Состав и динамика мочепузырной, влагалищной и кишечной микробиоты в трёх триместрах беременности у здоровых женщин
https://doi.org/10.21886/2308-6424-2024-12-5-12-23
Аннотация
Введение. Динамика микробиоты основных биотопов во время беременности практически не изучена, хотя изменения в данных компартментах имеют важную роль как в функционировании женского организма, так и в развитии плода.
Цель исследования. Изучить динамику и взаимосвязь изменений микробиоты мочевого пузыря, влагалища и кишечника у здоровых беременных женщин в течение трёх триместров (Т-1, 2, 3).
Материалы и методы. Дизайн исследования: одноцентровое сравнительное наблюдательное лонгитюдное исследование. Тридцать из 220 первородящих женщин были отобраны для скрининга в женской консультации в период с 2021 по 2022 год. У всех беременных женщин были взяты пробы в Т-1, 2, 3 для культурального исследования: пробы мочи из мочевого пузыря (средняя порция), мазки из заднего свода влагалища и фекальные массы. После предкультуральной подготовки образцы исследовали на расширенном наборе питательных сред (n = 13) в специальных условиях культивирования (аэробно-анаэробных). По результатам исследований оценивали частоты идентификации (ЧИД), величины микробной нагрузки (ВМН) и коэффициенты взаимной сопряжённости (КВС) микроорганизмов между различными биотопами.
Результаты. Культуральное исследование выявило различные бактерии в каждом биотопе, исследованном во всех триместрах. В моче от Т1 до Т3 наблюдались аэробы и анаэробы с различными ЧИД, но ни один таксон не показал стабильного ЧИД. Во влагалище ЧИД бактерий были аналогичны в моче. Микробиота кишечника была наиболее стабильным биотопом, остававшимся практически неизменным в течение беременности. В моче и влагалище средние показатели ЧИД большинства аэробов и анаэробов не претерпели значительных изменений в течение беременности. В кишечнике ВМН были стабильно выше, чем в мазках из мочи и влагалища. По данным анализа КВС, биотопы мочевой пузырь — влагалище и мочевой пузырь — кишечник показали значительно большее количество взаимосвязей между микроорганизмами во всех Т. Заключение. Наблюдаемая структура микробиоты в течение всех Т ассоциируется с неосложнённым течением беременности. Эти результаты являются значимыми для изучения изменений микробиоты при осложнённой беременности.
Об авторах
Ю. Л. НабокаРоссия
Набока Юлия Лазаревна — д-р мед. наук, профессор.
Ростов-на-Дону
Конфликт интересов:
Нет
Н. В. Воробьева
Россия
Воробьева Наталья В.
Ростов-на-Дону
Конфликт интересов:
Нет
И. А. Гудима
Россия
Гудима Ирина Александровна — д-р мед. наук, доцент.
Ростов-на-Дону
Конфликт интересов:
Нет
Т. Г. Синявская
Россия
Синявская Татьяна Геннадьевна — канд. экон. наук, доцент.
Ростов-на-Дону
Конфликт интересов:
Нет
Р. С. Исмаилов
Россия
Исмаилов Руслан Самедович — канд. мед. наук.
Ростов-на-Дону
Конфликт интересов:
Нет
К. Г. Набер
Германия
Набер Курт Георг — доктор медицины, доктор философии, доцент.
Мюнхен
Конфликт интересов:
Нет
М. И. Коган
Россия
Коган Михаил Иосифович — д-р мед. наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ.
Ростов-на-Дону
Конфликт интересов:
Нет
Список литературы
1. Koren O, Goodrich JK, Cullender TC, Spor A, Laitinen K, Bäckhed HK, Gonzalez A, Werner JJ, Angenent LT, Knight R, Bäckhed F, Isolauri E, Salminen S, Ley RE. Host remodeling of the gut microbiome and metabolic changes during pregnancy. Cell. 2012;150(3):470-480. DOI: 10.1016/j.cell.2012.07.008
2. Di Simone N, Santamaria Ortiz A, Specchia M, Tersigni C, Villa P, Gasbarrini A, Scambia G, D’Ippolito S. Recent Insights on the Maternal Microbiota: Impact on Pregnancy Outcomes. Front Immunol. 2020;11:528202. DOI: 10.3389/fimmu.2020.528202
3. Yang H, Guo R, Li S, Liang F, Tian C, Zhao X, Long Y, Liu F, Jiang M, Zhang Y, Ma J, Peng M, Zhang S, Ye W, Gan Q, Zeng F, Mao S, Liang Q, Ma X, Han M, Gao F, Yang R, Zhang C, Xiao L, Qin J, Li S, Zhu C. Systematic analysis of gut microbiota in pregnant women and its correlations with individual heterogeneity. NPJ Biofilms Microbiomes. 2020;6(1):32. DOI: 10.1038/s41522-020-00142-y
4. Liang X, Wang R, Luo H, Liao Y, Chen X, Xiao X, Li L. The interplay between the gut microbiota and metabolism during the third trimester of pregnancy. Front Microbiol. 2022;13:1059227. DOI: 10.3389/fmicb.2022.1059227
5. Haddad EN, Nel NH, Petrick LM, Kerver JM, Comstock SS. Associations between the Gut Microbiota, Urinary Metabolites, and Diet in Women during the Third Trimester of Pregnancy. Curr Dev Nutr. 2022;7(4):100025. DOI: 10.1016/j.cdnut.2022.100025
6. García-Mantrana I, Selma-Royo M, González S, Parra-Llorca A, Martínez-Costa C, Collado MC. Distinct maternal microbiota clusters are associated with diet during pregnancy: impact on neonatal microbiota and infant growth during the first 18 months of life. Gut Microbes. 2020;11(4):962-978. DOI: 10.1080/19490976.2020.1730294
7. Wang J, Zheng J, Shi W, Du N, Xu X, Zhang Y, Ji P, Zhang F, Jia Z, Wang Y, Zheng Z, Zhang H, Zhao F. Dysbiosis of maternal and neonatal microbiota associated with gestational diabetes mellitus. Gut. 2018;67(9):1614-1625. DOI: 10.1136/gutjnl-2018-315988
8. Zheng W, Xu Q, Huang W, Yan Q, Chen Y, Zhang L, Tian Z, Liu T, Yuan X, Liu C, Luo J, Guo C, Song W, Zhang L, Liang X, Qin H, Li G. Gestational Diabetes Mellitus Is Associated with Reduced Dynamics of Gut Microbiota during the First Half of Pregnancy. mSystems. 2020;5(2):e00109-20. DOI: 10.1128/mSystems.00109-20
9. Ma S, You Y, Huang L, Long S, Zhang J, Guo C, Zhang N, Wu X, Xiao Y, Tan H. Alterations in Gut Microbiota of Gestational Diabetes Patients During the First Trimester of Pregnancy. Front Cell Infect Microbiol. 2020;10:58. DOI: 10.3389/fcimb.2020.00058
10. Lv LJ, Li SH, Li SC, Zhong ZC, Duan HL, Tian C, Li H, He W, Chen MC, He TW, Wang YN, Zhou X, Yao L, Yin AH. Early-Onset Preeclampsia Is Associated With Gut Microbial Alterations in Antepartum and Postpartum Women. Front Cell Infect Microbiol. 2019;9:224. DOI: 10.3389/fcimb.2019.00224
11. Tersigni C, D’Ippolito S, Di Nicuolo F, Marana R, Valenza V, Masciullo V, Scaldaferri F, Malatacca F, de Waure C, Gasbarrini A, Scambia G, Di Simone N. Correction to: Recurrent pregnancy loss is associated to leaky gut: a novel pathogenic model of endometrium inflammation? J Transl Med. 2019;17(1):83. Erratum for: J Transl Med. 2018;16(1):102. DOI: 10.1186/s12967-019-1823-5.
12. D’Ippolito S, Tersigni C, Marana R, Di Nicuolo F, Gaglione R, Rossi ED, Castellani R, Scambia G, Di Simone N. Inflammosome in the human endometrium: further step in the evaluation of the “maternal side”. Fertil Steril. 2016;105(1):111-8.e1-4. DOI: 10.1016/j.fertnstert.2015.09.027
13. Ravel J, Gajer P, Abdo Z, Schneider GM, Koenig SS, McCulle SL, Karlebach S, Gorle R, Russell J, Tacket CO, Brotman RM, Davis CC, Ault K, Peralta L, Forney LJ. Vaginal microbiome of reproductive-age women. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011;108 Suppl 1(Suppl 1):4680-4687. DOI: 10.1073/pnas.1002611107
14. Anahtar MN, Gootenberg DB, Mitchell CM, Kwon DS. Cervicovaginal Microbiota and Reproductive Health: The Virtue of Simplicity. Cell Host Microbe. 2018;23(2):159-168. DOI: 10.1016/j.chom.2018.01.013
15. Hyman RW, Fukushima M, Jiang H, Fung E, Rand L, Johnson B, Vo KC, Caughey AB, Hilton JF, Davis RW, Giudice LC. Diversity of the vaginal microbiome correlates with preterm birth. Reprod Sci. 2014;21(1):32-40. DOI: 10.1177/1933719113488838
16. Fettweis JM, Serrano MG, Brooks JP, Edwards DJ, Girerd PH, Parikh HI, Huang B, Arodz TJ, Edupuganti L, Glascock AL, Xu J, Jimenez NR, Vivadelli SC, Fong SS, Sheth NU, Jean S, Lee V, Bokhari YA, Lara AM, Mistry SD, Duckworth RA 3rd, Bradley SP, Koparde VN, Orenda XV, Milton SH, Rozycki SK, Matveyev AV, Wright ML, Huzurbazar SV, Jackson EM, Smirnova E, Korlach J, Tsai YC, Dickinson MR, Brooks JL, Drake JI, Chaffin DO, Sexton AL, Gravett MG, Rubens CE, Wijesooriya NR, Hendricks-Muñoz KD, Jefferson KK, Strauss JF 3rd, Buck GA. The vaginal microbiome and preterm birth. Nat Med. 2019;25(6):1012-1021. DOI: 10.1038/s41591-019-0450-2
17. Petrova MI, Lievens E, Malik S, Imholz N, Lebeer S. Lactobacillus species as biomarkers and agents that can promote various aspects of vaginal health. Front Physiol. 2015;6:81. DOI: 10.3389/fphys.2015.00081
18. Fettweis JM, Brooks JP, Serrano MG, Sheth NU, Girerd PH, Edwards DJ, Strauss JF, The Vaginal Microbiome Consortium, Jefferson KK, Buck GA. Differences in vaginal microbiome in African American women versus women of European ancestry. Microbiology (Reading). 2014;160(Pt 10):2272-2282. DOI: 10.1099/mic.0.081034-0
19. Abdelmaksoud AA, Koparde VN, Sheth NU, Serrano MG, Glascock AL, Fettweis JM, Strauss JF, Buck GA, Jefferson KK. Comparison of Lactobacillus crispatus isolates from Lactobacillus-dominated vaginal microbiomes with isolates from microbiomes containing bacterial vaginosis-associated bacteria. Microbiology (Reading). 2016;162(3):466-475. DOI: 10.1099/mic.0.000238
20. Stout MJ, Zhou Y, Wylie KM, Tarr PI, Macones GA, Tuuli MG. Early pregnancy vaginal microbiome trends and preterm birth. Am J Obstet Gynecol. 2017;217(3):356.e1-356.e18. DOI: 10.1016/j.ajog.2017.05.030
21. Hu F, Sun X, Su Y, Huang M. The Dynamic Changes in the Composition and Diversity of Vaginal Microbiota in Women of Different Pregnancy Periods. Microorganisms. 2023;11(11):2686. DOI: 10.3390/microorganisms11112686
22. Aagaard K, Riehle K, Ma J, Segata N, Mistretta TA, Coarfa C, Raza S, Rosenbaum S, Van den Veyver I, Milosavljevic A, Gevers D, Huttenhower C, Petrosino J, Versalovic J. A metagenomic approach to characterization of the vaginal microbiome signature in pregnancy. PLoS One. 2012;7(6):e36466. DOI: 10.1371/journal.pone.0036466
23. Romero R, Hassan SS, Gajer P, Tarca AL, Fadrosh DW, Nikita L, Galuppi M, Lamont RF, Chaemsaithong P, Miranda J, Chaiworapongsa T, Ravel J. Correction: The composition and stability of the vaginal microbiota of normal pregnant women is different from that of non-pregnant women. Microbiome. 2014;2(1):10. Erratum for: Microbiome. 2014;2(1):4. DOI: 10.1186/2049-2618-2-10
24. MacIntyre DA, Chandiramani M, Lee YS, Kindinger L, Smith A, Angelopoulos N, Lehne B, Arulkumaran S, Brown R, Teoh TG, Holmes E, Nicoholson JK, Marchesi JR, Bennett PR. The vaginal microbiome during pregnancy and the postpartum period in a European population. Sci Rep. 2015;5:8988. DOI: 10.1038/srep08988
25. Yeruva T, Rajkumar H, Donugama V. Vaginal lactobacilli profile in pregnant women with normal & abnormal vaginal flora. Indian J Med Res. 2017;146(4):534-540. DOI: 10.4103/ijmr.IJMR_774_16
26. Dominguez-Bello MG, De Jesus-Laboy KM, Shen N, Cox LM, Amir A, Gonzalez A, Bokulich NA, Song SJ, Hoashi M, Rivera-Vinas JI, Mendez K, Knight R, Clemente JC. Partial restoration of the microbiota of cesarean-born infants via vaginal microbial transfer. Nat Med. 2016;22(3):250-253. DOI: 10.1038/nm.4039
27. Verma J, Bag S, Saha B, Kumar P, Ghosh TS, Dayal M, Senapati T, Mehra S, Dey P, Desigamani A, Kumar D, Rana P, Kumar B, Maiti TK, Sharma NC, Bhadra RK, Mutreja A, Nair GB, Ramamurthy T, Das B. Genomic plasticity associated with antimicrobial resistance in Vibrio cholerae. Proc Natl Acad Sci U S A. 2019;116(13):6226-6231. DOI: 10.1073/pnas.1900141116
28. Zimin AV, Marçais G, Puiu D, Roberts M, Salzberg SL, Yorke JA. The MaSuRCA genome assembler. Bioinformatics. 2013;29(21):2669-2677. DOI: 10.1093/bioinformatics/btt476
29. Naser SM, Dawyndt P, Hoste B, Gevers D, Vandemeulebroecke K, Cleenwerck I, Vancanneyt M, Swings J. Identification of lactobacilli by pheS and rpoA gene sequence analyses. Int J Syst Evol Microbiol. 2007;57(Pt 12):2777-2789. DOI: 10.1099/ijs.0.64711-0
30. Mehta O, Ghosh TS, Kothidar A, Gowtham MR, Mitra R, Kshetrapal P, Wadhwa N, Thiruvengadam R; GARBH-Ini study group; Nair GB, Bhatnagar S, Das B. Vaginal Microbiome of Pregnant Indian Women: Insights into the Genome of Dominant Lactobacillus Species. Microb Ecol. 2020;80(2):487-499. DOI: 10.1007/s00248-020-01501-0
31. DiGiulio DB, Callahan BJ, McMurdie PJ, Costello EK, Lyell DJ, Robaczewska A, Sun CL, Goltsman DS, Wong RJ, Shaw G, Stevenson DK, Holmes SP, Relman DA. Temporal and spatial variation of the human microbiota during pregnancy. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015;112(35):11060-11065. DOI: 10.1073/pnas.1502875112
32. Goltsman DSA, Sun CL, Proctor DM, DiGiulio DB, Robaczewska A, Thomas BC, Shaw GM, Stevenson DK, Holmes SP, Banfield JF, Relman DA. Metagenomic analysis with strain-level resolution reveals fine-scale variation in the human pregnancy microbiome. Genome Res. 2018;28(10):1467-1480. DOI: 10.1101/gr.236000.118
33. Dobrut A, Gosiewski T, Pabian W, Bodaszewska-Lubas M, Ochonska D, Bulanda M, Brzychczy-Wloch M. The dynamics of vaginal and rectal Lactobacillus spp. flora in subsequent trimesters of pregnancy in healthy Polish women, assessed using the Sanger sequencing method. BMC Pregnancy Childbirth. 2018;18(1):350. DOI: 10.1186/s12884-018-1987-7
34. Jacobs KM, Thomas-White KJ, Hilt EE, Wolfe AJ, Waters TP. Microorganisms Identified in the Maternal Bladder: Discovery of the Maternal Bladder Microbiota. AJP Rep. 2017;7(3):e188-e196. DOI: 10.1055/s-0037-1606860
35. Ollberding NJ, Völgyi E, Macaluso M, Kumar R, Morrow C, Tylavsky FA, Piyathilake CJ. Urinary Microbiota Associated with Preterm Birth: Results from the Conditions Affecting Neurocognitive Development and Learning in Early Childhood (CANDLE) Study. PLoS One. 2016;11(9):e0162302. DOI: 10.1371/journal.pone.0162302
36. Abbai NS, Reddy T, Ramjee G. Prevalent bacterial vaginosis infection – a risk factor for incident sexually transmitted infections in women in Durban, South Africa. Int J STD AIDS. 2016;27(14):1283-1288. DOI: 10.1177/0956462415616038
37. Abd El Aziz MA, Sharifipour F, Abedi P, Jahanfar S, Judge HM. Secnidazole for treatment of bacterial vaginosis: a systematic review. BMC Womens Health. 2019;19(1):121. DOI: 10.1186/s12905-019-0822-2
38. Aghaizu A, Reid F, Kerry S, Hay PE, Mallinson H, Jensen JS, Kerry S, Kerry S, Oakeshott P. Frequency and risk factors for incident and redetected Chlamydia trachomatis infection in sexually active, young, multi-ethnic women: a community based cohort study. Sex Transm Infect. 2014;90(7):524-528. DOI: 10.1136/sextrans-2014-051607
39. Ahmed A, Earl J, Retchless A, Hillier SL, Rabe LK, Cherpes TL, Powell E, Janto B, Eutsey R, Hiller NL, Boissy R, Dahlgren ME, Hall BG, Costerton JW, Post JC, Hu FZ, Ehrlich GD. Comparative genomic analyses of 17 clinical isolates of Gardnerella vaginalis provide evidence of multiple genetically isolated clades consistent with subspeciation into genovars. J Bacteriol. 2012;194(15):3922-3937. DOI: 10.1128/JB.00056-12
40. Ahrens P, Andersen LO, Lilje B, Johannesen TB, Dahl EG, Baig S, Jensen JS, Falk L. Changes in the vaginal microbiota following antibiotic treatment for Mycoplasma genitalium, Chlamydia trachomatis and bacterial vaginosis. PLoS One. 2020;15(7):e0236036. DOI: 10.1371/journal.pone.0236036
41. Algburi A, Volski A, Chikindas ML. Natural antimicrobials subtilosin and lauramide arginine ethyl ester synergize with conventional antibiotics clindamycin and metronidazole against biofilms of Gardnerella vaginalis but not against biofilms of healthy vaginal lactobacilli. Pathog Dis. 2015;73(5):ftv018. DOI: 10.1093/femspd/ftv018
42. Набока Ю.Л., Гудима И.А., Коган М.И., Черницкая М.Л. Микробный спектр мочи молодых здоровых женщин. Урология. 2010;(5):7-10. eLIBRARY ID: 15242297; EDN: MVOFTX
43. Kogan MI, Naboka YL, Ibishev KS, Gudima IA, Naber KG. Human urine is not sterile — shift of paradigm. Urol Int. 2015;94(4):445-452. DOI: 10.1159/000369631
44. Wolfe AJ, Brubaker L. “Sterile Urine” and the Presence of Bacteria. Eur Urol. 2015;68(2):173-174. DOI: 10.1016/j.eururo.2015.02.041
45. Wolfe AJ, Toh E, Shibata N, Rong R, Kenton K, Fitzgerald M, Mueller ER, Schreckenberger P, Dong Q, Nelson DE, Brubaker L. Evidence of uncultivated bacteria in the adult female bladder. J Clin Microbiol. 2012;50(4):1376-1383. DOI: 10.1128/JCM.05852-11
46. Hooton TM, Roberts PL, Cox ME, Stapleton AE. Voided midstream urine culture and acute cystitis in premenopausal women. N Engl J Med. 2013;369(20):1883-1891 DOI: 10.1056/NEJMoa1302186
47. Коган М.И., Набока Ю.Л., Гудима И.А., Воробьева Н.В. Асимптоматическая бактериурия у беременных — нормальное состояние мочи здоровой женщины. Урология. 2022;(6):5-8. DOI: 10.18565/urology.2022.6.5-8
48. Nugent RP, Krohn MA, Hillier SL. Reliability of diagnosing bacterial vaginosis is improved by a standardized method of gram stain inter-pretation. J Clin Microbiol. 1991;29(2):297-301. DOI: 10.1128/jcm.29.2.297-301.1991
49. Hilt EE, McKinley K, Pearce MM, Rosenfeld AB, Zilliox MJ, Mueller ER, Brubaker L, Gai X, Wolfe AJ, Schreckenberger PC. Urine is not sterile: use of enhanced urine culture techniques to detect resident bacterial flora in the adult female bladder. J Clin Microbiol. 2014;52(3):871-876. DOI: 10.1128/JCM.02876-13
50. Guadamuro L, Dohrmann AB, Tebbe CC, Mayo B, Delgado S. Bacterial communities and metabolic activity of faecal cultures from equol producer and non-producer menopausal women under treatment with soy isoflavones. BMC Microbiol. 2017;17(1):93. DOI: 10.1186/s12866-017-1001-y
51. Romero R, Hassan SS, Gajer P, Tarca AL, Fadrosh DW, Bieda J, Chaemsaithong P, Miranda J, Chaiworapongsa T, Ravel J. The vaginal microbiota of pregnant women who subsequently have spontaneous preterm labor and delivery and those with a normal delivery at term. Microbiome. 2014;2:18. DOI: 10.1186/2049-2618-2-18
52. Callahan BJ, DiGiulio DB, Goltsman DSA, Sun CL, Costello EK, Jeganathan P, Biggio JR, Wong RJ, Druzin ML, Shaw GM, Stevenson DK, Holmes SP, Relman DA. Replication and refinement of a vaginal microbial signature of preterm birth in two racially distinct cohorts of US women. Proc Natl Acad Sci U S A. 2017;114(37):9966-9971. DOI: 10.1073/pnas.1705899114
Рецензия
Для цитирования:
Набока Ю.Л., Воробьева Н.В., Гудима И.А., Синявская Т.Г., Исмаилов Р.С., Набер К.Г., Коган М.И. Состав и динамика мочепузырной, влагалищной и кишечной микробиоты в трёх триместрах беременности у здоровых женщин. Вестник урологии. 2024;12(5):12-23. https://doi.org/10.21886/2308-6424-2024-12-5-12-23
For citation:
Naboka Yu.L., Vorobyeva N.V., Gudima I.A., Sinyavskaya T.G., Ismailov R.S., Naber K.G., Kogan M.I. Composition and dynamics of bladder, vaginal and bowel microbiota during three trimesters in healthy pregnant women. Urology Herald. 2024;12(5):12-23. https://doi.org/10.21886/2308-6424-2024-12-5-12-23