Астма и микробиота дыхательных путей: тесная взаимосвязь

Многие годы ошибочно полагали, что дыхательная система у здорового человека стерильна. Однако было доказано, что в легких обитает множество бактерий. Исследования все чаще указывают на вовлеченность этих бактерий в развитие астмы. Целью этих исследований является поиск новых путей терапевтического воздействия.

В последнее время множество исследований было посвящено изучению кишечной микробиоты, в то время как к другим микробным сообществам (дыхательной системы в том числе) ученые не проявляли достаточный интерес. И это неудивительно! Считая дыхательную систему стерильной, ученые исключили ее из сферы своих исследований. Это заблуждение было развенчано в 2010 году после использования передовых методик генетического анализа1 : с тех пор было установлено, что в бронхах и легких здорового человека обитает настоящая бактериальная флора (состоящая преимущественно из протеобактерий, фирмикутов и бактероидов), которая защищает их от развития инфекций и аллергии. Подобно кишечной микрофлоре, флора дыхательных путей также взаимодействует с иммунной системой. Это открытие явилось серьезным шагом в понимании значимости микробиоты дыхательных путей, роль которой в иммунитете дыхательной системы еще плохо изучена. В целом, изучать микробиоту дыхательных путей достаточно сложно изза непостоянства состава, которое зависит от качества и типа образца (мокрота, аспират, смыв бронхоальвеолярного лаважа...).

Задействовано много факторов

С рождения2 микробиота формируется под воздействием многих факторов: климат, географическое местонахождение, естественная среда обитания, соседство с сельскохозяйственными или домашними животными, способ родоразрешения, прием антибиотиков в возрасте до двух лет. К этому списку можно добавить прием антибиотиков матерью в период до двадцать первой недели беременности и питание... В целом, улучшение жизни в развитых странах спасает многие жизни, однако с другой стороны, способствует прогрессированию астмы3 . Совершенствование гигиены, в частности, препятствует созреванию иммунной системы из-за ограниченного контакта с микроорганизмами. Для более детального изучения влияния микробиоты дыхательных путей на иммунную систему и проявления бронхиальной астмы ученые моделировали дисбаланс микробной флоры (известный как дисбиоз) у новорожденных мышей посредством воздействия аллергенов в самом раннем возрасте4 (в данном случае – пылевые клещи). В результате последовало нарушение развития и расстройство функций иммунной системы. Эти две причины обусловливали появление более или менее длительной бронхиальной астмы аллергической природы.

Микробиота и тяжесть заболевания

Несмотря на то, что полученные результаты не стоит напрямую интерпретировать в отношении человека, известно, что колонизация отдельными бактериями в возрасте до 1 года может вызвать развитие у ребенка астмы или как минимум стойкой бронхолегочной обструкции5 . Согласно данным других исследований6 , микробиота дыхательных путей здорового человека отличается от микробиоты астматиков как по количеству, так и по разнообразию (а именно отмечается уменьшение числа бактероидов и увеличение числа протеобактерий у астматиков). Это зависит от тяжести астмы, которая может быть легкой, средней и тяжелой. Неожиданностью оказалось то, что, в отличие от наблюдений при других заболеваниях, у пациентов с бронхиальной астмой средней тяжести микробиота дыхательных путей представлена большим количеством и имеет большее разнообразие, чем у здорового человека. Микрофлора больного тяжелой формой астмы с сопутствующей тяжелой бронхиальной обструкцией оказалась менее разнообразной, чем микрофлора такого же больного, но без бронхиальной обструкции. Пока еще остается невыясненной взаимосвязь между микробиотой и обострением астмы (пролонгированная атака), часто обусловленной вирусной инфекцией.

Новые терапевтические методики

Установленная причинно-следственная связь между дисбалансом микробиоты дыхательных путей и развитием астмы даже с учетом того, что до сих пор не известно, является ли дисбиоз причиной или следствием, открывает новые возможности для решения этой проблемы. Это будет способствовать разработке новых стратегий профилактики и лечения этого заболевания, которое, по данным ВОЗ, в неполной мере диагностируется и лечится7 . В особенности это касается старшего возраста, когда заболевание развивается в возрасте после шестидесяти лет. Обусловленные возрастом сопутствующие расстройства затрудняют диагностику8 . Пребиотики совместно с пробиотиками, взаимодействующими с кишечной микрофлорой, могут быть использованы для регулирования иммунного ответа несмотря на то, что вопросы взаимоотношения этих двух микробиот еще подлежат изучению. Антибактериальная терапия или даже трансплантация микробиоты дыхательных путей наподобие успешной трансплантации кишечной микробиоты может способствовать сохранению и/или восстановлению флоры дыхательных путей и предотвращению или ограничению темпов развития астмы. Эти идеи требуют подтверждения в ходе дальнейших исследований, однако возможности, открывающиеся при этом, выглядят многообещающе.

Allergie-Asthma-RU-image-1

1 Madan JC, Koestler DC, Stanton BA, et al. Serial analysis of the gut and respiratory microbiome in cystic fibrosis in infancy: interaction between intestinal and respiratory tracts and impact of nutritional exposures. mBio 2012;3
2 Gillilland 3rd MG, Erb-Downward JR, Bassis CM, et al. Ecological succession of bacterial communities during conventionalization of germ-free mice. Appl Environ Microbiol 2012;78:2359—66
3 Barnig C, Martin C. Asthma and the microbiome. Revue des Maladies Respiratoires (2018) 35, 103—115
4 Gollwitzer ES, Saglani S, Trompette A, et al. Lung microbiotapromotes tolerance to allergens in neonates via PD-L1. Nat Med2014;20:642—7
5 Bisgaard H, Hermansen MN, Buchvald F, et al. Childhood asthma after bacterial colonization of the airway in neonates. N Engl J Med 2007;357:1487—95
6 Hilty M, Burke C, Pedro H, et al. Disordered microbial communities in asthmatic airways. PloS One 2010;5:e8578
7 http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs307/fr/
8 Di Lorenzo G., Di Bon D. et al. Immunological and nonimmunological mechanisms of allergic diseases in the elderly: biological and clinical characteristics. Immunity & Ageing (2017) 14:23 DOI 10.1186/s12979-017-0105-4