Russian Journal of Infection and ImmunityRussian Journal of Infection and ImmunityИнфекция и иммунитет2220-76192313-7398SPb RAACI1765410.15789/2220-7619-TFO-17654ORIGINAL ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИResearch ArticleThe frequency of detected pathogen genomes in children with acute respiratory infectionsЧастота обнаружения геномов патогенов у детей с острыми респираторными инфекциямиTyukavkinaS. Yu.ТюкавкинаС. Ю.
Russian Federation

PhD (Medicine), Associate Professor of the Department of Microbiology and Virology No. 2

к.м.н., доцент кафедры микробиологии вирусологии № 2

galinagh@bk.ruKharseevaGalina G.ХарсееваГалина Георгиевна
Russian Federation

DSc (Medicine), Professor, Head of the Department of Microbiology and Virology No. 2

д.м.н., проф., зав. каф. микробиологии и вирусологии № 2

galinagh@bk.ruKostinovM. P.КостиновМ. П.
Russian Federation

Honored Scientist of the Russian Federation, RAS Corresponding Member, DSc (Medicine), Professor, Head of the Laboratory of Vaccine Prophylaxis and Immunotherapy, Head of the Department of Epidemiology and Modern Vaccination Technologies

заслуженный деятель науки РФ, член-корреспондент РАН, д.м.н., профессор, зав. лабораторией вакцинопрофилактики и иммунотерапии, зав. кафедрой эпидемиологии и современных технологий вакцинации

galinagh@bk.ruAlievaA. A.АлиеваА. А.
Russian Federation

PhD (Biology), Assistant Professor, Department of Microbiology and Virology No. 2

к.б.н., ассистент кафедры микробиологии вирусологии № 2

galinagh@bk.ruBalahnovaV. V.БалахноваВ. В.
Russian Federation

PhD (Medicine), Associate Professor of the Department of Microbiology and Virology No. 2

к.м.н., доцент кафедры микробиологии вирусологии № 2

galinagh@bk.ruAlutinaE. L.АлутинаЭ. Л.
Russian Federation

PhD (Medicine), Associate Professor of the Department of Microbiology and Virology No. 2

к.м.н., доцент кафедры микробиологии вирусологии № 2

galinagh@bk.ruChaikinaV. A.ЧайкинаВ. А.
Russian Federation

Assistant Professor, Department of Pediatric Infectious Diseases

ассистент кафедры детских инфекционных болезней

galinagh@bk.ruVolkovaV. V.ВолковаВ. В.
Russian Federation

Graduate Student of the Faculty of Medicine and Prevention

студентка 6-го курса медико-профилактического факультета

galinagh@bk.ruRostov State Medical UniversityФГБОУ ВО Ростовский государственный медицинский университет Минздрава РоссииI. Mechnikov Research Institute of Vaccines and SeraФГБНУ Научно-исследовательский институт вакцин и сывороток имени И.И. МечниковаI.M. Sechenov First Moscow State Medical UniversityФГАОУ ВО Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский университет)02092024211220241459279350205202413082024Copyright ©; 2024, Tyukavkina S.Y., Kharseeva G.G., Kostinov M.P., Alieva A.A., Balahnova V.V., Alutina E.L., Chaikina V.A., Volkova V.V.Copyright ©; 2024, Тюкавкина С.Ю., Харсеева Г.Г., Костинов М.П., Алиева А.А., Балахнова В.В., Алутина Э.Л., Чайкина В.А., Волкова В.В.2024Tyukavkina S.Y., Kharseeva G.G., Kostinov M.P., Alieva A.A., Balahnova V.V., Alutina E.L., Chaikina V.A., Volkova V.V.Тюкавкина С.Ю., Харсеева Г.Г., Костинов М.П., Алиева А.А., Балахнова В.В., Алутина Э.Л., Чайкина В.А., Волкова В.В.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://iimmun.ru/iimm/article/view/17654

Due to the high prevalence of acute respiratory infections in children, it was of interest to determine the composition of bacterial and viral-bacterial associations for respiratory tract inhabiting microorganisms. To identify respiratory tract pathogens, especially viruses and unculturable bacteria, it is advisable to use molecular genetic research methods particularly PCR. The work was aimed at comparatively analyzing rate of genome detection for respiratory tract pathogens in children with acute respiratory infections and apparently healthy controls. Materials and methods. Children (97 people) were examined, of which 35 people — with acute respiratory infections of the upper respiratory tract (nasopharyngitis, pharyngitis, laryngitis) (ARI URT), 32 people — with acute respiratory infections of the lower respiratory tract (acute bronchitis, acute obstructive bronchitis) (ARI NDP) and 30 people — apparently healthy control at the time of examination. RNA and DNA of viral and bacterial pathogens were assessed in the oropharyngeal smears using PCR. Test systems produced by the Federal Budgetary Institution Central Research Institute of Epidemiology of Rospotrebnadzor and JSC Vector-Best were used. Results. An analysis of detection rate for DNA and RNA of bacterial and viral pathogens showed the presence of a wide range of them (20 different species/strains out of 27 identified) in oropharyngeal biomaterial from all examined children. The peak diversity and detection rate of pathogen genomes were found in apparently healthy subjects and children with ARI UDP (DNA of members from Herpesviridae family, S. pneumoniae, H. influaenzae, MSSA, MRCoNS). Associations of 4–6 pathogens prevailed in the microflora, and the “core” of both bacterial and viral-bacterial associations was the combination of S. pneumoniae and H. influenzae (in 93.3% and 60.0% of cases, respectively). In bacterial associations, staphylococci (MRSA and MRCoNS) and P. aeruginosa were also detected in healthy children, MSSA and other very rarely bacterial types were detected in children with ARI UDP. In children with NPD infections, the majority of whom (75.0±7.7%) were classified as long-term ill and had a complicated disease course, a noticeable depletion (decrease in taxonomic diversity) of the nasopharyngeal microbiota was found. Conclusion. The presented data indicate the presence in the biomaterial of the examined children of molecular genetic markers of a wide range of pathogens presented as viral-bacterial and bacterial associations, with varying composition being related to patient clinical status. Detection of pathogen genomes is important for choosing proper etiotropic therapy at early disease stages as well as prescribing probiotic drugs that can restore a balance in respiratory tract microflora.

В связи с высокой распространенностью острых респираторных инфекций у детей представляло интерес выяснить состав бактериальных и вирусно-бактериальных ассоциаций микроорганизмов, населяющих респираторный тракт. Для идентификации патогенов дыхательных путей, особенно вирусов и некультивируемых бактерий, целесообразно использовать молекулярно-генетические методы исследования, в частности, ПЦР. Цель работы — сравнительный анализ частоты обнаружения геномов патогенов дыхательного тракта у детей с острыми респираторными инфекциями и практически здоровых. Материалы и методы. Обследованы дети (97 человек), из которых 35 человек — с острыми респираторными инфекциями верхних дыхательных путей (назофарингит, фарингит, ларингит) (ОРИ ВДП), 32 человека — с острыми респираторными инфекциями нижних дыхательных путей (острый бронхит, острый обструктивный бронхит) (ОРИ НДП) и 30 человек — практически здоровые на момент обследования. В отделяемом ротоглотки с помощью ПЦР определяли РНК и ДНК вирусных и бактериальных патогенов. Использованы тест-системы производства ФБУН ЦНИИ Эпидемиологии Роспотребнадзора и АО «Вектор-Бест». Результаты. Анализ частоты выявления ДНК и РНК патогенов бактериальной и вирусной природы показал наличие их широкого спектра (20 различных видов/штаммов из 27 определяемых) в биоматериале из ротоглотки у всех обследованных детей. Наибольшее разнообразие и частота обнаружения геномов патогенов обнаружены у практически здоровых обследованных и детей с ОРИ ВДП (ДНК представителей семейства Herpesviridae, S. pneumoniae, H. influenzae, MSSA, MRCoNS). В составе микрофлоры превалировали ассоциации из 4–6 патогенов, а «ядром» как бактериальных, так и вирусно-бактериальных ассоциаций являлось сочетание S. pneumoniae и H. influenzae (в 93,3% и 60,0% случаев соответственно). В бактериальных ассоциациях у здоровых детей выявляли также стафилококки (MRSA и MRCoNS) и P. аeruginosa, у детей с ОРИ ВДП — MSSA и очень редко — другие виды бактерий. У детей с инфекциями НДП, большинство из которых (75,0±7,7%) относились к категории длительно болеющих и имели осложненное течение заболевания, обнаружено заметное обеднение (уменьшение таксономического разнообразия) назофарингеальной микробиоты. Заключение. Представленные данные свидетельствуют о присутствии в биоматериале обследованных детей молекулярно-генетических маркеров широкого спектра патогенов в виде вирусно-бактериальных и бактериальных ассоциаций, состав которых вариабелен и зависит от клинического статуса пациентов. Обнаружение геномов патогенов является важным для решения вопроса о выборе этиотропной терапии на ранних этапах заболевания, а также назначения пробиотических препаратов, способных восстановить баланс микрофлоры дыхательных путей.

microbiome of the respiratory tractrespiratory infectionschildrenviral pathogensbacterial pathogensмикробиом дыхательных путейреспираторные инфекциидетивирусные патогеныбактериальные патогеныАбабий И.И., Данилов Л.А., Манюк М.К., Абабий П.И., Гинда С.С., Трофимчук М.Г., Костинов М.П., Поддубиков А.В. Значения микробной флоры ротоглотки в развитии острых и хронических заболеваний верхних дыхательных путей // Инфекция и иммунитет. 2020. Т. 10, № 2. С. 359–367. [Ababii I.I., Danilov L.A., Maniuc M.K., Ababii P.I., Ghinda S.S., Trofimciuc M.G., Kostinov M.P., Poddubikov A.V. A role of oropharyngeal microbiota in developing acute and chronic diseases of the upper respiratory tract. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2020, vol. 10, no. 2, pp. 359–367. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-ARO-809Васильева Г.И., Иванова И.А., Тюкавкина С.Ю. Цитокины — общая система гомеостатической регуляции клеточных функций // Цитология. 2001. Т. 43, № 12. С. 1101–1111. [Vasilieva G.I., Ivanova I.A., Tyukavkina S.Yu. Cytokines as a general system of homeostatic regulation of cell functions. Tsitologiia = Tsitologiia, 2001, vol. 43, no. 12, pp. 1101–1111. (In Russ.)]Егорова В.Б., Черкашин М.П., Колмакова А.Ю. Часто болеющие дети: клинические особенности и микробиоценоз верхних дыхательных путей // Вестник Северо-Восточного федерального университета имени М.К. Аммосова. Серия: Медицинские науки. 2019. № 2. С. 43–47. [Egorova V.B., Cherkashin M.P., Kolmakova A.Y. Children who get sick often: clinical features and microbiological characteristics of upper respiratory ways. Vestnik Severo-Vostochnogo federal’nogo universiteta imeni M.K. Ammosova = Vestnik of North-Eastern Federal University, 2019, no. 2, pp. 43–47. (In Russ.)] doi: 10.25587/ SVFU.2019.2(15).31311Каннер Е.В., Горелов А.В. Сочетанные острые респираторные инфекции у детей // Эпидемиология и инфекционные болезни. Актуальные вопросы. 2017. № 3. С. 72–77. [Kanner E.V, Gorelov A.V. Combined acute respiratory infections in children. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni. Aktual’nye voprosy = Epidemiology and Infectious Diseases. Current Items, 2017, no. 3, pp. 72–77. (In Russ.)] doi: 10.26442/26586630.2020.1.200082Лопатин А.С., Азизов И.С., Козлов Р.С. Микробиом полости носа и околоносовых пазух в норме и при патологии. Часть I // Российская ринология. 2021. Т. 29, № 1. С. 23–30. [Lopatin A.S., Azizov I.S., Kozlov R.S. Microbiome of the nasal cavity and the paranasal sinuses in health and disease (literature review). Part I. Rossiiskaya rinologiya = Russian Rhinology, 2021, vol. 29, no. 1, pp. 23–30. (In Russ.)] doi: 10.17116/rosrino20212901123Старикова Е.В., Галеева Ю.C., Ильина Е.Н. Роль микробиома верхних дыхательных путей в здоровье человека: барьерная функция // Пульмонология. 2022. Т. 32, № 6. С. 876–884. [Starikova E.V., Galeeva Yu.S., Il’ina E.N. The upper respiratory tract microbiome and its role in human health: Barrier function. Pulmonologiya = Pulmonologiya, 2022, vol. 32, no. 6, pp. 876–884. (In Russ.)] doi: 10.18093/0869-0189-2022-32-6-876-884Свитич О.А., Нагиева Ф.Г., Курбатова Е.А., Баркова Е.П., Харченко О.С., Строева А.Д., Пашков Е.А., Лисаков А.Н., Грачева А.В., Потапова М.Б., Файзулоев Е.Б., Зверев В.В. Вирусингибирующая активность комплекса антигенов условно-патогенных бактерий в отношении коронавируса SARS-CoV-2 // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2023. Т. 100, № 2. C. 143–152. [Svitich O.A., Nagieva F.G., Kurbatova E.A., Barkova E.P., Kharchenko O.S., Stroeva A.D., Pashkov E.A., Lisakov A.N., Gracheva A.V., Potapova M.B., Faizuloev E.B., Zverev V.V. Virus-inhibitory activity of the antigen complex of opportunistic pathogenic bacteria against SARS-CoV-2. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2023, vol. 100, no. 2, pp. 143–152. (In Russ.)] doi: 10.36233/0372-9311-309Харсеева Г.Г., Воронина Н.А., Тюкавкина С.Ю. Влияние Corynebacterium non diphtheriae на функциональную активность и апоптоз макрофагов // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунобиологии. 2014. № 6. С. 96–100. [Kharseeva G.G., Voronina N.A., Tiukavkina S.Iu. Effect of Corynebacterium non diphtheriae on functional activity and apoptosis of macrophages. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunobiologii = Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunobiology, 2014, no. 6, pp. 96–100. (In Russ.)]Шабалдин А.В., Шабалдина Е.В., Симбирцев А.С. Особенности микробиома верхних отделов респираторного тракта у детей с рецидивирующими респираторными заболеваниями // Инфекция и иммунитет. 2017. Т. 7, № 5. С. 341–349. [Shabaldin A.V., Shabaldina E.V., Simbirtsev A.S. Features of the microbiome of the upper respiratory tract in children with recurrent respiratory diseases. Infektsiya i immunitet = Russian Journal of Infection and Immunity, 2017, vol. 7, no. 4, pp. 341–349. (In Russ.)] doi: 10.15789/2220-7619-2017-4-341-349Diaz-Diaz A., Garcia-Maurino C., Jordan-Villegas A., Naples J., Ramilo O., Mejias A. Viral bacterial interactions in children: impact on clinical outcomes. Pediatr. Infect. Dis. J., 2019, vol. 38, no. 6S (Suppl. 1), pp. S14–S19. doi: 10.1097/INF.0000000000002319Gupta A., Karyakarte R., Joshi S., Das R., Jani K., Shouche Y., Sharma A. Nasopharyngeal microbiome reveals the prevalence of opportunistic pathogens in SARS-CoV-2 infected individuals and their association with host types. Microbes. Infect., 2022, vol. 24, no. 1: 104880. doi: 10.1016/j.micinf.2021.104880Harrison A.G., Lin T., Wang P. Mechanisms of SARS-CoV-2 transmission and pathogenesis. Trends Immunol., 2020, vol. 41, no. 12, pp. 1100–1115. doi: 10.1016/j.it.2020.10.004Kumpitsch C., Koskinen K., Schöpf V., Moissl-Eichinger C. The microbiome of the upper respiratory tract in health and disease. BMC Biol., 2019, vol. 17, no. 1: 87. doi: 10.1186/s12915-019-0703-zLee K.H., Gordon A., Shedden K., Kuan G., Ng S., Balmaseda A., Foxman B. The respiratory microbiome and susceptibility to influenza virus infection. PLoS One, 2019, vol. 14, no. 1: e0207898. doi: 10.1371/journal.pone.0207898