Согласно многочисленным исследованиям, более 16% случаев развития опухолей связано с различными микробными сообществами [3, 4]. Активно обсуждается вопрос о проканцерогенной и антиканцерогенной роли микробиоты, возможном терапевтическом потенциале микроорганизмов в процессе онкогенеза [5].
Микробиота влагалища: ее роль и структура
Микробиота играет главную роль в поддержании нормальных функций организма, а также иммунной защиты и модуляции от заражения различными патогенами [6]. Здоровая микробиота влагалища женщины представляет собой сложную экосистему, включающую сообщество лактобацилл и условно-патогенных микроорганизмов, которые находятся в симбиотическом взаимодействии. Нарушение данных взаимодействий связано с широким спектром гинекологических патологий.
Нормальная микробиота влагалища женщины репродуктивного возраста характеризуется преобладанием бактерий семейства Lactobacillaceae. Популяция Lactobacillus (L) spp. контролирует чрезмерный рост патогенных и оппортунистических микроорганизмов посредством конкуренции за питательные вещества, приверженности вагинальному эпителию (адгезии), модуляции местной иммунной системы и снижению рН влагалища.
Ведущее положение в структуре микробиоты влагалища занимают пять видов: Lactobacillus crispatus, L. iners, L. gasseri, L. jensenii и Limosilactobacillus vaginalis, которые могут присутствовать как в монокультуре, так и в составе ассоциаций из 2–3 видов лактобацилл. Путем высокопроизводительного секвенирования гена 16S рибосомной РНК (16S rRNA high-throughput sequencing – 16S-HTS) с использованием системы Community state types (CST) выделено пять типов микробных сообществ влагалища (CST I–V) в зависимости от доминирования вида лактобацилл [7, 8].
Типы микробных сообществ:
-
CST I: преобладание L. crispatus;
-
CST II: преобладание L. gasseri;
-
CST III: преобладание L. iners;
-
CST IV: снижение количества Lactobacillus, преобладают анаэробные бактерии, в том числе Gardnerella, Mobiluncus, Peptoniphilus, Parvimonas и Prevotella; дисбиоз, соответствующий CST IV, часто приводит к симптомам бактериального вагиноза (БВ), но может протекать и бессимптомно;
-
CST V: преобладание L. jensenii.
Факторы, влияющие на состав микробиоты влагалища
В репродуктивном возрасте эстроген играет ключевую роль в стимуляции пролиферации вагинального эпителия и накоплении гликогена. С наступлением менопаузы уровень эстрогена снижается, что ведет к уменьшению числа лактобацилл и росту численности условно-патогенных микроорганизмов, включая анаэробные. Доказано, что применение гормональных контрацептивов благоприятно влияет на состав микробиоты, при этом уменьшается заболеваемость и частота рецидивов БВ.
Никотин и его метаболиты (котинин) обнаруживаются в цервикальной слизи, они индуцируют экспрессию онкобелка Е6 вируса в инфицированных клетках, что подавляет активность белка р53 и способствует развитию цервикальных интраэпителиальных поражений (cervical intraepithelial neoplasia – CIN) [9].
-
Сексуальная активность и частые вагинальные спринцевания: повышают риск дисбиотических нарушений.
-
Этническая принадлежность женщин: у женщин афроамериканского и латиноамериканского происхождения чаще встречается БВ, что может быть обусловлено генетическими особенностями – вариации митохондриальной ДНК.
-
Другие факторы риска: гигиенические привычки, лактация, стресс, характер питания, наличие экстрагенитальных заболеваний (сахарного диабета) и др.
Как микробиота влагалища влияет на механизмы канцерогенеза?
Нарушения в составе микробиоты запускают механизмы канцерогенеза, влияя при этом на иммунный ответ макроорганизма и его способность к устранению инфекции.
По результатам исследований Z. Zhou и соавт. [10] и L. Wei и соавт., нарушения микробного гомеостаза вызывают каскад иммунных реакций. Хроническое воспаление, в частности патогенные бактерии, может модулировать процесс канцерогенеза путем производства специфических токсинов, например цитолетальных токсинов (cytolethal distending toxin) и колибактина, способных повредить ДНК [9].
Дисбиоз влагалища – один из главных факторов риска инфицирования ВПЧ ВР инфекциями, передаваемыми половым путем, и вирусом иммунодефицита человека. Дисбиоз влагалища может способствовать персистенции ВПЧ ВР, повышению экспрессии онкобелков E6 и E7, геномной нестабильности и активации теломеразы, что вызывает трансформацию клеток эпителия шейки матки. Напротив, присутствие Lactobacillus spp. снижает экспрессию онкобелков ВПЧ ВР и повышает экспрессию опухолевого супрессора p21, регулируя клеточный цикл (см рисунок) [12].
Здоровье Воспаление Яичник Влагалище Цервикальный канал Матка Яичник
- Эпителиальные клетки
- Аномальные эпителиальные клетки
- Lactobacillus
- Atopobium
- Prevotella
- Streptococcus
- Fusobacterium
- Другие анаэробы
- Бактериоцины
- Молочная кислота
- Простые сахара
- Провоспалительные цитокины
- Биогенные амины
- H2O2
На рисунке показана трансформация вагинального эпителия в норме и при дисбиотическом характере микробиоты. В норме микробиота представлена лактобациллами, при дисбиозе доминируют различные условно-патогенные бактерии.
При проведении исследований было установлено, что состав микробиоты влагалища взаимосвязан с клиническими исходами. У пациенток с преобладанием Lactobacillus spp. ВПЧ чаще спонтанно элиминировался через 12 мес: 70% против 42,1% в группе с дефицитом Lactobacillus spp. (CST-IV). При персистенции ВПЧ в микробиоте увеличивалась доля анаэробных бактерий, таких как Prevotella timonensis и Gardnerella vaginalis [13].
Исследования также показали, что микробиота типа CST-IV встречается чаще у пациенток с интраэпителиальными поражениями тяжелой степени (high-grade squamous intraepithelial lesion), что соответствует CIN 2–3. Это свидетельствует о том, что дисбиоз влагалища является независимым фактором риска инфицирования ВПЧ, снижения его элиминации и последующего развития тяжелой дисплазии и РШМ [14].
Однако не все виды Lactobacillus spp. защищают от дисплазии и РШМ. L. crispatus, L. gasseri и L. jensenii продуцируют молочную кислоту и Н2О2, которые подавляют рост других бактерий и вирусов. В свою очередь, L. iners производит только молочную кислоту и не может производить Н2О2, но при этом выделяет порообразующий цитотоксин инеролизин, который способствует внедрению патогенов в эпителий влагалища через образование пор, что приводит к повышеннему риску инфицирования ВПЧ и развитию РШМ [15].
Микробиота влияет на риск развития дисплазии и РШМ путем снижения защиты клеточного барьера эпителия и модуляции местного иммунного ответа. Исследования показали, что дефицит Lactobacillus spp. и преобладание G. vaginalis в микробиоте способствуют инфицированию и персистенции ВПЧ, провоцируя воспаление и повреждение эпителия шейки матки. Нарушение баланса Lactobacillus spp. в микробиоте уменьшает обмен аминокислот и гликогена, ускоряет метаболизм гликохенодезоксихолата и карнитина, увеличивает продукцию липидов, что приводит к повышению рН влагалища и стимуляции цитокининдуцированного воспаления в слизистой оболочке [2].
В исследовании A. Mitra и соавт. было выявлено, что повышение бактериального разнообразия в микробиоте ассоциируется с уменьшением количества Lactobacillus spp., которое коррелировало с увеличением тяжести заболевания. Вариант микробиоты CST IV обнаружен у 40% женщин с РШМ, в то время как среди женщин с нормальной цитологией (negative for intraepithelial lesion or malignancy) этот тип встречался только у 10%. Кроме того, недостаток L. jensenii был связан с более тяжелыми проявлениями плоскоклеточных изменений [16].
Исследования, проведенные W. Kwasniewski и соавт., показали, что микробиота, в которой преобладает G. vaginalis и имеется недостаток L. сrispatus, L. iners и L. taiwanensis, способствует персистенции ВПЧ и развитию CIN и РШМ [18].
В работах Palma E. и соавт. было показано, что у женщин с персистирующей инфекцией ВПЧ микробиота чаще всего была представлена с преобладанием строгих анаэробов и Gardnerella, в то время как при микробиоте, состоящей из аэробных, факультативно-анаэробных и облигатно-анаэробных бактерий, в том числе Pseudomonas, Streptococcus и Bifidobacterium, чаще происходит элиминация ВПЧ. В контрольной группе преобладали Lactobacillus spp., что указывает на их защитную роль [19].
Также в микробиоте у пациенток с дисплазией и РШМ выявлены микроорганизмы, ассоциированные с БВ: Gardnerella, Megasphaera, Prevotella, Peptostreptococcus, Streptococcus, Sneathia sanguinegens и Atopobium, которые значительно чаще присутствовали у ВПЧ-позитивных пациенток.
Результаты исследований подтверждают, что дефицит Lactobacillus spp. и преобладание анаэробных бактерий в микробиоте являются факторами риска персистенции ВПЧ-инфекции, развития CIN и РШМ.
Литература
-
Filho AM et al. The GLOBOCAN 2022 cancer estimates: Data sources, methods, and a snapshot of the cancer burden worldwide. Int J Cancer 2024; 17 (10): 35278.
-
Audirac-Chalifour A, Torres-Poveda K, Bahena-Román M et al. Cervical microbiome and cytokine profile at various stages of cervical cancer: a pilot study. PloS One 2016; 11 (4): e0153274. DOI: 10.1371/journal.pone.0153274
-
de Martel C, Ferlay J, Franceschi S et al. Global burden of cancers attributable to infections in 2008: a review and synthetic analysis. Lancet Oncol 2012; 13 (6): 607–15. DOI: 10.1016/S1470-2045(12)70137-7
-
Хланта Д.А., Генс Г.П. Взаимодействие вируса Эпштейна–Барр и вируса папилломы человека в канцерогенезе шейки матки. Возможности профилактики. Доктор.Ру. 2022; 21 (1): 59–64. DOI: 10.31550/1727-2378-2022-21-1-59-64
-
Tsilimigras MC, Fodor A, Jobin C. Carcinogenesis and therapeutics: the microbiota perspective. Nat Microbiol 2017; 2. DOI: 10.1038/ nmicrobiol.2017.8
-
Wei LQ, Cheong IH, Yang GH et al. The application of high-throughput technologies for the study of microbiome and cancer. Front Genet 2021; 12: 699793. DOI: 10.3389/fgene.2021.699793
-
Ravel J, Gajer P, Abdo Z et al. Vaginal microbiome of reproductive-age women. Proc Natl Acad Sci USA 2011; 108 (Suppl.1): 4680–7. DOI: 10.1073/pnas.1002611107
-
Fettweis JM, Brooks JP, Serrano MG et al. Differences in vaginal microbiome in African American women versus women of European ancestry. Microbiology 2014; 160 (Pt 10): 2272–82. DOI: 10.1099/mic.0.081034-0
-
Wei L, Griego AM, Chu M, Ozbun M.A. Tobacco exposure results in increased E6 and E7 oncogene expression, DNA damage and mutation rates in cells maintaining episomal human papillomavirus 16 genomes. Carcinogenesis 2014; 35 (10): 2373–81. DOI: 10.1093/carcin/bgu156
-
Zhou ZW, Long HZ, Cheng Y et al. From microbiome to inflammation: the key drivers of cervical cancer. Front Microbiol 2021; 12: 767931. DOI: 10.3389/fmicb.2021.767931
-
Нгуен Тхи Нга, Вафин Р.Р., Ржанова И.В. и др. Молекулярно-генетический анализ микроорганизмов с внутриэпителиальной инвазией, выделенных от больных колоректальным раком. Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2016; 34 (1): 13–8. DOI: 10.18821/0208-0613-2016-34-1-13-18
-
Łaniewski P, Cui H, Roe DJ et al. Features of the cervicovaginal microenvironment drive cancer biomarker signatures in patients across cervical carcinogenesis. Sci Rep 2019; 9 (1): 7333. DOI: 10.1038/s41598-019-43849-5
-
Mitra A, MacIntyre DA, Ntritsos G et al. The vaginal microbiota associates with the regression of untreated cervical intraepithelial neoplasia 2 lesions. Nat Commun 2020; 11 (1): 1999. DOI: 10.1038/s41467-020-15856-y
-
Brusselaers N, Shrestha S, van de Wijgert J, Verstraelen H. Vaginal dysbiosis and the risk of human papillomavirus and cervical cancer: systematic review and meta-analysis. Am J Obstet Gynecol 2019; 221 (1): 9–18. DOI: 10.1016/j.ajog.2018.12.011
-
Petrova MI, Reid G, Vaneechoutte M, Lebeer S. Lactobacillus iners: friend or foe? Trends Microbiol 2017; 25 (3): 182–91. DOI: 10.1016/j.tim.2016.11.007
-
Mitra A, MacIntyre DA, Lee YS et al. Cervical intraepithelial neoplasia disease progression is associated with increased vaginal microbiome diversity. Sci Rep 2015; 5: 16865. DOI: 10.1038/srep1686
-
Jespers V, van de Wijgert J, Cools P et al. The significance of Lactobacillus crispatus and L. vaginalis for vaginal health and the negative effect of recent sex: a cross-sectional descriptive study across groups of African women. BMC Infect Dis 2015; 15 (1): 115. DOI: 10.1186/s12879-015-0825-z
-
Kwasniewski W, Wolun-Cholewa M, Kotarski J et al. Microbiota dysbiosis is associated with HPV-induced cervical carcinogenesis. Oncol Lett 2018; 16 (6): 7035–47. DOI: 10.3892/ol.2018.9509
-
Palma E, Recine N, Domenici L et al. Long-term Lactobacillus rhamnosus BMX 54 application to restore a balanced vaginal ecosystem: a promising solution against HPV-infection. BMC Infect Dis 2018; 18 (1): 13. DOI: 10.1186/s12879-017-2938-z