CC BY
102
РАЗДЕЛ V
УДК Б1Б.211/.321:355.33:Б1Б.9:Б12.017.1
МИКРОБИОТА НОСОГЛОТКИ КАК ИНДИКАТОР СОСТОЯНИЯ МУКОЗАЛЬНОГО ИММУНИТЕТА У НОВОБРАНЦЕВ В ПЕРИОД ФОРМИРОВАНИЯ ВОИНСКОГО КОЛЛЕКТИВА
В.А. Никифоров1, Е.И. Ефимов1, Е.В. Беляева1, Г.Б. Ермолина1, И.В. Конышев2,
1ФБУН «Нижегородский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. акад. И.Н. Блохиной»,
2ГБОУ ВПО «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»
Никифоров Валерий Алексеевич - e-mail: [email protected]
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
В работе исследован состав микрофлоры и напряжённость мукозального иммунитета на слизистой носоглотки у военнослужащих. Выделено 4 микроэкологических типа биотопа. Интенсивность мукозального иммунитета оценивалась путём детекции уровней лизоцима, sIgA, IL-10 и IFN-7. По мере нарастания дисбиотических нарушений в составе микробиоценозов носоглотки наблюдалось повышение уровня IFN-7, уменьшение уровня sIgA и активности лизоцима. Концентрация IL-10 во всех группах не превышала контрольных цифр. Предположительно дисбаланс уровней IL-10 и IFN-7 и угнетение функции нормофлоры под действием условнопатогенной микрофлоры облегчают контаминацию слизистой более агрессивными патогенами.
Ключевые слова: мукозальный иммунитет, про- и противовоспалительные
цитокины, микробиота носоглотки.
A structure of nasopharyngeal microflora and intensity of mucosal nasopharyngeal immunity of recruits
have been investigated. Four microecological types of biotope have been marked out. Tension of mucosal immunity has been revealed by detection of lysozyme activity and sIgA, IL-10 and IFN-7 concentrations. To the extent of intensification of disbiotic malfunction the increasing of IFN-7 concentration and decreasing of sIgA and lysozyme activity have been detected. IL-10 concentration wasn't higher than control meaning in all groups. Possibly imbalance of IL-10 and IFN-7 levels and oppression of normoflora function by opportunistic pathogens facilitate contamination of nasopharynx by more aggressive pathogens.
Key words: mucosal immunity, pro- and anti-inflammatory cytokines, nasopharyngeal microbiota.
Введение
В настоящее время остаются недостаточно изученными функции иммунной системы как фактора, определяющего разнонаправленность инфекционного процесса: манифестация - носительство. Эта проблема особенно актуальна для вновь формирующихся воинских коллективов. Среди причин повышенного риска возникновения острых респираторных заболеваний следует отметить скопление новобранцев в условиях казармы, постоянный и длительный контакт и последующий обмен микрофлорой в результате аэрогенного механизма передачи, повышенные эмоциональнопсихологические реакции, элементы социального стресса, которые в конечном итоге ведут к существенным нарушениям в системе адаптационных реакций макроорганизма, рассогласованности его регуляторных функций и, как результат, к десинхронизации иммунной системы, в первую очередь, на уровне мукозального иммунитета [1-4].
В тех случаях, когда слизистую контаминируют условнопатогенные и патогенные микроорганизмы, распознаваемые То11-рецепторами, наблюдается активация эпителиальных клеток, макрофагов, Т-хелперов (Т1п) 1-го и 2-го типов с последующей секрецией цитокинов и хемокинов. Спектр цитокинов в этой ситуации представлен интерлейкином И-1р, а-туморнекротическим фактором (ТЫР-а), 7 -интерфероном (^N-7) - медиаторами иммунного воспаления, 11_-12 - организатором лимфоцитарного иммунного ответа и противовоспалительным цитокином 1_-10. Провоспалительные цитокины обеспечивают привлечение в очаг воспаления нейтрофилов, моноцитов-макрофагов, которые играют ведущую роль в противомикробной защите
организма и стимулируют их эффекторные функции (поглотительную, переваривающую активность, секреторную -синтез а-дефензимов, алярминов, цитокинов ранних и поздних, таких НМСВ!) [5-12].
Следовательно, функции иммунокомпетентных клеток мукозального иммунитета в сегменте естественной резистентности макроорганизма носят ярко выраженный двойственный характер: активизируясь в начальный период атаки инфекционного агента синтезом провоспалительных цитокинов, сменяются затем противовоспалительным действием, с одновременным формированием состояния толерантности в отношении представителей нормофлоры, вегетирующих на слизистой носоглотки.
Таким образом, по сопряжённости активации про- и противовоспалительных цитокинов возможно получить необходимую информацию о функциональном состоянии мукозального иммунитета.
Цель работы: определить факторы риска, способствующие колонизации слизистой носоглотки условнопатогенными микроорганизмами (УПМ), формированию дисбиотических нарушений в системе мукозальной микробиоты в период формирования воинского коллектива.
Материалы и методы
Был исследован 71 образец слюны и отделяемое носоглотки 97 новобранцев, призванных во Внутренние войска МВД РФ из разных регионов страны в весенне-летний и осенний периоды 2010-2011 гг. Микрофлору слизистой носоглотки исследовали согласно МУК 4.2.1887-04. Идентификацию микрофлоры осуществляли с использованием тест-систем фирмы «Р_1УД -_асЬета Diagnostika», Чешская Республика. Образцы ротовой
жидкости собирали натощак в стерильные пластиковые пробирки. Во всех образцах проводилось определение показателей мукозального иммунитета: барьерной функции с позиций определения sIgA, бактерицидной - лизоцима, функциональной активности иммунокомпетентных клеток - про- и противовоспалительных цитокинов - IFN-7 и IL-10. Концентрацию лизоцима в нативной слюне определяли по методу В.Г. Дорофейчук [13].
Детекцию уровней sIgA, IL-10 и IFN-7 проводили методом твердофазного иммуноферментного анализа (ТИФА) с использованием коммерческих тест-систем «sIgA-ИФА-Бест-стрип», «IL-10-ИФА-Бест-стрип» и «IFN-7-ИФА-Бест-стрип» (ЗАО «Вектор-Бест»).
Статистическая обработка данных проводилась с использованием программ Microsoft Excell 2010 и Biostat 2009 и включала вычисление средних значений параметров, стандартных ошибок среднего, квантилей (в т. ч. медиан) в разных группах, определение нормальности и вычисление коэффициентов Манна-Уитни.
Результаты и их обсуждение
Индигенная микрофлора носоглотки обследованных лиц была представлена бактериями родов Neisseria, Streptococcus, Stomatococcus. Аллохтонная микрофлора характеризовалась присутствием в микробиологическом пейзаже гемофильных палочек, пиогенных стрептококков, пневмококков, стафилококков, дифтероидов. В таблице 1 приведены виды выделенных бактерий, их высеваемость и удельный вес в микробиоценозе слизистой носоглотки.
ТАБЛИЦА 1.
Характеристика микробиоценоза носоглотки
Микроорганизмы Высеваемость, % Удельный вес, %
Индигенная микрофлора Neisseria spp. (N.canis, N.cinerea, N.denitrificans, N.mucosa, N.sicca, N.subflava, N.polysaccharea, N.flavescens) 92,8 44,9
Streptococcus spp. (S.oralis/mitis 1, S.bovis, S.salivarius, S.vestibularis, S.anginosus, S.mitis) 66 26,3
Stomatococcus spp. 2,1 0,9
Аллохтонная микрофлора Streptococcus pyogenes 13,4 4,1
Streptococcus pneumoniae 7,2 2,2
Haemophilus spp. (H.influenzae, H.parainfluenzae, H.haemolyticus) 42,3 14,6
Staphylococcus aureus 15,5 4,7
Коагулазоотрицательные стафилококки (KOC) 5,2 1,6
Corynebacterium pseudodiphthericum 1 0,3
Транзиторная микрофлора Klebsiella pneumoniae 1 0,3
В предыдущей работе [14] нами было показано, что среди бактерий, вегетирующих на слизистой носоглотки, существуют довольно сложные биоценотические связи и что условно-патогенные микроорганизмы в процессе вегетации угнетают физиологическую функцию представителей нор-мофлоры, снижают её защитный потенциал, провоцируя таким образом возможность контаминации её различными, более агрессивными патогенами (вирусами, бактериями).
В структуре микробиоценоза слизистой носоглотки нами было выделено 4 микроэкологических типа биотопа: нормо-ценоз и три степени дисбиоза [15]. У 33 военнослужащих (34,0%) регистрировался нормоценоз - присутствие лишь индигенной микрофлоры. У 13 солдат (13,4%) была выявлена 1-я степень дисбиоза, отличавшаяся нарастанием содержания стрептококков и нейссерий до 6-7 lg КОЕ/тампон и появлением прочих УПМ в количестве до 3-4 lg КОЕ/тампон. У 27 военнослужащих (27,8%) регистрировалась 2-я степень дисбиоза носоглотки, при которой наблюдалось повышение количества факультативно-анаэробных УПМ до 4-5 lg КОЕ/тампон и появление вирулентных вариантов УПМ с выраженными факторами патогенности. У 24 (24,7%) солдат была выявлена 3-я степень дисбиоза со значительным повышением содержания прочих УПМ и количества вирулентных микроорганизмов до 6-8 lg КОЕ/тампон.
У новобранцев, «казарменный стаж» которых составлял менее 1 месяца, микробиологический пейзаж характеризовался обильным обсеменением слизистой носоглотки представителями аллохтонной микрофлоры - H. influenzae до 7-8 lg КОЕ/тампон. У военнослужащих со сроком службы более 2 месяцев наблюдалось снижение обсеменённости носоглотки гемофильными палочками до 3-6 lg КОЕ/тампон, выявлялись пиогенные стрептококки в количестве 3-6 lg КОЕ/тампон, пневмококки в количестве 3-5 lg КОЕ/тампон, регистрировались случаи выделения S. aureus и K. pneumoniae в количестве 3-6 lg КОЕ/тампон. Несомненно, такие ассоциации должны восприниматься как индикатор устойчивого дисбиоза, в основе которого предполагается сложный механизм взаимодействия как с организмом хозяина, так и между ассоциантами.
У 71 обследованного была изучена интенсивность показателей мукозального иммунитета, включающих уровень sIgA, IFN-7, IL-10, а также активность лизоцима слюны, в зависимости от распределения военнослужащих по степеням дисбиоза (д/б) носоглотки (таблица 2).
Статистически значимые различия обнаруживались только между группами обследованных по уровню sIgA: в группах нормоценоза и дисбиоза 2-й степени (р=0,039), между
ТАБЛИЦА 2.
Показатели мукозального иммунитета в различных группах военнослужащих
Группы военнослужащих Число обследованных лиц Лизоцим, %OD sIgA, мкг/мл IFN-7 , пг/мл IL-10, пг/мл
М±m Медиана М±m Медиана М±m Медиана М±m Медиана
Всего 71 52,43+2,90 55,6 248,78+17,94 252 151,99+20,0 103,6 2,09+0,11 2
Состояние микробиоце- ноза Нормоценоз 29 54,19+3,92 57,9 272,28+31,55 289,1 * 116,35+19,05 81,8 1,9+0,99 2
Д/б 1 степени 11 54,03+8,99 58,7 238,15+38,24 223,2 251,6+103,8 120 2,01+0,27 2,3
Д/б 2 степени 13 46,95+8,83 44,1 182,74+31,64 195 *,** 151,39+25,09 130,9 2,15+0,2 2,2
Д/б 3степени 18 52,58+5,00 42,1 265,13+35,97 257 ** 149,01+29,5 128,2 2,38+0,24 2,1
Срок службы до 1 мес. 20 53,27+5,20 41,9 194,42+27,18 191,1 *** 145,01+29,09 98,2 1,96+0,22 2,05
>2 мес. 51 52,11+3,51 56,7 270,14+22,02 258,6 *** 154,73+25,56 114,5 2,14+0,13 2
Примечание: *,**,*** - статистически значимые различия между группами (р<0,05).
РАЗДЕЛ V
РАЗДЕЛ V
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
группами д/б 2-й и 3-й степени (р=0,045), а также в группах служащих до 1 месяца и более 2 месяцев (р=0,046). Что касается активности лизоцима, то она, оставаясь практически неизменной при дисбиозе 1-й степени, приобретала устойчивую тенденцию к снижению при д/б 2-й и 3-й степени. Вполне вероятно, это обусловлено участием лизоцима в бактерицидных реакциях в ответ на контаминацию слизистой УПМ, в связи с чем понижение активности лизоцима приводило к нарастанию концентрации патогенов. Аналогичная тенденция наблюдалась и в группе призывников, служащих менее 1 месяца, в которой у половины обследованных лиц отмечалась 3-я степень дисбиоза носоглотки, тогда как у солдат со сроком службы более 2 месяцев такой дисбиоз регистрировался только в 18,2% случаев [14].
Интересные данные были получены и в отношении 1Р1\1-у так, у призывников с нормоценозом его уровень составлял 116,35+19,05 пг/мл, но по мере нарастания дисбиотических нарушений в системе мукозальной микрофлоры наблюдалась отчётливая тенденция к повышению его секреции, что представляется косвенным свидетельством активации ТЬ1 и ЫК-клеток, являющихся продуцентами провоспалительных цитокинов, а, следовательно, активными участниками иммунного воспаления.
Что касается 11_-10, который, как известно, является противовоспалительным цитокином и характеризует биологическую эффективность ТЬ2-типа, то его продукция оставалась на монотонно низком уровне на протяжении всего срока обследования. Поскольку уровни про- и противовоспалительных цитокинов в процессе антигенной нагрузки оптимизируют функциональный процесс течения воспаления, то нарушения (снижение) функции ТЬ2 будут способствовать переходу острого воспаления в хроническое.
Таким образом, в период дезадаптационного синдрома у новобранцев наблюдается формирование иммунологической недостаточности, следствием которой является колонизация слизистой представителями условно-патогенной и патогенной микрофлоры. Сниженные уровни 5!дА и лизоцима отчётливо демонстрируют факт нарушения в системе защитных потенциалов слизистой носоглотки.
Заключение
Таким образом, в период формирования воинского коллектива наблюдается контаминация слизистой носоглотки условно-патогенными и патогенными инфектами, протекающая на фоне иммунологической недостаточности, обусловленной дисбалансом уровня про- и противовоспалительных цитокинов, снижением функций секреторного иммуноглобулина А и лизоцима. На основании вышеизложенного можно предполагать, что контаминация и последующая колонизация слизистой носоглотки условнопатогенными, а в последующем и патогенными, бактериями в закрытом коллективе вполне вероятно будет способствовать формированию бактерионосительства.
Сформировавшиеся носители в условиях закрытого коллектива являются активными участниками формирования эпидемиологического неблагополучия. В порядке рекомендаций в этой ситуации ограничиваться лишь улучшением вынужденных гигиенических условий (например, примене-
нием рециркуляторов воздуха закрытого типа) с целью уменьшения микробной обсемененности воздуха в спальных помещениях не представляется достаточным [16]. Необходима неспецифическая иммунопрофилактика (сезонная, круглогодичная) с использованием таких препаратов, как ИРС-19, адаптогенов, витаминных препаратов, вакцины ВП-4, а в случаях появления пневмоний стрептококкового генеза - вакцины «Пневмо-23» [17]. Указанные выше препараты обладают выраженными противовоспалительными, иммуностимулирующими и интерфероногенными свойствами за счет вовлечения в иммунный ответ клеточных и гуморальных механизмов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Акимкин В.Г. Обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия военнослужащих в современных условиях. Санитария и гигиена. 2010. № 5. С. 63-66.
2. Гучев И.А. Внебольничная пневмония как проблема организованного коллектива. Инфекция и антимикробная терапия. 2004. Т. 6. № 1. С. 4-12.
3. Татков О.В. Хронобиологические аспекты адаптации: десинхронозы. Военно-медицинский журнал. 2004. № 6. С. 49-53.
4. Ярилин А.А. Клеточные основы мукозального иммунитета. Российский иммунологический журнал. 2008. Т. 2. № 1. С. 3-19.
5. Будихина А.С., Пинегин Б.В. а-Дефензимы - антимикробные пептиды нейтрофилов: свойства и функции. Иммунология. 2008. № 5. С. 317-319.
6.Жоголев К.Д., Иванов А.М., Старовойт А.В. и др. Изучение особенностей иммунного статуса у военнослужащих по призыву при различных условиях размещения. Материалы юбилейной научной конференции, посвящённой 75-летию кафедры общей и военной эпидемиологии «Отечественная эпидемиология в ХХ! веке: приоритетные направления развития и новые технологии в диагностике и профилактике болезней человека». СПб. 2012. С. 44-45.
7. Кузнецов В.Ф., Орлова Е.Г., Ланин Д.В. и др. Некоторые иммунологические механизмы формирования бессимптомного носительства условнопатогенной и патогенной микрофлоры нёбных миндалин у первичных доноров плазмы крови. Цитокины и воспаление. 2003. Т. 2. № 4. С. 27-30.
8. Маянский А.Н., Маянская Н.А. Поздний цитокин HMGB1 - медиаторные функции и перспективы. Иммунология. 2009. Т. 4. С. 232-235.
9.Никифоров В.А., Ефимов Е.И. Иммунный статус макроорганизма. Его оценка и способы иммуномодуляции. Н. Новгород, 2009. 269 с.
10. Никонова М.Ф., Ярилин А.А. Пролиферативный статус ТЫ и ТИ2-клеток человека. Иммунология. 2006. № 4. С. 203-208.
11. П инегин Б.В., Карсонова М.И. Алярмины - эндогенные активаторы воспаления и врождённого иммунитета. Иммунология. 2010. № 5. С. 246-254.
12. Щуковская Т.Н., Смолькова Е.А., Шмелькова Т.П. и др. Индуцированная продукция ^N-7 и !1_-4 как показатель функциональной активности ТЫ- и ТИ2-клеток у вакцинированных против чумы людей. Эпидемиология и вакцино-профилактика. 2011. № 6. С. 78-82.
13. Баранов А.А., Дорофейчук В.Г. Лизоцим: теория и практика. Н. Новгород: Медицина, 1999. 150 с.
14. Беляева Е.В., Ермолина Г.Б., Ефимов Е.И., Никифоров В.А., Куроптев А.А. Исследование микробного пейзажа носоглотки военнослужащих по призыву. Медицинский альманах. 2012. № 2 (21). С. 46-49.
15. Метельская В.А., Алешкин В.А., Воропаева Е.А. и др. Колонизационная резистентность и иммунологическая реактивность слизистой ротоглотки у детей в норме и при бронхолёгочных заболеваниях. Вестник Российской АМН. 2010. № 7. С. 10-15.
16. Жоголев С.Д., Жарков Д.А., Огарков П.И., Жоголев К.Д. Оценка эффективности применения рециркуляторов воздуха закрытого типа в спальных помещениях казарм. Материалы научно-практической конференции «Инфекционные болезни: проблемы, достижения и перспективы». Санкт-Петербург. 2011. С. 58.
17. Семёнов Б.Ф., Зверев В.В. Концепция создания быстрой иммунологической защиты от патогенов. Журн. микробиол. 2007. № 4. С. 94-100.
