Бактериальный вагиноз (БВ) является одной из наиболее частых причин патологических вагинальных выделений у женщин репродуктивного возраста. В настоящее время уже не вызывает сомнений то, что БВ связан с нарушением состояния женской репродуктивной системы как в гинекологической, так и в акушерской практике.
Общепризнанным является тот факт, что БВ-дисбиотическое состояние микробиоты влагалища, характеризующееся усиленным ростом облигатно- и факультативно- анаэробных микроорганизмов (Gardnerella vaginalis (G.vaginalis), Atopobium vaginae (A. vaginae), Bacteroides spp., Prevotella spp., Mobiluncus spp., Mycoplasma hominis) во влагалище, в результате чего происходит замещение лактобацилл условно-патогенными микроорганизмами (УПМ) и повышается pH влагалища [1].
По данным мировой литературы выявлено, что микробиота открытых полостей человека (урогенитальный, кишечный, респираторный тракты) представляет собой единый комплекс, однако механизмы взаимодействия микроорганизмов вышеуказанных ниш и макроорганизма до настоящего времени до конца не изучены, и представляют собой предмет интереса со стороны ученых [2].
В последнее время выдвигается гипотеза о том, что переход от преобладания лактобацилл вагинальной микрофлоры к микрофлоре, характерной для БВ, а также различные варианты течения заболевания у разных женщин связаны с нарушениями врожденного иммунитета, одной из причин которых могут служить генетические вариации, в частности однонуклеотидные полиморфизмы (SNPs), в генах, кодирующих различные звенья иммунной системы.
Представители микробиоты влагалища в аспекте развития бактериального вагиноза
Репродуктивное здоровье женщины во многом зависит от микробиоты влагалища. Здоровая микробиота влагалища, как правило, характеризуется низким pH в интервале 3,8–4,5 и низким уровнем видового разнообразия микроорганизмов и состоит из облигатных бактерий, представленных в основном Lactobacillus spp. и УПМ, численность которых составляет 3–5% от общего количества микроорганизмов микробиоценоза влагалища [1]. Основным субстратом для существования Lactobacillus spp. является гликоген. В процессе жизнедеятельности Lactobacillus spp. гликоген преобразуется в молочную кислоту, которая поддерживает pH среды на низком уровне, что препятствует чрезмерному росту УПМ [1]. Насыщенность эпителия влагалища гликогеном зависит от эстрогенов. Также Lactobacillus spp. вырабатывают перекись водорода и антимикробные вещества, что способствует поддержанию баланса в микробиоте влагалища [3]. Lactobacillus spp. по определению являются микроаэрофилами, при этом перекись водорода, вырабатываемая многими видами лактобацилл, способствует детоксикации кислорода [4]. Некоторые авторы отводят молочной кислоте ключевую роль в поддержании нормальных значений pH влагалища [5]. Защитная роль таких антимикробных продуктов, как лактацин В и лактоцидин, четко не установлена [3].
На сегодняшний день известно более 100 видов лактобацилл, в микробиоте влагалища наиболее часто встречаются 4 вида, относящиеся к комплексу L.acidophilus: L.crispatus, L.gasseri, L.jensenii, L. iners [4].
Эпителиальные клетки влагалища образуют почти исключительно L-изомер молочной кислоты, в то время как Lactobacilli spp. способны продуцировать как L-, так и D-изомер молочной кислоты [6]. Протективные свойства L-изомера молочной кислоты заключаются в снижении концентрации БВ- ассоциированных бактерий, активации Т-хелперов 17-го типа; индукции выработки гамма-интерферона [7]. Образование D-молочной кислоты некоторыми видами Lactobacilli способствует защите от проникновения бактерий в верхние отделы полового тракта за счет снижения концентрации индуктора внеклеточных матриксных металлопротеиназ, уровня MMP-8 и сохранения барьерной функции внутреннего зева шейки матки [7]. Было продемонстрировано, что у пациенток с преобладанием L. iners в микробиоте влагалища концентрация D-молочной кислоты была значительно ниже по сравнению с пациентками с преобладанием L. crispatus. [8]. Несмотря на то, что L. iners могут присутствовать в микробиоте влагалища достаточно часто, некоторыми авторами выдвигается теория о том, что L. iners играют роль в развитии БВ [9, 10]. L. iners способен адаптироваться к повышенным значениям pH вагинальной среды, не продуцирует D-молочную кислоту и перекись водорода, которые необходимы для поддержания нормоценоза влагалища [11], по сравнению с L. crispatus, которая продуцирует D- и L-молочную кислоты, перекись водорода и определяется чаще среди женщин со здоровой микробиотой влагалища [12]. L.iners также продуцирует инеролизин-цитолитический токсин, схожий с вагинолизином G.vaginalis [5].
Выявлено, что в 90% случаев у женщин с диагнозом БВ в микробиоте влагалища определяется G. vaginalis, как в виде моновозбудителя данного состояния, так и в составе ассоциаций микроорганизмов [13]. Однако, G.vaginalis также может встречаться в микробиоте влагалища здоровых женщин [14]. J.R. Schwebke отводит G. vaginalis роль основного патогена, который проявляет свои вирулентные свойства в присутствии других микроорганизмов, создавая условия для колонизации влагалища другими патогенами [15]. G. vaginalis – очень разнообразный вид как фенотипически, так и генотипически. Штаммы G. vaginalis, имея разницу в некоторых генах, отличаются факторами вирулентности, такими как адгезия, синтез вагинолизина и сиалидазы, способность к образованию биопленок [11]. Вагинолизин – белковый токсин, относится к группе холестерин-зависимых цитолизинов, порообразующая активность которого зависит от CD59 клетки человека, а также уровня pH. Вагинолизин активируется в вагинальной среде с повышенным уровнем pH (>4,5). Секретируясь в виде растворимых мономеров цитотоксин связывается с мембранами клеток-хозяев и образует большие круговые олигомерные комплексы на поверхности мембраны. Начальным этапом формирования водных пор является связывание вагинолизина с мембраной эукариотической клетки с использованием холестерина в качестве рецептора [16]. Также вагинолизин способен индуцировать продукцию IL-8 эпителиоцитами, вызывая иммунопатологические проявления при БВ. Этот хемокин играет существенную роль в начальном этапе адгезии G. vaginalis к эпителиальным клеткам влагалища, обеспечивая проницаемость вагинального эпителия, в том числе для вирионов ВИЧ [17].
Также к факторам вирулентности G. vaginalis относится сиалидаза – фермент, воздействующий на поверхностные комплексы клеток слизистых оболочек, в частности, клеток эпителия влагалища и высвобождающий сиаловые кислоты [18]. Сиаловые кислоты играют важную роль в процессах воспаления, канцерогенеза, участвуют в адгезии патогенов на эпителиоцитах влагалища и образовании биопленок [19]. Есть данные о способности сиаловой кислоты «камуфлировать» маннозные антигены на поверхности УПМ от маннозосвязывающего лектина (MBL), в результате чего блокируется активация комплемента. А MBL, как известно, способствует связыванию эпителиальных клеток влагалища и бактерий (образованию «ключевых клеток»), препятствуя дальнейшему проникновению микроорганизмов из влагалища к внутренним половым органам [20].
В результате воздействия фермента расщепляется защитный слой слизи во влагалище, способствуя протеолизу врожденных иммунных факторов, таких как секреторный IgA [21]. Несмотря на то, что у пациенток с БВ наблюдается выраженная активность сиалидазы [22], в 2016 г. было продемонстрировано, что при наличии гена, кодирующего сиалидазу в геноме микроорганизма не всегда прослеживается активность этого фермента [23]. Существует мнение о том, что ген сиалидазы экспрессируется при наличии сиаловой кислоты на эпителиальных клетках влагалища, которая выступает в качестве индуктора. Некоторыми авторами высказывается мнение о том, что для активации гена требуется определенная концентрация G. vaginalis [19].
Другим фактором вирулентности G. vaginalis являются биопленки. Наиболее плотные биопленки создает G. vaginalis по сравнению с A. vaginae, Megasphera spp., Porphyromonas assaccharolytica, Сlostridium phylum, Megasphaera, Leptotrichia [24]. Обнаружено, что биопленка при БВ содержит G. Vaginalis в 82% случаях, A. Vaginae в 54%. При наличии A. Vaginae присутствие G. Vaginalis выявляется в 99,5% образцов, в этом случае тяжесть БВ максимальна [25]. Отмечено, что G. vaginalis формирует in vitro значительно более сильные биопленки также в присутствии Fusobacterium nucleatum или Prevotella bivia [4]. В этом случае возникает небходимость дополнительного назначения препаратов, обладающих антибиопленочной активностью. Однако было продемонстрировано, что способностью формировать биопленки обладают определенные штаммы G. vaginalis, в некоторых случаях они могут находиться и вне биопленок [26].
Таким образом, разнообразие факторов вирулентности в зависимости от принадлежности к тому или иному штамму, позволяет предположить наличие патогенных и непатогенных G. Vaginalis [27].
В 2015 г. в своем исследовании Castro сравнивал штаммы G.vaginalis, ассоциированные с БВ, со штаммами, не ассоциированными с БВ и пришел к выводу, что БВ-ассоциированные изоляты обладали более высоким вирулентным потенциалом с более высоким уровнем индекса образования биопленок и более высокой способностью вызывать вытеснение вагинальных лактобацилл с клеток вагинального эпителия по сравнению с БВ-неассоциированными изолятами [28]. В 2014 г. на базе ФГБУ «НМИЦ АГП им. В.И. Кулакова» Минздрава России проведено исследование, в результате которого были выявлены 3 генотипа G.vaginalis, ассоциированные с БВ. Все 3 генотипа имели различные нуклеотидные последовательности спейсерного участка между генами 16S- и 23S-рРНК и отличались по патогенному потенциалу, течению БВ и терапевтическому подходу. Установлено, что штаммы, относящиеся к I генотипу были выделены у пациенток с БВ, имеющим наиболее яркую клиническую картину и рецидивирующее течение, штаммы III генотипа встречались у пациенток с яркой клинической симптоматикой, но без зарегистрированных случаев рецидива за последний год, в то время как у пациенток с бессимптомным течением процесса выявлялись штаммы II генотипа [14].
Несмотря на вышеизложенное, в целом ряде исследований продемонстрировано, что у 7–33% здоровых пациенток наблюдается существенное снижение количества лактобацилл в микробиоте влагалища. В этом случае происходит замещение лактобацилл другими микроорганизмами, способными вырабатывать молочную кислоту такими, как A. vaginae, Megasphaera, Leptotrichia и др., в связи с чем влагалищное pH остается в пределах нормы и данная категория пациенток не предъявляет жалоб. Такой вид микробиоты влагалища при отсутствии симптомов некоторыми авторами считается здоровым [29].
Вследствие этого, очевидно, что не все микроорганизмы, ассоциированные с БВ, могут приводить к развитию заболевания. Реализация процесса зависит не только от видовой принадлежности микроорганизма, но и от состояния самого макроорганизма, в частности, качественно-количественного состава микробиоты других локализаций, состояния врожденного иммунитета.
Микробиота кишечника
В последние годы многими учеными формируется представление о человеческом организме как о «сверхсистеме», обмен веществ в которой обеспечивается слаженной работой ферментной системы, кодируемой как геномом макроорганизма, так и геномом микробиоты различных локализаций [29].
Микробиота кишечника включает в себя около 1000 видов бактерий. Суммарный геном этих микроорганизмов содержит миллионы генов, в то время как геном человека представлен 20000–25000 генами. Очевидно, что такое огромное сообщество, способное продуцировать собственные метаболиты, влияет на макроорганизм путем воздействия на метаболический гомеостаз, на иммунную, эндокринную, нервную систему. По последним данным нарушения в микробиоте кишечника играют важную роль в формировании психических расстройств, когнитивных нарушений, аутизма. [30]. Дисбиоз различных локализаций ассоциирован с развитием инфекционно-воспалительных заболеваний различных органов [31]. Наиболее распространенными представителями микробиоты кишечника здоровых женщин репродуктивного возраста являются представители рода Bifidobacterium, Lactobacillus, Propionibacterium, Peptostreptococcus, Eubacterium, Bacteroides. Также в меньшем количестве могут встречаться представители рода Escherichia, Enterococcus, Staphylococcus, Proteus, дрожжеподобные грибы [32]. При этом существует мнение, что в 50% случаев выявленный БВ ассоциирован с дисбактериозом кишечника. Данная взаимосвязь позволяет сделать вывод, что микробиом человека представляет собой единый комплекс; при дисбиозе качественно-количественные нарушения преобладают либо в урогенитальном, либо в пищеварительном тракте [33].
Известно, что качественные изменения рациона могут влиять на соотношение микроорганизмов различных ниш макроорганизма [34]. В результате животных или растительных диет наблюдаются значительные изменения микробиоты кишечника. При грудном вскармливании за счет фукозилированных олигосахаридов, содержащихся в грудном молоке, в микробиоте кишечника чаще преобладают Bifidobacterium longum и некоторые видов Bacteroides, при одновременном снижении концентраций Escherichia coli (E. coli) и Clostridium perfringens [31]. Также имеются данные о взаимосвязи микроэлементов и БВ. Показано, что женщины с минимальным потреблением бетаина более склонны к развитию БВ [35]. Известно, что женщины со сниженным уровнем железа в сыворотке крови и недостаточностью витамина D более подвержены развитию БВ. Низкий уровень бета-каротина, витаминов A, В, С, E, фолатов также связан с развитием БВ [36].
На дисбиотическое состояние микробиоты различных ниш человека влияет нарушение жирового обмена. Сollado et al. в своем исследовании показали значительные различия в составе микробиоты в зависимости от прибавки веса и индекса массы тела во время беременности [37]. Обнаружено, что в I триместре беременности при наличии избыточного веса значительно увеличивалось количество Bacteroides, Staphylococcus aureus, а количество Clostridium histolyticum снижалось. Также было продемонстрировано, что патологическая прибавка в весе способствовала снижению Bifidobacterium [38].
В резолюции CDI продемонстрировано, что одним из способов воздействия на микробиом кишечника может быть способ фекальной трансплантации. Фекальный трансплантат состоит из жидкой суспензии кала, вводимой в толстую кишку реципиента. Таким образом, бактерии и метаболиты способны модулировать как местное микробное сообщество, так и микробиоту влагалища путем воздействия на иммунную систему. Указанный способ также позволяет вводить скоррегированную бактериальную взвесь, состоящую исключительно из выбранных и необходимых видов бактерий для индивидуального терапевтического подхода. Учитывая последние литературные данные, выявлена взаимосвязь между специфическими паттернами кишечных бактерий и такими заболеваниями женской репродуктивной системы, как эндометриоз, синдром поликистозных яичников [39]. Таким образом, воздействие на состав микробиоты кишечника может являться потенциальной возможностью профилактики и терапии ряда заболеваний [40].
Врожденный иммунитет при бактериальном вагинозе
На сегодняшний день ученым удалось ответить на многие вопросы при изучении патогенеза БВ, однако остается неясным, почему происходит дисбаланс в микробиоте влагалища, почему большинство женщин с БВ имеют очень слабую иммунную ответную реакцию без выраженных признаков воспаления, можно ли считать микробиоту влагалища, характеризующуюся замещением лактобацилл УПМ, при отсутствии клинических проявлений нормой. Именно поэтому в последнее время все большее внимание уделяется роли врожденного иммунитета как в развитии БВ, так и в прогнозировании течения заболевания.
Существенное влияние на микробиоту влагалища оказывают полиморфизмы генов иммунной системы, которые определяют индивидуальную способность продуцировать про- и противомикробные факторы. Врожденная иммунная система влагалища представлена растворимыми факторами, такими как толл-подобные рецепторы (TLR), маннозосвязывающий лектин (MBL), дефензины, ингибитор секреторной протеазы лейкоцитов, оксид азота, фагоциты и др. Важным компонентом местной иммунной защиты влагалища являются цитокины. Цитокины представляют собой небольшие растворимые белковые молекулы, которые служат медиаторами воспаления. Они продуцируются различными клетками и присутствуют в вагинальном секрете в виде ряда провоспалительных (ФНО-α, IL-1β, IL-6, IL-8, IL-12) и противовоспалительных (IL-4, IL-10, TGFβ) цитокинов [41].
Известно, что при взаимодействии микроорганизмов с TLR происходит активация клеточного иммунного ответа. После активации рецептора индуцируется синтез провоспалительных цитокинов/хемокинов, интерферонов, которые способствуют индукции определенных генов, что впоследствии определяет воспалительный ответ клетки. TLR4 отвечают за распознавание липополисахаридов мембранных компонентов грамотрицательных бактерий, в то время как TLR2 ответственны за распознавание липопротеинов и пептидогликанов мембранных компонентов грамположительных бактерий. Были получены данные, демонстрирующие, что у пациенток с полиморфизмами в генах TLR4 и TLR2 наблюдается угнетение активности рецепторов, изменение статуса врожденного местного иммунитета, в результате чего увеличивается частота развития БВ [42, 43]. Также есть данные о том, что полиморфизм генов IL1β, IL-6 связан с повышенным риском развития БВ [44]. Кортикотропин-рилизинг-гормон (CRH) участвует в ответной реакции организма на стресс и регулирует воспалительные иммунные реакции. Установлено, что полиморфизмы генов, кодирующих белок, связывающий CRH-BP, CRH и рецептор 2 – CRH-R2 также ассоциированы с развитием БВ [45]. Такие полиморфизмы варьируются между расовыми группами и могут объяснять различия видового состава микробиоты между отдельными популяциями.
Но несмотря на описанные изменения местного иммунитета вследствие полиморфизма генов, существуют данные и об обратном контроле. Метаболиты, продуцируемые многими вагинальными бактериями могут оказывать влияние на вагинальный иммунный статус: БВ-ассоциированные анаэробы продуцируют летучие амины (путресцин, кадаверин и др.), сукцинат, сиалидазы и иммуномодулирующие вещества, такие как липополисахариды, липотейхоидные кислоты и пептидогликаны, оказывающие влияние на цитокины и другие иммунные реакции [46]. Ацидофильная микрофлора может также регулировать уровень иммунного ответа [29]. Известно, что естественными стимуляторами местного иммунитета могут выступать лактобациллы, которые способствуют выработке клетками эпителия влагалища комплемента, лизоцима, секреторного IgA. Но в некоторых случаях сиалидаза, протеолитические ферменты, вырабатываемые УПМ, расщепляют IgA и IgM, тем самым снижая местную иммунную защиту [47].
Известно, что при БВ отсутствует воспалительная реакция, иммунный ответ снижен [48]. Однако результаты исследований показывают, что у некоторых видов бактерий, ассоциированных с БВ, имеется высокий провоспалительный потенциал. Выявлено, что самые высокие уровни интерлейкинов IL-6 и IL-8 наблюдаются у пациенток с БВ, ассоциированным с A. vaginae или G. vaginalis [49]. Одним из факторов, снижающих уровень продукции IL-8, а, следовательно, и провоспалительный потенциал, является сиалидаза, продуцируемая анаэробами, что приводит к отсутствию воспаления и лейкоцитарной реакции при БВ [50].
Кроме того, существуют данные, демонстрирующие, что при БВ микроорганизмы могут инактивировать TLR, в результате чего происходит снижение активности провоспалительных факторов иммунитета и наблюдается рост микроорганизмов, ассоциированных с БВ без выраженной воспалительной реакции [42]. Снижение экспрессии TLR происходит за счет активации иммуносупрессивных противовоспалительных цитокинов, таких как IL-10, а также за счет непосредственного взаимодействия патоген-ассоциированной молекулярной структуры с TLR [51].
Продукты деградации, такие как протеазы, а также ненасыщенные жирные кислоты, которые образуются во влагалище под действием бактерий, ассоциированных с БВ, способны блокировать локальную активацию TLR2 и TLR4 и в дальнейшем препятствовать развитию эффективного иммунного ответа, что может быть одной из причин размножения микроорганизмов, характерных для БВ [51].
Анализ данных литературы показал, что БВ – это многоаспектное заболевание, являющееся результатом взаимодействия между микробиотой, генотипом женщины и другими факторами риска, которые приводят к симптоматическому течению БВ. Можно сделать вывод, что местный врожденный иммунитет – это первая линия защитной системы, реагирующая на микроорганизмы и активирующая адаптивный иммунитет. В свою очередь, активация адаптивных иммунных реакций также влияет на врожденный иммунитет, что приводит к уничтожению патогенных микроорганизмов. Это подчеркивает ключевую роль врожденного иммунитета, нарушение которого может привести к иммунной дисфункции и повышенной восприимчивости к инфекциям. У женщин, несмотря на наличие нарушения состава микробиоты влагалища, могут отсутствовать симптомы заболевания. Бессимптомные случаи могут быть обусловлены правильным функционированием как врожденной, так и адаптивной иммунной системы, что обеспечивает защиту от различных механизмов вирулентности представителей УПМ, и, вероятно, таких женщин следует рассматривать как здоровых. Симптоматические случаи могут характеризоваться нарушением функций врожденного иммунитета, что увеличивает шансы успешного воздействия факторов вирулентности микроорганизма и создает благоприятную почву для его репликации. Одной из причин нарушения функции врожденного иммунитета может быть полиморфизм генов факторов врожденного иммунитета, в частности TLR. Показано, что генетические вариации играют важную роль в том, как женщина реагирует на изменения состава микробиоты влагалища, регулируя течение процесса и клинический исход.
Заключение
Таким образом, изучение генетического профиля врожденного иммунитета женщин позволяет предположить, что симптоматические/бессимптомные случаи БВ, а также вероятность рецидивирования процесса частично или полностью обусловлены генетическими вариациями; наличие симптоматического БВ, по-видимому, в большей степени зависит от факторов хозяина, чем от самих представителей УПМ.
