Введение. Проблема часто и длительно болеющих респираторными заболеваниями детей (ЧДБД) в настоящее время сохраняет значимость. Повторные респираторные заболевания у детей этой диспансерной группы характеризуются не только высокой кратностью, но и негладким, осложненным течением. При этом сама группа ЧДБД не однородна. У одних пациентов респираторные инфекции протекают с поражением только верхних дыхательных путей. В то же время у других детей наблюдается склонность к распространению воспалительного процесса ниже голосовой щели с развитием различных форм бронхита. В последнем случае многократно возрастает риск формирования у ЧДБД хронических заболеваний дыхательной системы, в том числе бронхиальной астмы.
На наш взгляд, склонность детей к возникновению повторных острых респираторных заболеваний (ОРЗ) и длительному их течению формируется в раннем возрасте, в результате воздействия различных неблагоприятных факторов, нарушающих развитие детского организма и истощающих резервные возможности его иммунной системы и других адаптационных систем [1].
В настоящее время доказано, что формирующаяся в первые годы жизни нормальная симбионтная микрофлора кишечника является одним из ведущих регуляторных факторов, обеспечивающих поддержание гомеостаза, морфофункциональное созревание иммунной системы и становление нейроэндокринной регуляции иммунного ответа [2-5]. В то же время нарушения процесса становления микроэкологии у детей раннего возраста неизбежно отражаются на их развитии, состоянии здоровья и резистентности. Известно, что развитие дисбиоза кишечника у детей этой возрастной группы сопровождается нарушением генетически детерминированной программы созревания адаптационных систем детского организма, истощением резервных возможностей незрелой системы иммунитета вследствие гиперстимуляции, дестабилизацией гомеостаза [3, 4, 6].
В связи с чем, целью настоящего исследования явилось изучение состояния микробиоты толстого кишечника у ЧДБД раннего возраста со склонностью к ОРЗ с развитием бронхита для оценки патогенетической значимости дисбиоза кишечника в формировании этого контингента больных.
Материалы и методы. На базе Школы респираторного здоровья, организованной совместно кафедрой пропедевтики детских болезней РостГМУ и МБУЗ «Детская городская больница №2» г. Ростова-на-Дону, проводилось наблюдение и обследование 47 ЧДБД раннего возраста со склонностью к ОРЗ с развитием простого (n=31) или обструктивного бронхита (n=16). В соответствии с целью работы у всех детей было выполнено исследование состава просветной микрофлоры толстого кишечника и микрофлоры ротоглотки через 3 и более недель после последнего эпизода ОРЗ. Кроме того, определяли присутствие и концентрацию антигенов адено-, рео- и ротавирусов в фекальном материале, а также антигенов адено- и реовирусов в мазках со слизистой оболочки ротоглотки. Все микробиологические и вирусологические исследования были выполнены на базе лаборатории кафедры микробиологии и вирусологии №1 РостГМУ.
Статистическую обработку данных проводили с использованием пакета прикладных программ Statistica 6.0 с вычислением средних значений и среднего квадратического отклонения.
Результаты и обсуждение. При проведении объективного исследования у 95,7% пациентов выявлены нарушения физического развития. При этом у большей части детей отмечалось дисгармоничное развитие за счет дефицита массы тела I степени (55,3%), реже II степени (25,5%). С гораздо меньшей частотой (14,9%) регистрировали избыток массы тела I степени. У всех детей обнаружена лимфоаденопатия, с преимущественным увеличением шейной группы лимфатических узлов (до IV степени). В 21,3% случаев выявлена гипертрофия небных миндалин I степени, в остальных случаях - II степени. Гипертрофия небных миндалин у 14,9% детей сочеталась с увеличением носоглоточной миндалины II степени. Клинические проявления кишечной дисфункции регистрировалась у 80,9% пациентов. При этом в 55,3% случаев выявлена склонность к диарейному синдрому. Реже (в 25,5% случаев) наблюдалась склонность к запорам спастического характера. У 34% ЧДБД наблюдались клинические проявления атопического дерматита в виде зудящих эритематозно-папулезных высыпаний различной локализации и степени распространенности. Кроме того, у 6,4% детей отмечался строфулюс – зудящие узелки с серозным содержимым.
Пациенты за год, предшествовавший обследованию, перенесли от 7 до 10 эпизодов ОРЗ. У 16 (34%) пациентов в анамнезе имелись указания на перенесенные ОРЗ с развитием острого обструктивного бронхита. Все дети перенесли не более двух эпизодов бронхообструкции. Обструктивный синдром у них развивался на 3-4 сутки болезни, сохранялся длительно, сопровождался малопродуктивным кашлем, умеренно выраженной одышкой экспираторного характера с участием вспомогательной мускулатура в акте дыхания, при перкуссии отмечался коробочный звук, при аускультации выслушивали сухие свистящие и обилие мелко- и среднепузырчатых влажных хрипов на фоне жесткого дыхания. При лабораторном обследовании в интерморбидном периоде у всех детей были выявлены специфические антитела класса G к микоплазмам и хламидиям в диагностически значимом титре, в общем анализе крови – эозинофилия, у 62,5 % пациентов - нейтрофилез со сдвигом вправо, у 31,3% - лимфоцитоз. У 66% ЧДБД, по данным анамнеза, развивался острый простой бронхит от 1 до 5 раз в течение жизни ребенка. ОРЗ с поражением верхних дыхательных путей протекали у этих детей с выраженными симптомами интоксикации, выраженной температурной реакцией, длительно сохраняющимися катаральными симптомами. При развитии бронхита наряду с этими симптомами отмечались типичные физикальные данные: перкуторно – коробочный оттенок звука, при аускультации – сухие и влажные хрипы на фоне жесткого дыхания. У всех детей наблюдался длительный период астенизации после перенесенного острого бронхолегочного заболевания. В 48,4% случаев в анамнезе пациентов имелись указания на перенесенный острый простой бронхит с особенностями клинической картины в виде длительного, малопродуктивного, коклюшеподобного кашля. При лабораторном обследовании методом иммуноферментного анализа у этих детей обнаружены в крови специфические антитела класса G к хламидиям – в 35,5% случаев и микоплазмам – в 12,9% случаев. Необходимость в применении антибактериальных препаратов возникала от 2 до 5 раз в год.
В результате проведенного микробиологического исследования установлено, что у 95,7% обследованных ЧДБД имел место дисбиоз кишечника III степени, у остальных - II степени. В 93,6% случаев выявлено снижение содержания бифидобактерий (< lg 9 колониеобразующих единиц (КОЕ)/г) (рис. 1). У 80,8% детей наблюдалось снижение количества лактобактерий (<lg 6 КОЕ/г). Типичные эшерихии отсутствовали в фекалиях обследованных детей в 57,4% случаев. В случаях обнаружения общее количество типичных эшерихий у большей части детей было в пределах нормы (lg 7-8 КОЕ/г). И только в 6,4% случаев отмечалось повышение их уровня, но не более чем на 1 порядок. В то же время, у 72,3% детей были выделены эшерихии с измененными ферментативными свойствами в высоких титрах (lg 7-10 КОЕ/г) (в норме <lg 5 КОЕ/г). Однако эшерихии с гемолитической активностью в значительном количестве (lg 6-8 КОЕ/г ) (в норме отсутствуют) обнаруживали с гораздо меньшей частотой (23,4%). Содержание энтерококков только у 21,3% детей превышало нормальные величины (>lg 8 КОЕ/г).
На фоне дефицита представителей облигатной микрофлоры в микроэкологической системе кишечника ЧДБД отмечалась высокая частота обнаружения различных условно-патогенных микроорганизмов (УПМ) в значительном количестве. Наиболее часто (в 68,1% случаев) регистрировали присутствие клебсиелл в количестве lg 7-9 КОЕ/г (в норме <lg 4 КОЕ/г) (рис.1). Необходимо указать, что Л.А. Левановой и соавт. (2002) [7] установлена широкая распространенность антилизоцимной (АЛА) и антиинтерфероновой активности (АИА) у клебсиелл, выделенных из фекалий детей с дисбиозом кишечника, особенно III степени. Длительная персистенция клебсиелл с АЛА приводит к снижению количества лизоцима, способствует накоплению гистамина в тканях и сенсибилизации организма. АИА клебсиелл способствует разрушению интерферона, в результате чего снижается неспецифическая резистентность организма и страдает иммунный статус в целом.
Дрожжеподобные грибы рода Candida в небольших титрах (lg 2-3 КОЕ/г) (в норме ≤ lg 3 КОЕ/г) обнаружены у 34% ЧДБД. Однако у 46,8% детей они колонизировали толстый кишечник в более высоких титрах (lg 4-8 КОЕ/г). Вместе с тем известно, что грибы влияют на биологические свойства энтеробактерий, способствуя усилению их персистентного потенциала [8]. В 27,7% случаев регистрировали золотистый стафилококк в значительном количестве (в норме отсутствует или не более lg 1 КОЕ/г). Что касается коагулазоотрицательных стафилококков (КОС), то они обнаружены у 51% ЧДБД, в большинстве случаев в небольших количествах (до lg 4 КОЕ/г), что соответствует нормативным показателям. И только у 8,5% пациентов их уровень был повышенным. Клостридии обнаружены в составе кишечной микрофлоры ЧДБД в 34% случаев, причем у 17% пациентов их количество превышало lg 5 КОЕ/г. Протей и синегнойную палочку выделяли с практически одинаковой частотой (14,9-17%) в количестве lg 4,1 КОЕ/г и lg 3,7 КОЕ/г соответственно (в норме Proteus - <lg4 КОЕ/г, Ps. aeruginosa - ≤ lg 3 КОЕ/г). Вместе с тем , по данным Е.А.Лыковой (2000) [9], среди представителей кишечной микрофлоры при дисбиозе широко распространена SIgA-протеазная активность, которая наиболее часто встречается именно у протея (100%) и синегнойной палочки, а также у клебсиелл, гемолитических эшерихий и грибов рода Candida.
Рис. 1. Микробиота толстого кишечника у ЧДБД со склонностью к ОРЗ с развитием бронхита: *- в норме вирусные антигены ≤ lg 4
Антигены аденовирусов обнаружены в фекалиях пациентов в 100% случаев (рис. 1). При этом средняя концентрация (lg обратных величин их титров) антигенов этих вирусов в исследуемом материале была 7,2±2,5. Однако у детей, перенесших 1-2 эпизода острого обструктивного бронхита, уровень антигенов аденовирусов был достоверно выше, чем у детей с указаниями в анамнезе на перенесенные случаи острого простого бронхита (р<0,001). Инфицированность реовирусами кишечника ЧДБД отмечалась в 93,6% случаев. Ротавирусы были выявлены в микроэкологической системе кишечника более чем у половины пациентов (61,7%).
Таким образом, дисбиоз кишечника у детей раннего возраста со склонностью к ОРЗ с развитием бронхита характеризовался выраженным дефицитом основных облигатных симбионтов биотопа в сочетании с увеличением частоты выделения и количественного уровня грамотрицательных (клебсиеллы, протей, синегнойная палочка, гемолитические и лактозонегативные штаммы эшерихий) и грамположительных (клостридии, S. aureus) УПМ с преобладанием в структуре микробных ассоциаций у большей части пациентов грамотрицательных бактерий. Вместе с тем, при дисбиозе кишечника, сопровождающегося увеличением пула грамотрицательных УПМ, иммунитет к их эндотоксину полностью утрачивается, что приводит к системной эндотоксинемии [10]. Эндотоксины, поступая в кровь, провоцируют развитие цитокинового каскада, функциональное перенапряжение медиаторных систем гомеостаза, блокаду тканевого дыхания, что способствует возникновению дисфункции иммунокомпетентных клеток и отклонениям в различных звеньях иммунного ответа [3, 11, 12]. Кроме того, у ЧДБД с высокой частотой обнаруживали грибы рода Candida (преимущественно в значительных количествах) и все исследуемые вирусы (в высокой концентрации), которые также обладают выраженным иммуносупрессивным действием.
В составе микрофлоры ротоглотки ЧДБД раннего возраста из резидентных симбионтов с наибольшей частотой (91,5%) выделяли КОС, что соответствует норме (90-100%, lg 2-4 КОЕ/мл) (рис. 2). Однако средний уровень их содержания был значительно выше (lg 6,2 КОЕ/мл), что может иметь неблагоприятный прогноз в связи с высоким риском проявления ими патогенных свойств на фоне снижения резистентности организма.
Рис. 2. Микробиота ротоглотки у ЧДБД со склонностью к ОРЗ с развитием бронхита: * - в норме вирусные антигены ≤ lg 4; ^ - концентрация аденовирусных антигенов в ротоглотке у ЧДБД, перенесших обструктивный бронхит; ^^ - концентрация аденовирусных антигенов в ротоглотке у ЧДБД, перенесших простой бронхит
У 61,7% ЧДБД в ротоглотке присутствовали пептострептококки (в норме 89-97%) в количестве lg 5-7 КОЕ/мл. α-гемолитические и негемолитические стрептококки, которым принадлежит ключевая роль в формировании колонизационной резистентности биотопа, обнаруживали с наименьшей частотой (31,9%) (в норме 76-90%). Однако их количество было в пределах нормальных значений (lg 5-6 КОЕ/мл). В составе микробиоценоза ротоглотки у всех пациентов не были обнаружены нейссерии (в норме у 70-72%, lg 4-6 КОЕ/мл) и лактобактерии (в норме у 62-66%, lg 3-4 КОЕ/мл).
По данным литературы [13,14], факультативная микрофлора исследуемого биотопа представлена более широким спектром микроорганизмов. При этом в норме интенсивность колонизации ими слизистой ротоглотки не превышает lg 4 КОЕ/мл, а частота обнаружения - 35%. В наших исследованиях у детей с наибольшей частотой из представителей факультативной группы симбионтов выделяли золотистый стафилококк (87,2%) (рис. 2). Причем частота встречаемости S. aureus в составе микробиоты ротоглотки ЧДБД значительно превышала аналогичные показатели у здоровых детей (18,9-28%). Высокий уровень (>lg 3 КОЕ/мл) золотистого стафилококка регистрировали в 66% случаев. Вместе с тем, присутствие в составе микробиоценоза ротоглотки S.aureus сопровождается подавлением антагонистического потенциала облигатной микрофлоры биотопа, что приводит к его колонизации другими УПМ.
Коринеформные бактерии колонизировали слизистую ротоглотки ЧДБД раннего возраста в 63,8% случаев (в норме 20-24%, lg 3-4 КОЕ/мл). Несколько реже в составе микрофлоры ротоглотки обследованных встречался S.pyogenes (51,1%) в значительном количестве (lg 5,4±0,9КОЕ/мл) (в норме до 21%, lg 2-3 КОЕ/мл). Частота встречаемости грибов рода Candida в составе микробиоты ротоглотки у детей с ОРЗ с развитием бронхита составила 17% (в норме до 21%, lg 2-3 КОЕ/мл). При этом уровень колонизации кандидами слизистой оболочки ротоглотки значительно отличался от нормы (lg 4,0±0,5 КОЕ/мл).
Особо следует отметить высокую частоту обнаружения на слизистой оболочке ротоглотки обследованных детей энтеробактерий. Слизистую ротоглотки у них колонизировали эшерихии (в 51% случаев) (у здоровых детей 5,5-20%, lg 1-2 КОЕ/мл) и клебсиеллы (14,9%) в количестве lg 2-3 КОЕ/мл. В то же время, убедительно доказано наличие у энтеробактерий, выделяемых в составе микробиоценоза ротоглотки, высокой адгезивной, антилизоцимной, антиинтерфероновой, SIgA-протеазной активности [13]. Соответственно персистенция этих микроорганизмов приводит к выраженному снижению местной иммунной защиты слизистой респираторного тракта.
Кроме того, у 14,9% пациентов в составе микрофлоры биотопа присутствовали неферментирующие грамотрицательные бактерии (Ps. aeruginosa) в количестве lg 4-6 КОЕ/мл (в норме до 5%, lg 1-2 КОЕ/мл), а у 12,8% детей - гемофильные палочки в титре lg 3-5 КОЕ/мл. Из факультативных анаэробных симбионтов в микробиоценозе ротоглотки у ЧДБД раннего возраста с наибольшей частотой регистрировали фузобактерии (48,9%) (в норме до 28%). Интенсивность колонизации фузобактериями слизистой биотопа была выше нормальных величин (lg 3-4 КОЕ/мл). Реже (в 17% случаев) обнаруживали эубактерии в значительном количестве (в норме до 16%, lg 2-3 КОЕ/мл).
При анализе результатов исследования частоты присутствия адено- и реовирусов на слизистой оболочке ротоглотки установлено, что антигены аденовирусов обнаружены в 95,7% случаев в высокой концентрации, что является показателем их активации и репродукции (рис.2). Особо следует отметить, что у ЧДБД, перенесших 1-2 эпизода острого обструктивного бронхита, концентрация антигенов аденовирусов была значительно выше, чем у детей, болевших острым простым бронхитом (р<0,001). Реовирусы присутствовали в составе микробиоты ротоглотки у всех пациентов.
Следовательно, микрофлора ротоглотки у ЧДБД со склонностью к развитию бронхита также характеризовалась высокой частотой обнаружения грамотрицательных УПМ (эшерихии, клебсиеллы, гемофильные бактерии, синегнойная палочка, фузобактерии) на фоне высокого удельного веса и частоты встречаемости S. aureus, S.pyogenes, обладающих выраженным патогенным и персистентным потенциалом. Кроме того, у подавляющего большинства пациентов (95,7%) на слизистой биотопа обнаружены двухкомпонентные ассоциации вирусов. Причем концентрация антигенов аденовирусов на слизистой ротоглотки было наиболее высокой у ЧДБД, перенесших 1-2 эпизода острого обструктивного бронхита, что имеет важное патогенетическое значение. Активация аденовирусов на фоне ОРЗ сопровождается развитием воспаления слизистой оболочки дыхательного тракта с выраженным экссудативным компонентом, что является одним из механизмов бронхообструкции. С другой стороны, репродукция вирусов на фоне дисбиотических нарушений микрофлоры слизистой оболочки верхних дыхательных путей способствует повреждению и десквамации мерцательного эпителия, «оголению» ирритативных рецепторов с развитием повышенной чувствительности дыхательных путей к бронхоконстрикторам [15].
Таким образом, описанные дисбиотические сдвиги в микроэкологической системе детей несомненно приводили к выраженной системной эндотоксинемии и развитию хронической интоксикации, тканевой гипоксии, активации процессов перекисного окисления липидов, цитокинового каскада, которые повлекли за собой дисфункцию адаптационных систем детского организма, их истощение и дезинтеграцию, а также наиболее значительное снижение адаптационных возможностей детей. Возникающие на этом фоне глубокие нарушения в функционировании системы местного иммунитета респираторного тракта клинически выражались в склонности детей к тяжелому течению ОРЗ с развитием бронхитов.
Выводы
1. У ЧДБД раннего возраста со склонностью к ОРЗ с развитием бронхита выявлены выраженные отклонения в состоянии здоровья и высокая частота обнаружения маркеров инфицированности хламидиями, микоплазмами.
2. У ЧДБД раннего возраста со склонностью к ОРЗ с развитием бронхита имеет место сочетание дисбиоза кишечника, преимущественно III степени, с выраженными дисбиотическими изменениями в микробиоте ротоглотки.
3. Установлена высокая частота инфицированности адено-, рео- и ротавирусами толстого кишечника и адено- и реовирусами слизистой ротоглотки ЧДБД раннего возраста со склонностью к ОРЗ с развитием бронхита. В обоих биотопах вирусные антигены обнаружены в высокой концентрации, что свидетельствует о репродукции соответствующих вирусов.
4. Тяжесть течения ОРЗ у ЧДБД со склонностью к развитию бронхита была обусловлена доминированием в кишечнике условно-патогенных грамотрицательных бактерий и дрожжеподобных грибов рода Candida, увеличением частоты обнаружения и спектра энтеробактерий и других грамотрицательных микробов на слизистой ротоглотки, репродукцией всех исследуемых вирусов в обоих биотопах на фоне значительного уменьшения уровня представителей резидентной микрофлоры кишечника и ротоглотки.
5. С целью повышения адаптационных возможностей и уровня резистентности ЧДБД раннего возраста со склонностью к ОРЗ с развитием бронхита можно рекомендовать применение индивидуальных лечебно-реабилитационных программ на основе микроэкологический подход с коррекцией бактериальной, грибковой и вирусной составляющих микробиоты толстого кишечника и ротоглотки.