Микробиом легких и хроническая обструктивная болезнь легких: современный взгляд на проблему

Введение. Хроническая обструктивная болезнь легких остается значимой проблемой здравоохранения. Обострения хронической обструктивной болезни легких, часто вызванные бактериальной колонизацией, являются основной причиной прогрессирования и смертности. Однако роль микробиома легких в патогенезе хронической обструктивной болезни легких и его влияние на обострения изучены недостаточно.

Цель работы. Анализ современных научных исследований и публикаций, посвященных роли микробиома легких в патогенезе хронической обструктивной болезни легких и возможности коррекции дисбиоза с целью улучшения прогноза пациентов с данной патологией в период обострений.

Материалы и методы. Проведен анализ российских и зарубежных публикаций за период 2010-2025 гг. из баз данных PubMed, Google Scholar, РИНЦ и eLibrary с использованием ключевых слов: хроническая обструктивная болезнь легких, микробиота, обострение ХОБЛ, антибиотикорезистентность.

Результаты и обсуждение. До недавнего времени считалось, что легкие у здоровых людей стерильны, поэтому бактериальная колонизация нижних дыхательных путей рассматривалась только в контексте заболеваний легких. Это убеждение основывалось на исследованиях с использованием стандартных методов культивирования. Однако было подсчитано, что более 70% видов бактерий на поверхности тела не могут быть культивированы стандартными методами. Разработка культуральнонезависимых методов микробиологического анализа облегчила идентификацию некультивируемых микробов в организме человека и убедительно продемонстрировала, что флора, населяющая бронхолегочную систему, более разнообразна, чем предполагалось ранее. Исследования показали, что микробиом легких у здоровых и больных хронической обструктивной болезнью легких различается. У пациентов с данным диагнозом наблюдается снижение разнообразия микробиома и преобладание комменсиальных бактерий. В период обострений наблюдается низкое микробное разнообразие. Использование антибиотиков при обострениях дополнительно изменяет состав респираторной микробиоты.

Заключение. Применение антибиотиков при обострениях хронической обструктивной болезни легких приводит к дисбиозу нижних дыхательных путей и развитию антибиотикорезистентности. Анализ состава микроорганизмов мокроты дает возможность для разработки индивидуальной терапии, а коррекция микробиоты респираторного тракта может улучшить результаты лечения обострения хронической обструктивной болезни легких.

1. Wachami N., Loukid M., Zinedine A., et al. Estimating the global prevalence of chronic obstructive pulmonary disease (COPD): a systematic review and meta-analysis. BMC Public Health. 2024; 1 (24): 29. DOI: 10.1186/s12889-024-17686-9.

2. Wang L., Wang Y., Li Y., et al. Role of the lung microbiome in the pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease. Chinese Medical Journal. 2017; 17 (130): 2107-2111. DOI: 10.4103/0366-6999.211452.

3. Визель А. А., Салахова И. Н., Визель И. Ю. и др. Больные хронической обструктивной болезнью легких: анализ реальной клинической практики. Consilium Medicum. 2018; 3 (20): 35-39.

4. From M. Parenting, gender, and perception of changes in children’s behavior during the COVID-19 pandemic. Parenting. 2023; 15 (20): 1-11.

5. Ramirez-Labrada A. G., Isla D., Artal A., et al. The influence of lung microbiota on lung carcinogenesis, immunity, and immunotherapy. Trends in Cancer. 2020; 2 (6): 86-97. DOI: 10.1016/j.trecan.2019.12.007.

6. Hayashi H., Sakamoto M., Benno Y. Phylogenetic analysis of the human gut microbiota using 16S rDNA clone libraries and strictly anaerobic culturebased methods. Microbiology and Immunology. 2002; 46: 535-548. DOI: 10.1111/j.1348-0421.2002.tb02731.x.

7. Федосенко С. В., Дробышева Е. С., Борисов С. Е. и др. Роль сообщества микроорганизмов дыхательных путей в патогенезе хронической обструктивной болезни легких. Бюллетень сибирской медицины. 2014; 1 (13): 153-158.

8. Hilty M., Burke C., Pedro H., et al. Disordered microbial communities in asthmatic airways. PLoS ONE. 2010; 1 (5): e8578. DOI: 10.1371/journal.pone.0008578.

9. Yatera K., Noguchi S., Mukae H. The microbiome in the lower respiratory tract. Respiratory Investigation. 2018; 6 (56): 432-439. DOI: 10.1016/j.resinv.2018.07.005.

10. Dickson R. P., Erb-Downward J. R., Huffnagle G. B. The role of the bacterial microbiome in lung disease. Expert Review of Respiratory Medicine. 2013; 3 (7): 245-257.

11. Erb-Downward J. R., Thompson D. L., Han M. K., et al. Analysis of the lung microbiome in the 'healthy' smoker and in COPD. PLoS One. 2011; 6: e16384. DOI: 10.1371/journal.pone.0016384.

12. Sze M. A., Dimitriu P. A., Hayashi S., et al. The lung tissue microbiome in chronic obstructive pulmonary disease. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 2012; 10 (185): 1073-1080. DOI: 10.1164/rccm.201111-2075OC.

13. Dicker A. J., Huang J. T. J., Lonergan M., et al. The sputum microbiome, airway inflammation, and mortality in chronic obstructive pulmonary disease. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2021; 147: 158-167. DOI: 10.1016/j.jaci.2020.02.040.

14. Karakasidis E., Kotsiou O. S., Gourgoulianis K. I. Lung and gut microbiome in COPD. Journal of Personalized Medicine. 2023; 5 (13): 804. DOI: 10.3390/jpm13050804.

15. Cabrera-Rubio R., Garcia-Núñez M., Setó L., et al. Microbiome diversity in the bronchial tracts of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Journal of Clinical Microbiology. 2012; 11 (50): 3562-3568. DOI: 10.1128/JCM.00767-12.

16. Pragman A. A., Kim H. B., Reilly C. S., et al. The lung microbiome in moderate and severe chronic obstructive pulmonary disease. PLoS One. 2012; 10 (7): e47305. DOI: 10.1371/journal.pone.0047305.

17. Huang Y. J., Sethi S., Murphy T., et al. Airway microbiome dynamics in exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. Journal of Clinical Microbiology. 2014; 8 (52): 2813-2823. DOI: 10.1128/JCM.00035-14.

18. Hua J.-L., Hu W.-P., Zuo Y.-H., Zhang J. Prevention of acute exacerbation in subjects with moderate-to-very severe COPD by modulating lower respiratory microbiome: protocol of a prospective, multicenter, randomized controlled trial. International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. 2020; 15: 2985-2990. DOI: 10.2147/COPD.S277514.

19. Wang Z., Bafadhel M., Haldar K., et al. Lung microbiome dynamics in COPD exacerbations. European Respiratory Journal. 2016; 4 (47): 1082-1092. DOI: 10.1183/13993003.01406-2015.

20. Mayhew D., Devos N., Lambert C., et al. Longitudinal profiling of the lung microbiome in the AERIS study demonstrates repeatability of bacterial and eosinophilic COPD exacerbations. Thorax. 2018; 5 (73): 422-430. DOI: 10.1136/thoraxjnl-2017-210408.

21. Sun Z., Li Y., Wang Z., et al. Dynamic changes of gut and lung microorganisms during chronic obstructive pulmonary disease exacerbations. The Kaohsiung Journal of Medical Sciences. 2020; 2 (36): 107-113. DOI: 10.1002/kjm2.12150.

22. Li X., Li Y., Mao J., et al. Combination of Chinese and Western medicine optimizes the intestinal microbiota of exacerbated chronic obstructive pulmonary disease in rats. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine. 2021; 2021: 9975407. DOI: 10.1155/2021/9975407.

23. Su L., Qiao Y., Luo J., et al. Characteristics of the sputum microbiome in COPD exacerbations and correlations between clinical indices. Journal of Translational Medicine. 2022; 1 (20): 76. DOI: 10.1186/s12967-022-03281-2.

24. Singh R., Mackay A. J., Patel A. R., et al. Inflammatory thresholds and the species-specific effects of colonising bacteria in stable chronic obstructive pulmonary disease. Respiratory Research. 2014; 1 (15): 114. DOI: 10.1186/s12931-014-0114-1.

25. Barker B. L., Haldar K., Patel H., et al. Association between pathogens detected using quantitative polymerase chain reaction with airway inflammation in COPD at stable state and exacerbations. Chest. 2015; 1 (147): 46-55. DOI: 10.1378/chest.14-0764.

26. Ghebre M. A., Pang P. H., Diver S., et al. Biological exacerbation clusters demonstrate asthma and COPD overlap with distinct mediator and microbiome profiles. Journal of Allergy and Clinical Immunology. 2018; 6 (141): 2027-2036. DOI: 10.1016/j.jaci.2018.04.013.

27. Huang Y. J., Kim E., Cox M. J. и др. A persistent and diverse airway microbiota present during chronic obstructive pulmonary disease exacerbations. OMICS: A Journal of Integrative Biology. 2010; 1 (14): 9-59.

28. Cabrera-Rubio R., et al. Microbiome Diversity in the Bronchial Tracts of Patients with Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Journal of Clinical Microbiology. 2012; 50: 3562-3568.