ДИСБИОЗ РЕСПИРАТОРНОГО ТРАКТА КАК ПРЕДИКТОР ТЯЖЕСТИ ТЕЧЕНИЯ И ДЛИТЕЛЬНЫХ ОСЛОЖНЕНИЙ ВНЕБОЛЬНИЧНОЙ ПНЕВМОНИИ: РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОСПЕКТИВНОГО КОГОРТНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Аннотация. Введение: Внебольничная пневмония (ВП) остается ведущей инфекционной причиной смертности. Роль дисбиоза респираторного микробиома (нарушения состава и функции бактериального сообщества) в патогенезе тяжелого течения и отдаленных последствий ВП изучена недостаточно. Цель исследования: оценить связь особенностей назофарингеального и бронхоальвеолярного микробиома при госпитализации с риском развития тяжелого течения ВП, фиброзирующих осложнений и функционального снижения через 6 месяцев.

Методы: В проспективное обсервационное исследование включено 145 пациентов, госпитализированных с ВП. При поступлении проводился забор образцов: мазок из носоглотки (НФ) и бронхоальвеолярный лаваж (БАЛ, у 98 пациентов). Методом высокопроизводительного секвенирования гена 16S рРНК определен таксономический состав микробиоты. Пациенты стратифицированы по тяжести (шкала CURB-65, необходимость в ИВЛ). Оценка через 6 месяцев включала КТ грудной клетки (для выявления остаточных изменений/фиброза) и спирометрию.

Результаты: Тяжелое течение ВП (CURB-65 ≥3) развилось у 42 (29%) пациентов. Ключевым предиктором тяжести явилось снижение альфа-разнообразия (индекс Шеннона) в микробиоме БАЛ (2.1±0.4 в тяжелой группе vs 3.5±0.6 в легкой/среднетяжелой, p<0.001) и смещение его состава (бета-разнообразие, p=0.002) в сторону доминирования семейств Streptococcaceae и Staphylococcaceae при снижении численности комменсалов родов Prevotella, Veillonella, Fusobacterium. В назофарингеальном микробиоме тяжелых пациентов отмечалось повышение относительной численности Corynebacterium и снижение Dolosigranulum. Многофакторный регрессионный анализ показал, что индекс Шеннона в БАЛ <2.5 являлся независимым предиктором тяжелого течения (OR=5.8, 95% ДИ 2.1-15.9, p=0.001). Через 6 месяцев остаточные фиброзные изменения на КТ выявлены у 28 (19%) пациентов, а снижение ОФВ1 ≥10% от должного – у 35 (24%). Эти осложнения были достоверно ассоциированы с исходно низким разнообразием микробиома БАЛ и высоким относительным содержанием Streptococcus pneumoniae и Staphylococcus aureus в сообществе. Заключение: Дисбиоз нижних дыхательных путей, характеризующийся обеднением таксономического разнообразия и сдвигом в сторону протеобактерий и фирмикутов, является независимым предиктором тяжелого течения ВП и развития длительных фиброзирующих осложнений с нарушением легочной функции. Микробиом дыхательных путей может служить новым прогностическим биомаркером и потенциальной терапевтической мишенью.

Ключевые слова: внебольничная пневмония, респираторный микробиом, дисбиоз, бронхоальвеолярный лаваж, фиброз легких, исход, 16S рРНК секвенирование.

Введение

Внебольничная пневмония (ВП) представляет собой глобальную медико-социальную проблему, сохраняя высокие показатели заболеваемости, госпитализации и смертности [1]. Традиционно фокус исследований и клинической практики был сосредоточен на патогенности конкретного инфекционного агента (чаще Streptococcus pneumoniae) и состоянии макроорганизма. Однако с развитием методов молекулярной генетики стало очевидно, что дыхательные пути здорового человека не стерильны, а населены сложным бактериальным сообществом – респираторным микробиомом, выполняющим важные защитные, метаболические и иммуномодулирующие функции [2]. Нарушение равновесия в этом сообществе – дисбиоз – характеризуется снижением микробного разнообразия, утратой комменсальных бактерий и избыточным ростом потенциально патогенных таксонов. Дисбиоз ассоциирован с хроническими респираторными заболеваниями (ХОБЛ, бронхиальная астма, муковисцидоз) [3]. В контексте острой инфекции, такой как ВП, возникает «порочный круг»: инфекционный агент может индуцировать дисбиоз, а исходное нарушение микробного гомеостаза, в свою очередь, может определять восприимчивость к инфекции, характер воспалительного ответа и, как следствие, тяжесть течения заболевания [4]. При этом практически не изучена роль дисбиоза как предиктора не только острой фазы, но и длительных осложнений ВП, таких как формирование постинфекционного пневмофиброза и стойкое снижение функции легких, что существенно влияет на качество жизни пациентов [5].

Цель исследования: методом проспективного наблюдения изучить связь между особенностями состава микробиоты верхних (носоглотка) и нижних (бронхоальвеолярный лаваж) дыхательных путей на момент госпитализации по поводу ВП с риском развития тяжелого течения заболевания, а также с частотой остаточных фиброзных изменений и нарушений вентиляционной функции легких через 6 месяцев после перенесенной пневмонии.

Материалы и методы. Дизайн и пациенты. В одноцентровое проспективное когортное исследование включены 145 пациентов в возрасте от 18 до 85 лет, госпитализированных в пульмонологическое отделение с диагнозом ВП (верифицированным по критериям IDSA/ATS) в период с 2021 по 2023 гг. Критерии исключения: иммуносупрессия, активный туберкулез, первичный фиброз легких, госпитализация в предшествующие 90 дней.

Сбор клинических данных и образцов. При поступлении (в первые 24 часа) у всех пациентов взяты мазки из носоглотки (НФ). Бронхоальвеолярный лаваж (БАЛ) выполнен 98 пациентам по клиническим показаниям (неэффективность стартовой терапии, подозрение на атипичную флору) с согласия пациента. Тяжесть ВП оценивалась по шкалам CURB-65 и PSI. Группу тяжелого течения составили пациенты с CURB-65 ≥3 и/или нуждавшиеся в респираторной поддержке (ИВЛ, ВВЛ). Микробиологический анализ. Выделение ДНК проводили из образцов НФ и БАЛ. Таксономический анализ микробиоты выполняли путем секвенирования гена 16S рРНК (V3-V4 регион) на платформе MiSeq (Illumina). Данные обрабатывали в пакетах QIIME2 и R (пакет phyloseq). Оценивали альфа-разнообразие (индексы Шеннона, Чао1) и бета-разнообразие (взвешенный индекс UniFrac).

Оценка отдаленных последствий. Через 6 месяцев (±2 недели) пациенты приглашены на контрольное обследование, включавшее: 1) мультиспиральную компьютерную томографию (МСКТ) грудной клетки с оценкой остаточных изменений (линейный/сетчатый фиброз, «сотовое легкое», тракционные бронхоэктазы) по шкале Warrick; 2) спирометрию с определением ОФВ1, ФЖЕЛ.

Статистический анализ. Для сравшения групп использовали U-критерий Манна-Уитни, точный критерий Фишера, PERMANOVA для бета-разнообразия. Связь показателей микробиома с исходами оценивали с помощью многофакторной логистической регрессии с поправкой на возраст, курение и индекс коморбидности (CCI). Уровень значимости p<0,05.

Результаты. Клинические характеристики. Из 145 пациентов тяжелое течение ВП зафиксировано у 42 (29%). Средний возраст в этой группе был выше (68±12 лет против 58±14 лет, p=0,003). Летальность в стационаре составила 8% (n=12), все случаи в группе тяжелого течения.

Микробиом и тяжесть острого периода. Альфа-разнообразие (индекс Шеннона) микробиоты БАЛ было достоверно ниже у пациентов с тяжелой ВП (2.1±0.4 против 3.5±0.6, p<0.001). Анализ бета-разнообразия (PERMANOVA) показал значимое различие в структуре сообществ между группами (R²=0,08, p=0,002). В микробиоме БАЛ тяжелых пациентов доминировали представители семейств Streptococcaceae (главным образом S. pneumoniae, 45±18% от относительной численности) и Staphylococcaceae (12±7%), тогда как доля комменсальных родов Prevotella, Veillonella и Fusobacterium была минимальна (<5% в сумме). В назофарингеальном микробиоме также выявлены различия: у тяжелых пациентов была повышена численность Corynebacterium и снижена Dolosigranulum. Многофакторный анализ подтвердил, что индекс Шеннона в БАЛ <2.5 (скорректированный OR=5.8, 95% ДИ 2.1-15.9, p=0,001) и относительная численность S. pneumoniae в НФ >30% (OR=3.2, 95% ДИ 1.4-7.5, p=0,007) являются независимыми предикторами тяжелого течения.

Микробиом и отдаленные осложнения. На контрольный визит явились 115 из 133 выживших пациентов (86%). Остаточные фиброзные изменения на КТ (оценка по Warrick ≥7) выявлены у 28 пациентов (24% от прошедших контроль). Стойкое снижение ОФВ1 ≥10% от должного зафиксировано у 35 пациторов (30%). Оба исхода были значимо ассоциированы с исходными показателями дисбиоза: низким индексом Шеннона в БАЛ (p<0,01 для фиброза, p<0,05 для ОФВ1) и высокой относительной численностью S. pneumoniae и S. aureus в микробном сообществе БАЛ при поступлении. Заключение. Дисбиоз нижних дыхательных путей, характеризующийся снижением таксономического разнообразия и доминированием Streptococcus pneumoniae и Staphylococcus aureus, является независимым предиктором тяжелого течения внебольничной пневмонии и развития отдаленных фиброзирующих осложнений со снижением легочной функции. Назофарингеальный микробиом также содержит прогностически значимые сигнатуры. Респираторный микробиом представляет собой новый перспективный биомаркер для стратификации риска и потенциальную терапевтическую мишень в комплексном ведении пациентов с ВП.