Динамика вагинального микробиома: ежедневные изменения, влияние менструации, бактериофагов и бактериальных генов

Что нам уже известно по этой теме?

Вагинальная микробиота важна для защиты слизистой, иммунитета и поддержания репродуктивного здоровья. Доминирование видов Lactobacillus, особенно L. crispatus, поддерживает низкий уровень рН и подавляет колонизацию патогенами².

Дисбиоз, определяемый как потеря лактобактерий и избыточный рост анаэробных видов, таких как Gardnerella или Prevotella, связан с повышенным риском бактериального вагиноза (БВ), преждевременных родов³, бесплодия⁴, инфекций, передаваемых половым путем, инфицирования вирусом папилломы человека (ВПЧ) и гинекологических новообразований⁵.

Проведенные исследования свидетельствуют о том, что гормональные колебания, менструация и половые контакты влияют на состав вагинального микробиома⁶. Многие исследования, основанные на редком отборе образцов, не имели достаточного разрешения для оценки краткосрочных колебаний или определения причин перехода от эубиоза к дисбиозу. Вклад вирусной динамики и функциональных генов бактерий оставался малоизученным.

Каковы основные выводы этого исследования?

Это исследование представляет VCD — новую основу для классификации поведения микробиома в течение менструального цикла. В отличие от статических типов микробных сообществ (CST), VCD лучше характеризует устойчивость и уязвимость микробиома, отражая его динамические временные паттерны.

Четыре типа VCD — постоянно эубиотический, постоянно дисбиотический, дисбиоз, связанный с менструацией, и нестабильный дисбиотический — представляют различные профили микробной стабильности.

У женщин с эубиозом доминировали лактобактерии на протяжении всего цикла, тогда как у женщин с дисбиозом сохранялись устойчивые сообщества, характерные для БВ. Менструальный дисбиоз проявлялся временными изменениями, нормализующимися к середине цикла, тогда как в нестабильной группе отмечались резкие колебания после воздействий (например, полового акта), что указывает на выраженную экологическую хрупкость.

Один из ключевых выводов состоит в том, что нестабильность микробиома влагалища ассоциирована с повышенной активностью бактериофагов и высокой распространенностью L. iners. Этот вид бактерий часто связан с переходными или менее устойчивыми состояниями. Высокое содержание фагов может указывать на активные литические циклы, дестабилизирующие доминирующие бактерии по принципу «убей победителя».

У женщин с транзиторным дисбиозом численность потенциальных патогенов, таких как Sneathia spp., увеличивалась во время и после менструации, что свидетельствует об особых периодах уязвимости.

Штаммоспецифический анализ выявил различия в генах бактерий, включая гены бактериоцинов Gardnerella leopoldii, которые способны подавлять лактобактерии. Эти гены чаще ассоциировались с нестабильной и дисбиотической VCD, что указывает на их потенциальную механистическую роль в формировании структуры сообщества. Хотя эти генетические данные нуждаются в подтверждении, они указывают на важность перехода от видовой классификации к пониманию микробных функций и их влияния на здоровье хозяина.

Что это значит для клинической практики?

Исследование подчеркивает необходимость переосмысления подходов к оценке и мониторингу вагинального здоровья в клинике. Признание динамичности вагинальной микробиоты и значительных различий в ее стабильности у женщин влияет на диагностику, оценку рисков и терапевтические стратегии.

Однократный забор образца может не отражать реальное микробное состояние женщины, не выявив значительных колебаний микробиома во время менструального цикла. Клиническим специалистам целесообразно собирать образцы в различные фазы цикла для более точной оценки поведения микробиома, особенно при рецидивирующих симптомах или репродуктивных проблемах.

В данном исследовании очевидны ограничения подходов на основе CST. Две женщины могут иметь совершенно разную VCD: одна — со стабильным эубиозом, другая — с частым дисбиозом. Оценка VCD может обеспечить персонализированные вмешательства, такие как превентивная поддержка для женщин с нестабильными паттернами или скрининг на инфекции в периоды высокого риска (например, после менструации).

Выявление штаммоспецифичных особенностей бактерий и фагоиндуцированной нестабильности открывает возможности для прецизионной медицины. Будущие методы лечения должны воздействовать не только на состав микроорганизмов, но и на их функции, например, образование биопленок или продукцию бактериоцинов. Понимание динамики вагинальных бактериофагов может стать основой новых стратегий стабилизации микробиома.

Рисунок 1. Динамика вагинального сообщества, определяемая долей эубиотических образцов, позволяет классифицировать временные ряды вагинальных образцов на четыре категории.

а. Дерево решений позволяет динамически группировать временные ряды образцов по типам микробных сообществ (CST). Пользователь определяет эубиотические типы CST (здесь: I, II, V) и дни цикла, свободные от влияния менструации (здесь: 9-й–25-й). Временные ряды классифицируются как постоянно эубиотические, если ≥80 % их образцов эубиотические, и как постоянно дисбиотические, если >80 % образцов дисбиотические. Для лиц, у которых 20–80 % образцов эубиотические, проводится повторная оценка в дни без менструации. Если >80 % образцов в эти дни эубиотические, это указывает на дисбиоз, связанный с менструацией; в противном случае — на нестабильное состояние (переход от эубиоза к дисбиозу без четкого временного паттерна). b. Цветовая карта: каждая строка — женщина, каждый столбец — день. Цвет каждого пересечения обозначает CST. Цветные полосы слева показывают динамику вагинального сообщества каждой женщины. с. Дополнительные цветные полосы отражают предполагаемую динамику вагинального сообщества каждой участницы при классификации с меньшим количеством образцов. Воспроизведено из Hugerth LW, et al. Microbiome 2024, 12, 1531 (doi:10.1186/s40168-024-01870-5) under a CC-BY 4.0 license (creativecommons.org/licenses/by/4.0). Рисунок воспроизведен без изменений.

VALODY — инструмент для классификации VCD на основе CST VALENCIA — доступен на GitHub: https://github.com/ctmrbio/valody.