary tuberculosis and its association with status of Mycobacterium tuberculosis excretion. BMC Microbiology. 2022; 22(1): 280. doi: 10.1186/s12866-022-02698-5

28. Mori G, Morrison M, Blumenthal A. Microbiome-immune interactions in tuberculosis. PLoS Pathogens. 2021; 17(4): e1009377. doi: 10.1371/journal.ppat.1009377

29. Kateete DP, Mbabazi MM, Nakazzi F, Katabazi FA, Kigozi E, Ssengooba W, et al. Sputum microbiota profiles of treatment-naïve TB patients in Uganda before and during first-line therapy. Scientific reports. 2021; 11(1): 24486. doi: 10.1038/s41598-021-04271-y

30. Musisi E, Wyness A, Eldirdiri S, Dombay E, Mtafya B, Ntinginya NE, et al. Effect of seven anti-tuberculosis treatment regimens on sputum microbiome: a retrospective analysis of the HIGHRIF study 2 and PanACEA MAMS-TB clinical trials. The Lancet Microbe. 2023; 4(11): e913-e922. doi: 10.1016/S2666-5247(23)00191-X

31. Hazra D, Chawla K, Fayaz SM, Sintchenko V, Magazine R, Martinez E, et al. The impact of anti-tuberculosis treatment on respiratory tract microbiome in pulmonary tuberculosis. Microbes Infect. 2024; 27(3): 105432. doi: 10.1016/j.micinf.2024.105432

32. Lin DZ, Wang XZh, Li YaYu, Wang W, Li YuM, Yu XL, et al. Sputum microbiota as a potential diagnostic marker for multidrug-resistant tuberculosis. International journal of Medicine Science. 2021; 18(9): 1935–1945. doi: 10.7150/ijms.53492

33. Ueckermann V, Lebre P, Geldenhuys J, Hoosien E, Cowan D, van Rensburg LJ, et al. The lung microbiome in HIV-positive patients with active pulmonary tuberculosis. Sci Rep. 2022; 12(1): 8975. doi: 10.1038/s41598-022-12970-3