tibljТуберкулез и болезни легкихTuberculosis and Lung Diseases2075-12302542-1506Медицинские знания и технологии10.58838/2075-1230-2024-102-6-90-97tiblj-1855Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESОсобенности микробиоты нижних отделов респираторного тракта у пациентов с различными формами туберкулеза легких по данным исследования микробных маркеровSpecific Microbiota of the Lower Respiratory Tract in Patients with Various Forms of Pulmonary Tuberculosis according to Microbial Marker Testing DataУмпелеваТ. В.UmpelevaT. V.

Умпелева Татьяна Валерьевна - к. б. н., ведущий научный сотрудник отдела микробиологии и доклинических исследований

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50

Тел: + 7 (343) 333-44-59

Tatiana V. Umpeleva - Candidate of Biological Sciences, Leading Researcher of Department of Microbiology and Preclinical Studies

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039

Phone: + 7 (343) 333-44-59

tumpeleva@ya.ruБыстроваО. В.BystrovaO. V.

Быстрова Ольга Витальевна - к. х. н., ведущий научный сотрудник

129110, Москва, ул. Щепкина, д. 58, стр. 3

Тел: + 7 (499) 490-12-64

Olga V. Bystrova - Candidate of Chemical Sciences, Leading Researcher

58, Build. 3, Schepkina St., Moscow 129110

Phone: + 7 (499) 490-12-64

ЦвиренкоА. С.TsvirenkoA. S.

Цвиренко Анна Сергеевна - врач-эндоскопист

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50

Тел: + 7 (343) 333-44-59

Anna S. Tsvirenko - Endoscopist

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039

Phone: + 7 (343) 333-44-59

СавельевА. В.SavelievA. V.

Савельев Александр Владимирович - к. м. н., заведующий отделением лучевой диагностики, врач-ренгенолог

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50

Тел: + 7 (343) 333-44-59

Aleksandr V. Saveliev - Candidate of Medical Sciences, Head of X-Ray Diagnosis Department, Radiologist

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039

Phone: + 7 (343) 333-44-59

БаженовА. В.BazhenovA. V.

Баженов Александр Викторович - к. м. н., врач-торакальный хирург

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50

Тел: + 7 (343) 333-44-59

Aleksandr V. Bazhenov - Candidate of Medical Sciences, Thoracic Surgeon

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039

Phone: + 7 (343) 333-44-59

КильдюшеваЕ. И.KildyushevaE. I.

Кильдюшева Елена Ивановна - к. м. н., врач-фтизиатр

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50

Тел: + 7 (343) 333-44-59

Elena I. Kildyusheva - Candidate of Medical Sciences, Phthisiologist

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039

Phone: + 7 (343) 333-44-59

ПремыслеваГ. Е.PremyslevaG. E.

Премыслева Глафира Евгеньевна - врач-фтизиатр

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50

Тел: + 7 (343) 333-44-59

Glaphira E. Premysleva - Phthisiologist

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039

Phone: + 7 (343) 333-44-59

СкорняковС. Н.SkornyakovS. N.

Скорняков Сергей Николаевич - д. м. н., профессор, заведующий научно-клиническим отделом

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50

Тел: + 7 (343) 333-44-59

Sergey N. Skornyakov - Doctor of Medical Sciences, Professor, Head of Research Clinical Department

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039

Phone: + 7 (343) 333-44-59

ВахрушеваД. В.VakhrushevaD. V.

Вахрушева Диана Владимировна - к. б. н., заведующая научным отделом микробиологии и доклинических исследований

620039, г. Екатеринбург, ул. 22-го Партсъезда, д. 50

Тел: + 7 (343) 333-44-59

Diana V. Vakhrusheva - Candidate of Biological Sciences, Head of Research Department of Microbiology and Preclinical Studies

50, XXII Parts"ezda St., Yekaterinburg, 620039

Phone: + 7 (343) 333-44-59

Уральский научно-исследовательский институт фтизиопульмонологии - филиал ФГБУ «НМИЦ ФПИ» Минздрава РоссииРоссияUral Phthisiopulmonology Research Institute – a Branch of National Medical Research Center of Phthisiopulmonology and Infectious Diseases, Russian Ministry of HealthRussian FederationООО «Лаборатория Евротест»РоссияOOO Laboratoriya EvrotestRussian Federation20241812202410269097Copyright © Умпелева Т.В., Быстрова О.В., Цвиренко А.С., Савельев А.В., Баженов А.В., Кильдюшева Е.И., Премыслева Г.Е., Скорняков С.Н., Вахрушева Д.В., 20242024Умпелева Т.В., Быстрова О.В., Цвиренко А.С., Савельев А.В., Баженов А.В., Кильдюшева Е.И., Премыслева Г.Е., Скорняков С.Н., Вахрушева Д.В.Umpeleva T.V., Bystrova O.V., Tsvirenko A.S., Saveliev A.V., Bazhenov A.V., Kildyusheva E.I., Premysleva G.E., Skornyakov S.N., Vakhrusheva D.V.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.tibl-journal.com/jour/article/view/1855Цель исследования

Цель исследования: выявить различия в составе микробных маркеров, детектируемых технологией МСММ, в образцах бронхиальных смывов у пациентов с разными клинико-рентгенологическими вариантами течения туберкулеза.

Материалы и методы

Материалы и методы. Изучены особенности микробиоты нижних отделов респираторного тракта у пациентов с различными формами туберкулеза легких, получающих противотуберкулезную терапию.

Результаты

Результаты. С использованием технологии масс-спектрометрии микробных маркеров были исследованы бронхиальные смывы, полученные из доли легкого с патологическими изменениями, и из другого легкого без патологии, что выбирали по данным компьютерной томографии. Выявлено наличие обратной корреляции высокой степени между количеством маркеров двух групп микроорганизмов: группы 1 (Clostridium ramosum + Corynebacterium spp. + Streptomyces spp.) и группы 2 (Eubacterium spp. + Eggerthella lenta + Lactobacillus spp. + Propionibacterium freudenreichii + Actinomyces viscosu + Prevotella spp. + Rhodococcus spp.). Установлено, что при доминировании микроорганизмов группы 2 бронхиальные смывы в 58,8% были получены из зоны поражения фиброзно-кавернозным туберкулезом. При доминировании микроорганизмов группы 1 бронхиальные смывы были получены из участков рассасывания инфильтративного туберкулеза (13,3%) или из участков без патологических изменений (46,6%).

The objective

The objective: to identify differences in the composition of microbial markers detected by mass spectrometry of microbial markers in specimens of bronchial washings from patients with different clinical and radiological forms of tuberculosis.

Subjects and Methods

Subjects and Methods. Specific features of microbiota of the lower respiratory tract in patients with various forms of pulmonary tuberculosis receiving anti-tuberculosis therapy were studied.

Results

Results. Using mass spectrometry of microbial markers we studied bronchial washings obtained from the lung lobe with pathological changes and from another lung without pathology, which were selected according to computed tomography data. A high degree of inverse correlation was revealed between the number of markers of two groups of microorganisms: Group 1 (Clostridium ramosum + Corynebacterium spp. + Streptomyces spp.) and Group 2 (Eubacterium spp. + Eggerthella lenta + Lactobacillus spp. + Propionibacterium freudenreichii + Actinomyces viscosu + Prevotella spp. + Rhodococcus spp.). It was found that when Group 2 microorganisms predominated, bronchial washings in 58.8% were obtained from fibrotic cavernous tuberculosis lesions. When Group 1 microorganisms predominated, bronchial washings were obtained from sites of resolving infiltrative tuberculosis (13.3%) or sites without pathological changes (46.6%).

туберкулез легкихмикробиота легкихмикробные маркерыpulmonary tuberculosislung microbiotamicrobial markersReferencesВасильева И.А., Стерликов С.А., Тестов В.В., Михайлова Ю.В., Обухова О.В. Отраслевые и экономические показатели противотуберкулезной работы в 2021–2022 гг. Статистические материалы, 2023. – 59 c.Vasilyeva I.A., Sterlikov S.A., Testov V.V., Mikhaylova Yu.V., Obukhova O.V. Otraslevye i ekonomicheskiye pokazateli protivotuberkulyoznoy raboty v 2021-2022 gg. Statisticheskiye Materialy. [Sectoral and economic rates of tuberculosis control in 2017-2018. Statistic materials]. 2023, 59 p.Осипов Г.А., Зыбина Н.Н., Родионов Г.Г. Опыт применения масс-спектрометрии микробных маркеров в лабораторной диагностике // Медицинский алфавит. Современная лаборатория. – 2013. – №1. – С. 64-67.Osipov G.A., Zybina N.N., Rodionov G.G. Experience in the use of mass spectrometry of microbial markers in laboratory diagnostics. Meditsinsky Alfavit, Sovremennaya Laboratoriya, 2013, no. 1, pp. 64-67. (In Russ.)Осипов Г.А., Бойко Н.Б., Новикова В.П., Гриневич В.Б., Федосова Н.Ф., Цех О.М. Методика масс-спектрометрии микробных маркеров как способ оценки пристеночной кишечной микробиоты при заболеваниях органов пищеварения: учебно-методическое пособие. Санкт-Петербург, 2013. – 96 с.Osipov G.A., Boyko N.B., Novikova V.P., Grinevich V.B., Fedosova N.F., TsekhO.M. Metodika mass-spektrometrii mikrobnykh markerov kak sposob otsenki pristenochnoy kishechnoy mikrobioty pri zabolevaniyakh organov pishchevareniya: uchebno-metodicheskoye posobiye. [Methods of mass spectrometry of microbial markers as a way to assess the parietal intestinal microbiota in diseases of the digestive system: educational and methodological manual]. St. Petersburg, 2013, 96 p.Cuozzo S., A. de Moreno de LeBlanc, LeBlanc J. G., Hoffmann N., Tortella G. R.. Streptomyces genus as a source of probiotics and its potential for its use in health // Microbiological Research. – 2023. – № 266. – Р.127248. https://doi.org/10.1016/j.micres.2022.127248Cuozzo S., A. de Moreno de LeBlanc, LeBlanc J.G., Hoffmann N., Tortella G. R. Streptomyces genus as a source of probiotics and its potential for its use in health. Microbiological Research, 2023, no. 266, pp. 127248. https://doi.org/10.1016/j.micres.2022.127248Gardiner B.J., Tai A.Y., Kotsanas D., Francis M.J., Roberts S.A., Ballard S.A., Junckerstorff R. K., Kormana T. M. Clinical and microbiological characteristics of Eggerthella lenta bacteremia // Journal of Clinical Microbiology. – 2015. – Vol. 53, № 2. – P. 626–635. https://doi.org/10.1128/JCM.02926-14Gardiner B.J., Tai A.Y., Kotsanas D., Francis M.J., Roberts S.A., Ballard S.A., Junckerstorff R.K., Kormana T.M. Clinical and microbiological characteristics of Eggerthella lenta bacteremia. Journal of Clinical Microbiology, 2015, vol. 53, no. 2, pp. 626-635. https://doi.org/10.1128/JCM.02926-14Guohui X., Zhao C., Qinglong G., Taosheng Y., Yimin T., Peikun G., Juanjuan Zh., Min O., Xiangdong F., Lili R., Minfei Y., Zhaoqin W., Lei L., Liang Y. Insights into the unique lung microbiota profile of pulmonary tuberculosis patients using metagenomic next-generation sequencing // Microbiol Spectr. – 2022. – Vol. 10, № 1. – Р. 1-15.Guohui X., Zhao C., Qinglong G., Taosheng Y., Yimin T., Peikun G., Juanjuan Zh., Min O., Xiangdong F., Lili R., Minfei Y., Zhaoqin W., Lei L., Liang Y. Insights into the unique lung microbiota profile of pulmonary tuberculosis patients using metagenomic next-generation sequencing. Microbiol. Spectr., 2022, vol. 10, no. 1, pp. 1-15.Horn K.J., Schopper M.A., Drigot Z.G., Clark S.E. Airway Prevotella promote TLR2-dependent neutrophil activation and rapid clearance of Streptococcus pneumoniae from the lung // Nature Communications. – 2022. – Vol.13, № 1. – Р. 3321. https://doi.org/10.1038/s41467-022-31074-0Horn K.J., Schopper M.A., Drigot Z.G., Clark S.E. Airway Prevotella promote TLR2-dependent neutrophil activation and rapid clearance of Streptococcus pneumoniae from the lung. Nature Communications, 2022, vol. 13, no. 1, pp. 3321. https://doi.org/10.1038/s41467-022-31074-0Hu Y., Cheng M., Liu B., Dong J., Sun L., Yang J., Yang F., Chen X., Jin Q. Metagenomic analysis of the lung microbiome in pulmonary tuberculosis – a Pilot Study // Emerging Microbes and Infections. – 2020. – Vol. 9, № 1. P.1444–1452. https://doi.org/10.1080/22221751.2020.1783188Hu Y., Cheng M., Liu B., Dong J., Sun L., Yang J., Yang F., Chen X., Jin Q. Metagenomic analysis of the lung microbiome in pulmonary tuberculosis– a pilot study. Emerging Microbes and Infections, 2020, vol. 9, no. 1, pp. 1444-1452. https://doi.org/10.1080/22221751.2020.1783188Kelly M.S., Plunkett C., Yu Y., Aquino J.N., Patel S.M., Hurst J.H., Young R.R., Smieja M., Steenhoff A.P., Arscott-Mills T., Feemster K.A., Boiditswe S., Leburu T., Mazhani T., Patel M.Z., Rawls J.F., Jawahar J., Shah S.S., Polage Ch. R., Cunningham C.K., Seed P.C. Non-diphtheriae Corynebacterium species are associated with decreased risk of pneumococcal colonization during infancy // ISME Journal. – 2022. – Vol. 16, № 3. – Р. 655–665. https://doi.org/10.1038/s41396-021-01108-4Kelly M.S., Plunkett C., Yu Y., Aquino J.N., Patel S.M., Hurst J.H., Young R.R., Smieja M., Steenhoff A.P., Arscott-Mills T., Feemster K.A., Boiditswe S., Leburu T., Mazhani T., Patel M.Z., Rawls J.F., Jawahar J., Shah S.S., Polage Ch.R., Cunningham C.K., Seed P.C. Non-diphtheriae Corynebacterium species are associated with decreased risk of pneumococcal colonization during infancy. ISME Journal, 2022, vol. 16, no. 3, pp. 655-665. https://doi.org/10.1038/s41396-021-01108-4Kim S.R., Jung L.Y., Oh I.J., Kim Y. Ch., Shin K.Ch., Lee M.K., Yang S. H., Park H. S., Kim M..K., Kwak J.Y., Um S.J., Ra S. W., Kim W.J., Kim S., Choi E.G., Lee Y. Ch. Pulmonary actinomycosis during the first decade of 21st Century: Cases of 94 patients // BMC Infectious Diseases. – 2013. – № 13 – Р. 216. https://doi.org/10.1186/1471-2334-13-216Kim S.R., Jung L.Y., Oh I.J., Kim Y.Ch., Shin K.Ch., Lee M.K., Yang S.H., Park H.S., Kim MK., Kwak J.Y., Um S.J., Ra S.W., Kim W.J., Kim S., Choi E.G., Lee Y.Ch. Pulmonary actinomycosis during the first decade of 21st Century: cases of 94 patients. BMC Infectious Diseases, 2013, no. 13, pp. 216. https://doi.org/10.1186/1471-2334-13-216Kradin R.L., Mark E.J. Pathology of pulmonary infection. In book: Diagnostic Pathology of Infectious Disease (pp.143-206). Second Edi. Elsevier Inc., 2018Kradin R.L., Mark E.J. Pathology of pulmonary infection. In book: Diagnostic Pathology of Infectious Disease. pp. 143-206. Second Edi. Elsevier Inc., 2018Krainyukov P.E., Moiseev D.N., Zhilenkova O.G., Kokorin V.V., Popov P.A., Kolodkin B.B., Kim D.Yu., Kondakov E.V. Use of microbial marker mass spectrometry method in etiological diagnostics of purulent-inflammatory hand diseases // Bulletin of Pirogov National Medical & Surgical Center. – 2020.– Vol.15, № 4. – Р. 52-55. https://doi.org/10.25881/bpnmsc.2020.25.88.010Krainyukov P.E., Moiseev D.N., Zhilenkova O.G., Kokorin V.V., Popov P.A., Kolodkin B.B., Kim D.Yu., Kondakov E.V. Use of microbial marker mass spectrometry method in etiological diagnostics of purulent-inflammatory hand diseases. Bulletin of Pirogov National Medical & Surgical Center, 2020, vol. 15, no. 4, pp. 52-55. https://doi.org/10.25881/bpnmsc.2020.25.88.010Krishna P., Jain A., Bisen P. S. Microbiome diversity in the sputum of patients with pulmonary tuberculosis // European Journal of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. – 2016. – Vol. 35, № 7. – P. 1205-1210. https://doi.org/10.1007/s10096-016-2654-4Krishna P., Jain A., Bisen P.S. Microbiome diversity in the sputum of patients with pulmonary tuberculosis. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases, 2016, vol. 35, no. 7, pp. 1205-1210. https://doi.org/10.1007/s10096-016-2654-4Lagier J.Ch., Dubourg G., Million M., Cadoret F., Bilen M, Fenollar F., Levasseur A., Rolain J.M., Fournier P.E., Raoult D. Culturing the human microbiota and culturomics // Nature Reviews Microbiology. – 2018. – Vol. 16, № 9. – P. 540-550. https://doi.org/10.1038/s41579-018-0041-0Lagier J.Ch., Dubourg G., Million M., Cadoret F., Bilen M, Fenollar F., Levasseur A., Rolain J.M., Fournier P.E., Raoult D. Culturing the human microbiota and culturomics. Nature Reviews Microbiology, 2018, vol. 16, no. 9, pp. 540-550. https://doi.org/10.1038/s41579-018-0041-0Leitao F., Sergio F., Peters C.M., Sheel A.W., Yang J., Nislow C., Lam S., Leung J.M., Sin D.D. Characterization of the lower airways and oral microbiota in healthy young persons in the community // Biomedicines. – 2023. – Vol. 11, № 3. – Р. 841. https://doi.org/10.3390/biomedicines11030841Leitao F., Sergio F., Peters C.M., Sheel A.W., Yang J., Nislow C., Lam S., Leung J.M., Sin D.D. Characterization of the lower airways and oral microbiota in healthy young persons in the community. Biomedicines, 2023, vol. 11, no. 3, pp. 841. https://doi.org/10.3390/biomedicines11030841Man, W.H., Wouter A. A., Piters D.S., Bogaert D. The microbiota of the respiratory tract: gatekeeper to respiratory health // Nature Reviews Microbiology. – 2017.– Vol. 15, № 5. – P. 259–270. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2017.14Man W.H., Wouter A.A., Piters D.S., Bogaert D. The microbiota of the respiratory tract: gatekeeper to respiratory health. Nature Reviews Microbiology, 2017, vol. 15, no. 5, pp. 259-270. https://doi.org/10.1038/nrmicro.2017.14Milosavljevic M.N., Kostic M., Milovanovic J., Zaric R.Z., Stojadinovic M., Jankovic S.M., Stefanovic S.M. Antimicrobial treatment of Erysipelatoclostridium ramosum invasive infections: a systematic review // Revista Do Instituto de Medicina Tropical de Sao Paulo. – 2021. – № 63. – P. 1–12. https://doi.org/10.1590/s1678-9946202163030Milosavljevic M.N., Kostic M., Milovanovic J., Zaric R.Z., Stojadinovic M., Jankovic S.M., Stefanovic S.M. Antimicrobial treatment of Erysipelatoclostridium ramosum invasive infections: a systematic review. Revista Do Instituto de Medicina Tropical de Sao Paulo, 2021, no. 63, pp. 1-12. https://doi.org/10.1590/s1678-9946202163030Ugarte-Torres A., Gillrie M.R., Griener T.P., Church D.L. Eggerthella lenta bloodstream infections are associated with increased mortality following empiric piperacillin-tazobactam (TZP) monotherapy: a population-based cohort study // Clinical Infectious Diseases. – 2018. – Vol. 67, № 2. – P. 221-228. https://doi.org/10.1093/cid/ciy057Ugarte-Torres A., Gillrie M.R., Griener T.P., Church D.L. Eggerthella lenta bloodstream infections are associated with increased mortality following empiric piperacillin-tazobactam (TZP) monotherapy: a population-based cohort study. Clinical Infection Diseases, 2018, vol. 67, no. 2, pp. 221-228. https://doi.org/10.1093/cid/ciy057Wu J., Liu W., He L., Huang F., Chen J., Cui P., Shen Y., Zhao J., Wang W., Zhang Y., Zhu M., Zhang W., Zhang Y. Sputum microbiota associated with new, recurrent and treatment failure tuberculosis // PLoS ONE. – 2013. – Vol. 8, № 12. – P. 1–11. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083445Wu J., Liu W., He L., Huang F., Chen J., Cui P., Shen Y., Zhao J., Wang W., Zhang Y., Zhu M., Zhang W., Zhang Y. Sputum microbiota associated with new, recurrent and treatment failure tuberculosis. PLoS ONE, 2013, vol. 8, no. 12, pp. 1-11. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0083445Xu J., Koyanagi Y., Isogai E., Nakamura Sh. Effects of fermentation products of the commensal bacterium Clostridium ramosum on motility, intracellular pH, and flagellar synthesis of enterohemorrhagic Escherichia coli // Archives of Microbiology.– 2019. – Vol. 201, № 6. – Р. 841–846. https://doi.org/10.1007/s00203-019-01656-6Xu J., Koyanagi Y., Isogai E., Nakamura Sh. Effects of fermentation products of the commensal bacterium Clostridium ramosum on motility, intracellular pH, and flagellar synthesis of enterohemorrhagic Escherichia coli. Archives of Microbiology, 2019, vol. 201, no. 6, pp. 841-846. https://doi.org/10.1007/s00203-019-01656-6

The authors declare that there are no conflicts of interest present.