В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Cell , группа исследователей из Нидерландов проанализировала образцы носоглотки, ротоглотки и слюны у разных возрастных групп, а также проанализировала микробный состав этих образцов, чтобы определить связь между микробиотой верхних дыхательных путей и здоровьем хозяина, а также факторами окружающей среды.
В настоящее время имеется большое количество доказательств того, что микробные сообщества в организме человека играют жизненно важную роль в здоровье и болезнях человека. Однако значительная часть исследований роли микробиоты в здоровье была сосредоточена на микробиоме кишечника. Исследования показали, что микробиом верхних дыхательных путей тесно связан со здоровьем органов дыхания и играет важную роль в определении восприимчивости к респираторным инфекциям.
Микробиота верхних дыхательных путей также влияет на восприимчивость к хроническим респираторным заболеваниям, включая хроническую обструктивную болезнь легких, астму и сердечно-сосудистые заболевания. Разнообразная среда в дыхательных путях обеспечивает разнообразные экологические ниши для микробных сообществ, которые, в свою очередь, действуют как барьер для патогенов и взаимодействуют с иммунной системой в слизистых оболочках для защиты дыхательной системы.
В новом исследовании ученые проанализировали состав и разнообразие микробиома в образцах носоглотки, ротоглотки и слюны у представителей голландской популяции, чтобы охарактеризовать изменения микробиома верхних дыхательных путей на протяжении жизни и изучить его связь с хозяином и окружающей средой.
Образцы слюны и ротоглотки, представляющие оральную нишу верхних дыхательных путей, были собраны у детей младше и старше 10 лет соответственно, в то время как образцы носоглотки были получены у всех участников исследования. Исследователи гарантировали, что исследуемая популяция была истинным представительством населения Нидерландов и адекватно охватывала сообщества, проживающие в районах с редким охватом вакцинацией.
Анкеты были введены для сбора социально-демографических данных и информации о состоянии болезни, охвате вакцинацией, диете и поведении. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) была извлечена из всех образцов и обработана с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) для амплификации гипервариабельной области 4 гена рибосомальной рибонуклеиновой кислоты (рРНК) 16S.
Кроме того, количественная ПЦР использовалась для определения бактериальной нагрузки в образцах. Биоинформатический конвейер использовался для выведения вариантов последовательности ампликона и назначения таксономии. Кроме того, была проведена одноплексная количественная ПЦР для обнаружения присутствия Streptococcus pneumoniae. В этом процессе использовались праймеры, нацеленные на липопротеин транспортера аденозинтрифосфатсинтазы (АТФ) пневмококкового железа и пневмококковый аутолизин.
Был проведен главный координатный анализ для оценки общей вариации состава микробного сообщества на протяжении жизни и для наблюдения за различиями в микробном сообществе между нишами верхних дыхательных путей. Исследователи также рассчитали альфа-разнообразие, которое представляет собой микробное разнообразие в нишах ротовой полости и носоглотки.
Исследование также включало полную иерархическую кластеризацию связей для изучения структур сообществ в нишах ротовой полости и носоглотки. Кроме того, исследователи изучили связь между вариациями в микробиоме верхних дыхательных путей и характеристиками окружающей среды, такими как сезон отбора проб, социально-экономические факторы, образ жизни, использование антибиотиков, диета, состав домохозяйства и контакт с животными, детьми, пожилыми людьми или пациентами во время работы.
Исследование показало, что состав микробиома в верхних дыхательных путях, особенно в носоглоточной нише, тесно коррелировал с возрастом и подвергался созреванию с возрастом. Микробиота верхних дыхательных путей также демонстрировала различные закономерности в разных нишах.
Микробиом в носоглотке молодых людей имел более высокую плотность всех бактерий, но более низкое разнообразие. Для сравнения, ниша носоглотки демонстрировала противоположную картину с более высоким разнообразием и более низкой общей плотностью бактерий у пожилых людей. Обилие комменсальных бактерий, таких как виды Dolosigranulum pigrum и Corynebacterium в носоглотке, также, как было отмечено, менялось с возрастом.
Кроме того, плотность и разнообразие бактерий в носоглоточной нише стабилизировались в возрасте от 15 до 24 лет, что указывает на то, что развитие и созревание микробиома в носоглотке продолжалось в раннем взрослом возрасте. Это открытие было удивительным, учитывая тот факт, что микробиом кишечника стабилизируется к 5 годам.
Также наблюдались различия в разнообразии микробиома в верхних дыхательных путях, связанные с полом: у мужчин было больше таких бактерий, как Lawsonella clevelandensis, Finegoldia magna, а также видов Corynebacterium и Peptoniphilus, чем у женщин.
Напротив, состав и разнообразие в оральной нише показали более тесную связь с курением табака, употреблением алкоголя и использованием антибиотиков. Бывшие и активные курильщики показали низкое микробное разнообразие в оральной нише.
Подводя итог, можно сказать, что исследование изучало микробный состав и разнообразие в оральных и носоглоточных нишах верхних дыхательных путей. Результаты показали, что микробиом верхних дыхательных путей показал закономерности развития и созревания, связанные с возрастом и полом в носоглоточной нише, тогда как в оральной нише ассоциации были связаны с такими факторами образа жизни, как табак, антибиотики и употребление алкоголя.
