Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI167710.15789/2220-7619-CCO-1677ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleComparative characteristics of the nasal mucosa microflora at different level of allergic inflammation in the respiratory tractСравнительная характеристика микрофлоры слизистой оболочки носа при различном уровне аллергического воспаления дыхательных путейLazarevaAnna M.ЛазареваАнна Михайловна
Russian Federation

PhD (Medicine), Junior Researcher, Laboratory of Clinical Pathophysiology

к.м.н., младший научный сотрудник лаборатории клинической патофизиологии

nuraaa@rambler.ruSmirnovaS. V.СмирноваС. В.
Russian Federation

PhD, MD (Medicine), Professor, Head of the Scientific Direction

д.м.н., профессор, руководитель научного направления

svetvita@mail.ruKolenchukovaO. A.КоленчуковаО. А.
Russian Federation

PhD, MD (Biology), Leading Researcher

д.б.н., ведущий научный сотрудник лаборатории молекулярно-клеточной физиологии и патологии

kalina-chyikova@mail.ruResearch Institute of Medical Problems of the North, Federal Research Center Krasnoyarsk Science Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesНИИ медицинских проблем Севера — обособленное подразделение ФГБНУ ФИЦ Красноярский научный центр Сибирского отделения РАН12042022130520221223313380202202103012022Copyright ©; 2022, Lazareva A.M., Smirnova S.V., Kolenchukova O.A.Copyright ©; 2022, Лазарева А.М., Смирнова С.В., Коленчукова О.А.2022Lazareva A.M., Smirnova S.V., Kolenchukova O.A.Лазарева А.М., Смирнова С.В., Коленчукова О.А.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/1677

In the modern world, allergic respiratory diseases hold a huge place among all chronic diseases. The annual increase in the prevalence of allergic rhinitis and bronchial asthma among the global population makes relevant studies underlying their pathogenesis. Changes in the nasal mucosa alter its most important function — protection from aggressive environmental factors — allergens and pollutants. Inflammatory processes in the nasal cavity interfere with the normal mucosa functioning as a non-specific barrier, and facilitate their further penetration into the macroorganism. Objective of the study is to provide a comparative microbiological characteristic of the nasal mucosa of patients with respiratory allergies of various origin and level of respiratory tract damage. Patients with respiratory allergies aged 23 to 51 years old as well as sex- and age-matched apparently healthy subjects (n = 120) were examined. The study groups were as follows: atopic rhinosinusitis (AR, n = 28), atopic bronchial asthma (ABA, n = 28), polyposis rhinosinusitis (PRS, n = 68), and asthmatic triad (AT, n = 28). Diagnostics were carried out by an allergist-immunologist as well as an otorhinolaryngologist. Isolation of microorganisms was carried out by placing them on nutrient differential diagnostic media. Seeding was carried out by using the sector method. The culture media were incubated in a thermostat at 37°C for 48 hours. Statistical processing was performed using the Statistica 7.0 software package. The study sample is described by calculating median as well as 25 and 75 percentiles. The normality distribution was checked by using the Kolmogorov–Smirnov method. The significance of differences between parameters of independent samples was assessed by using the nonparametric Mann–Whitney test. Dominance of opportunistic microorganisms in respiratory atopy (AR, ABA) relative to respiratory pseudoatopia (PRS, AT) was noted. The increased number of bacteria from the family Enterobacteriaceae and Enterococcus on the nasal mucosa characterizes dysbacteriosis, emphasizing the greatest importance of these families in the initiation of allergic pathology in the upper and lower respiratory tract during atopy. A distinctive intergroup feature is a high concentration of the Enterobacteriaceae family members in AR vs. PRS as well as microorganisms of the genus Enterococcus in ABA vs. AT. Thus, regardless of the cause of inflammation, allergic rhinosinusitis and bronchial asthma were featured with a pronounced dysbacteriosis due to rise in the opportunistic microflora on the nasal mucosa compared to the control group.

В современном мире аллергические заболевания дыхательных путей составляют значительную долю всех хронических заболеваний. Ежегодный прирост распространенности аллергического ринита и бронхиальной астмы среди населения всего мира делает актуальными исследования их патогенеза. Изменения слизистой оболочки носа нарушают ее важнейшую функцию — защиту от агрессивных факторов внешней среды — аллергенов и поллютантов. Воспалительные процессы в носовой полости препятствуют нормальной работе слизистой как неспецифического барьера, и облегчают им дальнейшее проникновение в макроорганизм. Цель исследования: дать сравнительную микробиологическую характеристику слизистой оболочки носа больных респираторной аллергией различного генеза и уровня поражения дыхательных путей. Обследованы больные респираторной аллергией от 23 до 51 лет и практически здоровые (n = 120), сопоставимые по полу и возрасту. Изучаемые группы: атопический риносинусит (АР, n = 28), атопическая бронхиальная астма (АБА, n = 28), полипозный риносинусит (ПРС, n = 68), астматическая триада (АТ, n = 28). Диагностика проводилась аллергологом-иммунологом и оториноларингологом. Выделение микроорганизмов проводили на питательных дифференциально-диагностических средах. Посев проводили секторным методом. Среды инкубировали в термостате при температуре 37°C 48 часов. Статистическая обработка выполнена с использованием пакета программ Statistica 7.0. Выборка описана с подсчетом медианы и 25 и 75 перцентилей. Нормальность распределения проверялась методом Колмогорова–Смирнова. Достоверность различий между показателями независимых выборок оценивали по непараметрическому критерию Манна–Уитни. Отмечено доминирование условно-патогенных микроорганизмов при респираторной атопии (АР, АБА) относительно респираторной псевдоатопии (ПРС, АТ). Увеличение численности бактерий семейства Enterobacteriaceae и Enterococcus на слизистой оболочке носа характеризует дисбактериоз, акцентируя наибольшую значимость этих семейств в инициации аллергической патологии верхних и нижних дыхательных путей при атопии. Отличительной межгрупповой особенностью является большая концентрация семейства Enterobacteriaceae при АР относительно ПРС и микроорганизмов рода Enterococcus при АБА относительно АТ. Таким образом, при аллергическом риносинусите и бронхиальной астме, независимо от генеза воспаления, имеет место выраженный дисбактериоз за счет увеличения условно-патогенной микрофлоры на слизистой оболочке носа относительно контроля.

atopic rhinosinusitispolypous rhinosinusitisatopic bronchial asthmaasthmatic triadmicrobiocenosisnasal mucous membraneатопический риносинуситполипозный риносинуситатопическая бронхиальная астмаастматическая триадамикробиоценозслизистая оболочка носаАдо А.Д. Общая аллергология. М.: Медицина, 1978. 620 с. [Ado A.D. General allergology. Moscow: Medicine, 1978. 620 р. (In Russ.)]Батуро А.П., Романенко Э.Е., Леонова А.Ю., Ярцева А.С., Савлевич Е.Л., Мокроносова М.А. Доминирование staphylococcus aureus в микробиоценозе полости носа у детей и взрослых с инфекционным и аллергическим ринитом // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2015. № 1. С. 72–74. [Baturo A.P., Romanenko E.E., Leonova A.Y., Yartseva A.S., Savlevich E.L., Mokronosova M.A. The dominance of staphylococcus aureus in the microbiocenosis of the nasal cavity in children and adults with infectious and allergic rhinitis. Zhurnal mikrobiologii, èpidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2015, no. 1, рр. 72–74. (In Russ.)]Винникова Н.В. Особенности микрофлоры полости носа больных полипозным риносинуситом // Российская ринология. 2015. Т. 23, № 1. С. 13–15. [Vinnikova N.V. Features of the microflora of the nasal cavity of patients with polypous rhinosinusitis. Rossiyskaya rinologiya = Russian Rhinology, 2015, vol. 23, no. 1, pp. 13–15. (In Russ.)]Добрецов К.Г., Макаревич С.В. Роль стафилококков в развитии хронического полипозного риносинусита // Российская ринология. 2017. Т. 25, № 1. С. 36–40. [Dobretsov K.G., Makarevich S.V. The role of staphylococci in the development of chronic polypous rhinosinusitis. Rossiyskaya rinologiya = Russian Rhinology, 2017, vol. 25, no. 1, pp. 36–40. (In Russ.)]Захарова И.Н., Касьянова А.Н., Климов Л.П., Курьянинова В.А., Симакова М.А., Дедикова О.В., Кольцов К.А. Микробиом респираторного тракта: что известно сегодня? // Педиатрия. Приложение к журналу Consilium Medicum. 2018. Т. 4. С. 10–17. [Zakharova I.N., Kasyanova A.N., Klimov L.P., Kuryaninova V.A., Simakova M.A., Dedikova O.V., Koltsov K.A. Microbiome of the respiratory tract: what is known today? Pediatriya. Prilozhenie k zhurnalu Consilium Medicum = Pediatrics. Annex to Consilium Medicum, 2018, vol. 4, pp. 10–17. (In Russ.)] doi: 10.26442/24138460.2018.4.180129Коленчукова О.А., Смирнова С.В., Савченко А.А. Микробиоценоз слизистой оболочки носа и риносинуситы. Красноярск: Издательство КрасГМУ, 2011. 220 с. [Kolenchukova O.A., Smirnova S.V., Savchenko A.A. Microbiocenosis of the nasal mucosa and rhinosinusitis. Krasnoyarsk: Publishing House of Krasnoyarsk State Medical University, 2011. 220 p. (In Russ.)]Мельник А.М., Воронов А.В., Дворянчиков В.В., Исаченко В.С., Ачба Р.Р. Состояние микрофлоры полости носа при полипозном риносинусите // Российская оториноларингология. 2017. Т. 1, № 86. С. 73–82. [Melnik A.M., Voronov A.V., Dvoryanchikov V.V., Isachenko V.S., Achba R.R. The state of the microflora of the nasal cavity with polypous rhinosinusitis. Rossiiskaya otorinolaringologiya = Russian Otorhinolaryngology, 2017, vol. 1, no. 86, pp. 73–82. (In Russ.)]Пухаева М.О., Галуева З.Р., Михайлиди Е.Ф. Микробный биоценоз при аллергическом рините у детей // Альманах мировой науки. 2017. Т. 5, № 20. С. 21–22. [Pukhaev M.O., Galueva Z.R., Mikhailidi E.F. Microbial biocenosis in allergic rhinitis in children. Almanakh mirovoy nauki = Almanac of Science Global, 2017, vol. 5, no. 20, pp. 21–22. (In Russ.)]Справочник по микробиологическим и вирусологическим методам исследования / Под ред. М.О. Биргера. М.: Медицина, 1982. 159 с. [Handbook of microbiological and virological research methods. Ed. by M.O. Birger. Moscow: Medicine, 1982. 159 p. (In Russ.)]Темникова И.В., Онучина Е.В., Субботина М.В. Мукоцилиарный транспорт и микробиота полости носа, околоносовых пазух при хроническом риносинусите, ассоциированном с гастроэзофагеальной рефлюксной болезнью // Бюллетень Восточно-Сибирского научного центра Сибирского отделения Российской академии медицинских наук. 2016. Т. 1, № 3 (109). С. 78–81. [Temnikova I.V., Onuchina E.V., Subbotina M.V. Mucociliary transport and microbiota of the nasal cavity, paranasal sinuses in chronic rhinosinusitis associated with gastroesophageal reflux disease. Bulleten Vostochno-Sibirskogo nauchnogo centra Sibirskogo otdeleniya Rossiyskoy akademii meditsinskikh nauk = Bulletin of the East Siberian Scientific Center of the Siberian Branch of the Russian Academy of Medical Sciences, 2016, vol. 1, no. 3 (109), pp. 78–81. (In Russ.)]Федосеев Г.Б., Трофимов В.И., Голубева В.И., Тимчик В.Г., Негруца К.В., Разумовская Т.С., Александрин В.А., Крякунов К.Н. К вопросу о роли бактерий у больных бронхиальной астмой, хронической обструктивной болезнью легких // Российский аллергологический журнал. 2018. Т. 15, № 6. С. 65–78. [Fedoseev G.B., Trofimov V.I., Golubeva V.I., Timchik V.G., Negrutsa K.V., Razumovskaya T.S., Aleksandrin V.A., Kryakunov K.N. To the question of the role of bacteria in patients with bronchial asthma, chronic obstructive pulmonary disease. Rossiyskiy allergologicheskiy zhurnal = Russian Allergological Journal, 2018, vol. 15, no. 6, pp. 65–78. (In Russ.)]Федосенко С.В., Огородова Л.М., Карнаушкина М.А., Куликов Е.С., Деев И.А., Кириллова Н.А. Роль сообщества микроорганизмов дыхательных путей в патогенезе хронической обструктивной болезни легких // Бюллетень сибирской медицины. 2014. Т. 13, № 1. С. 153–160. [Fedosenko S.V., Ogorodova L.M., Karnaushkina M.A., Kulikov E.S., Deev I.A., Kirillova N.A. The role of the community of microorganisms of the respiratory tract in the pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease. Biulleten sibirskoy meditsiny = Bulletin of Siberian Medicine, 2014, vol. 13, no. 1, pp. 153–160. (In Russ.)]Anderson M., Stokken J., Sanford T., Aurora R., Sindwani R. A systematic review of the sinonasal microbiome in chronic rhinosinusitis. Am. J. Rhinol. Allergy, 2016, vol. 30, no. 3, pp. 161–166. doi: 10.2500/ajra.2016.30.4320Carr T.F., Alkatib R., Kraft M. Microbiome in mechanisms of asthma. Clin. Chest Med., 2019, vol. 40, no. 1, pp. 87–96. doi: 10.1016/j.ccm.2018.10.006Chalermwatanachai T., Velásquez L.C., Bachert C. The microbiome of the upper airways: focus on chronic rhinosinusitis. World Allergy Organ J., 2015, vol. 8, no. 1: 3. doi: 10.1186/s40413-014-0048-6Durack J., Lynch S.V., Nariya S., Bhakta N.R., Beigelman A., Castro M., Dyer A.M., Israel E., Kraft M., Martin R.J., Mauger D.T., Rosenberg S.R., Sharp-King T., White S.R., Woodruff P.G., Avila P.C., Denlinger L.C., Holguin F., Lazarus S.C., Lugogo N., Moore W.C., Peters S.P., Que L., Smith L.J., Sorkness C.A., Wechsler M.E., Wenzel S.E., Boushey H.A., Huang Y.J.; National Heart, Lung and Blood Institute’s “AsthmaNet”. Features of the bronchial bacterial microbiome associated with atopy, asthma, and responsiveness to inhaled corticosteroid treatment. J. Allergy Clin. Immunol., 2017, vol. 140, no. 1, pp. 63–75. doi: 10.1016/j.jaci.2016.08.055Fazlollahi M., Lee T.D., Andrade J., Oguntuyo K., Chun Y., Grishina G., Grishin A., Bunyavanich S. The nasal microbiome in asthma. J. Allergy Clin. Immunol., 2018, vol. 142, no. 3, pp. 834–843. doi: 10.1016/j.jaci.2018.02.020Frati F., Salvatori C., Incorvaia C., Bellucci A., Di Cara G., Marcucci F., Esposito S. The Role of the microbiome in asthma: the gut–lung axis. Int. J. Mol. Sci., 2018, vol. 20, no. 1: 123. doi: 10.3390/ijms20010123Giavina-Bianchi P., Aun M.V., Takejima P., Kalil J., Agondi R.C. United airway disease: current perspectives. J. Asthma Allergy, 2016, vol. 9, pp. 93–100. doi: 10.2147/JAA.S81541Holgate S.T. The airway epithelium is central to the pathogenesis of asthma. Allergol. Int., 2008, vol. 57, no. 1, pp. 1–10.Huang Y.J., Nariya S., Harris J.M., Lynch S.V., Choy D.F., Arron J.R., Boushey H. The airway microbiome in patients with severe asthma: associations with disease features and severity. J. Allergy Clin. Immunol., 2015, vol. 136, pp. 874–884.Jason L.P., Galeb A.A., Curtis H. The healthy human microbiome. Genome Med., 2016, vol. 8: 51. doi: 10.1186/ s13073-016-0307-yLambrecht B.N., Hammad H. The immunology of the allergy epidemic and the hygiene hypothesis. Nat. Immunol., 2017, vol. 18, no. 10, pp. 1076–1083. doi: 10.1038/ni.3829Marsh R.L., Nelson M.T., Pope C.E., Leach A.J., Hoffman L.R., Chang A.B., Smith-Vaughan H.C. How low can we go? The implications of low bacterial load in respiratory microbiota studies. Pneumonia (Nathan), 2018, vol. 10: 7. doi: 10.1186/s41479-018-0051-8Mitchell A.B., Glanville A.R. The human respiratory microbiome: implications and impact. Semin. Respir. Crit. Care Med., 2018, vol. 39, no. 2, pp. 199–212. doi: 10.1055/s-0037-1617441Salzano F.A., Marino L., Salzano G., Botta R.M., Cascone G., D’Agostino Fiorenza U., Selleri C., Casolaro V. Microbiota composition and the integration of exogenous and endogenous signals in reactive nasal inflammation. J. Immunol. Res., 2018, vol. 2018: 2724951. doi: 10.1155/2018/2724951Teo S.M., Mok D., Pham K., Kusel M., Serralha M., Troy N., Holt B.J., Hales B.J., Walker M.L., Hollams E., Bochkov Y.A., Grindle K., Johnston S.L., Gern J.E., Sly P.D., Holt P.G., Holt K.E., Inouye M. The infant nasopharyngeal microbiome impacts severity of lower respiratory infection and risk of asthma development. Cell Host Microbe, 2015, vol. 17, no. 5, pp. 704–715. doi: 10.1016/j.chom.2015.03.008