Введение. Актуальность проблемы часто и длительно болеющих респираторными заболеваниями детей (ЧДБД) для современной педиатрии не вызывает сомнений. Особого внимания заслуживают дети, у которых склонность к частым острым респираторным заболеваниям (ОРЗ) и негладкому их течению проявляется в раннем возрасте, в период наиболее нтенсивного развития детского организма, особенно его адаптационных систем. С одной стороны, частые ОРЗ являются проявлением нарушения созревания систем адаптации, с другой стороны, они сами приводят к альтерациям развития организма ребенка с преимущественным страданием нервной, эндокринной и иммунной систем. Соответственно научный поиск патогенетических механизмов частой респираторной заболеваемости у детей этой возрастной группы, на наш взгляд, следует проводить среди факторов, влияющих на процессы развития детского организма и обеспечивающих формирование систем защиты [1].
В настоящее время доказано, что формирующаяся в первые годы жизни микроэкологическая система организма является одним из ведущих регуляторных факторов, обеспечивающих гармоничную реализацию программы созревания иммунной системы и становление нейроэндокринной регуляции иммунного ответа [2,3]. В то же время нарушения процесса становления микробиоты у детей раннего возраста неизбежно сопровождаются срывом генетически детерминированной программы развития адаптационных систем детского организма, истощением резервных возможностей незрелой системы иммунитета вследствие гиперстимуляции, дестабилизацией гомеостаза [2-5].
Естественными компонентами микроэкологической системы человеческого организма являются вирусы. Около 10 вирусов входят в состав микробиоты толстого кишечника [2]. С высокой частотой вирусы присутствуют и на слизистой небных миндалин здоровых детей [6]. Однако дисбиозы применительно к вирусам изучены недостаточно, хотя появляются работы, касающиеся их персистенции. Пребывание вирусов в любом биотопе, даже в латентном состоянии, представляет серьезную опасность для организма человека. Под действием различных факторов может происходить активация вирусов. Активированный вирус взаимодействует с клеткой по типу острой или хронической продуктивной инфекции, что приводит к уничтожению клетки и более выраженным патогистологическим изменениям в зоне поражения. По данным М.А. Стениной и соавт. (2003), при дисбиозе кишечника организм человека находится в состоянии тканевой гипоксии, формирование которой в значительной степени связано именно с персистенцией вирусов в этом биотопе [7]. И.А. Гудима (2002 г.) приводит убедительные данные о роли персистирующих герпетических вирусов, а также адено- и реовирусов в высокой концентрации в развитии хронического тонзиллита у детей [6].
При вирусологическом исследовании смывов из носоглотки ЧДБД выявлена их выраженная инфицированность герпетическими вирусами и установлена прямая зависимость между интенсивностью персистенции вирусов и частотой развития респираторных заболеваний в течение года [8,9].
Вместе с тем, в литературе отсутствуют данные по сочетанному изучению состояния вирусной составляющей микробиоты толстого кишечника и ротоглотки у ЧДБД. Кроме того, до настоящего времени не проводились исследования, в которых вирусо-бактериальный дисбиоз кишечника и ротоглотки рассматривался бы как важный механизм дезинтеграции нейроэндокринной и иммунной систем детского организма, приводящий к нарушению его адаптационной стратегии и снижению антиинфекционной резистентности.
В связи с чем, целью настоящего исследования явилось изучение частоты обнаружения и концентрации антигенов адено-, рео- и ротавирусов в фекальном материале, а также антигенов адено- и реовирусов на слизистой ротоглотки у ЧДБД раннего возраста для оценки патогенетической роли вирусов и вирусо-бактериальных ассоциаций в составе микробиоты кишечника и ротоглотки 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 67 ЧДБД раннего возраста. Пациенты были разделены на 2 подгруппы в зависимости от особенностей клинического течения у них повторных респираторных заболеваний. 1-ю подгруппу (n=47) составили дети, у которых отмечалась склонность к ОРЗ с развитием простого (n=31) или обструктивного бронхита (n=16). В течение жизни пациенты этой подгруппы перенесли от 1 до 5 эпизодов острого бронхита. 3-я подгруппа (n=20) - дети со склонностью к ОРЗ с развитием тонзиллофарингита (от 1 до 3 раз в течение жизни ребенка). В соответствии с целью работы у всех детей определяли присутствие и концентрацию антигенов адено-, рео- и ротавирусов в фекальном материале, а также антигенов адено- и реовирусов в мазках со слизистой оболочки ротоглотки через 3 и более недель после последнего эпизода ОРЗ. Кроме того, было выполнено исследование состава просветной микрофлоры толстого кишечника и микрофлоры ротоглотки стандартным микробиологическим методом с выделением анаэробных и аэробных микроорганизмов. 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. Пациенты за год, предшествовавший обследованию, перенесли от 7 до 10 эпизодов ОРЗ. У 31 (66%) ЧДБД 1-й подгруппы, по данным анамнеза, развивался острый простой бронхит от 1 до 5 раз в течение жизни ребенка. ОРЗ с поражением верхних дыхательных путей (ВДП) 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.
У 16 (34%) пациентов 1-й подгруппы 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.
Во 2-й подгруппе ЧДБД клиническая картина ОРЗ, протекавших в виде ринофарингита, не отличалась от описанной у детей 1-й подгруппы. В возрасте 1,5 лет и старше у детей этой подгруппы отмечалось развитие тонзиллофарингита (от 1 до 3 раз в течение жизни ребенка на момент обследования). При этом у детей наблюдалась пиретическая температура, выраженные симптомы интоксикации, отказ от еды, боли в горле. При осмотре выявляли гиперемию и отечность небных миндалин, слизистой задней стенки глотки, появление нагноившихся фолликулов, увеличение и болезненность переднешейных лимфатических узлов.
В гемограмме ЧДБД наблюдалась анемия легкой степени. Изменения, обнаруженные в лейкограмме пациентов в период ремиссии (лейкоцитоз, лейкопения, лимфоцитоз, нейтрофилез со сдвигом вправо), свидетельствуют о наличии постоянного антигенного раздражения в детском организме, источником которого могут являться различные компоненты патологических микробиоценозов кишечника и ротоглотки (бактерии, вирусы, грибы).
Серологическое исследование показало высокую частоту инфицированности ЧДБД раннего возраста вирусом простого герпеса 1 типа в обеих подгруппах, что совпадает с данными других авторов [9]. Кроме того, у детей выявлены Ig G к нуклеарному антигену вируса Эпштейна-Барр, а также Ig G к структурным (поздним) белкам цитомегаловируса. Выявленные серологические сдвиги при наличии соответствующих клинических проявлений требуют терапевтической коррекции, что учитывалось нами при составлении лечебно-реабилитационных программ.
Результаты вирусологического и микробиологического исследования свидетельствуют о том, что у всех обследованных ЧДБД наблюдались выраженные нарушения в составе не только бактериальной и грибковой, но и вирусной составляющих микробиоты толстого кишечника и ротоглотки.
В фекалиях ЧДБД со склонностью к развитию бронхитов обнаружены антигены адено-, рео- и ротавирусов с высокой частотой и в высокой концентрации, что свидетельствует об их активации (рис.1). Вместе с тем, вирусы оказывают существенное неблагоприятное воздействие на лимфоидную ткань, ассоциированную с желудочно-кишечным трактом. В частности, известно, что ротавирусы вызывают деструктивно-воспалительные изменения в кишечной трубке, сопровождающиеся токсической антигенной нагрузкой на иммунокомпетентные клетки с изменением структурно-функциональной организации их мембран [10]. Кроме того, данные литературы свидетельствуют о том, что вирусы влияют на процессы клеточного деления, подавляют апоптоз и синтез белков системы комплемента, антигенов комплекса гистосовместимости, интерферона и других цитокинов с провоспалительной активностью, а также усиливают синтез белков, связывающих интерферон и иммуноглобулины, стероидов с иммуносупрессивной активностью [11]. Иммуносупрессивное действие вирусов в сочетании с разрушением ими клеток слизистой облочки создают благоприятные условия для интенсивного размножения условно-патогенных микроорганизмов (УПМ), колонизирующих соответствующий биотоп с развитием дисбиоза.
У детей этой подгруппы наблюдался выраженный дефицит основных облигатных симбионтов толстого кишечника 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.
Рис. 1. Микробиота толстого кишечника у ЧДБД 1-й подгруппы.
Вместе с тем, при дисбиозе кишечника, сопровождающегося увеличением пула грамотрицательных УПМ, иммунитет к их эндотоксину полностью утрачивается, что приводит к системной эндотоксинемии [12]. 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 [4,5]. Кроме того, у ЧДБД 1-й подгруппы с высокой частотой обнаруживали грибы рода Candida (преимущественно в значительных количествах), которые также обладают выраженным иммуносупрессивным действием.
На слизистой ротоглотки у подавляющего большинства пациентов 1-й подгруппы (95,7%) обнаружены двухкомпонентные ассоциации вирусов (рис. 2). Причем концентрация антигенов аденовирусов на слизистой ротоглотки было наиболее высокой у ЧДБД 1-й подгруппы, 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 ВДП способствует повреждению и десквамации мерцательного эпителия, «оголению» ирритативных рецепторов с развитием повышенной чувствительности дыхательных путей к бронхоконстрикторам [13].
Дисбиотические нарушения в составе микробиоты ротоглотки у ЧДБД 1-й подгруппы характеризовался угнетением облигатной микрофлоры. Только КОС обнаруживали с частотой, не отличающейся от нормы, но средний уровень их содержания был высоким, что имеет неблагоприятное значение, в связи с увеличением риска проявления ими патогенных свойств. Частота обнаружения пептострептококков и резидентных стрептококков была существенно меньшей по сравнению с другой подгруппой. Более того, наблюдалось отсутствие 3 резидентных симбионтов: нейссерий, лактобактерий и пропионибактерий. При этом факультативная микрофлора ротоглотки также характеризовалась более высокой частотой обнаружения грамотрицательных УПМ (эшерихии, клебсиеллы, гемофильные бактерии, фузобактерии, Ps. aeruginosa) на фоне высокого удельного веса и частоты встречаемости S. aureus, S.pyogenes, обладающих высоким патогенным и персистентным потенциалом. Более того, наблюдался высокий уровень колонизации слизистой ротоглотки кандидами, что в сочетании с обнаружением энтеробактерий и синегнойной палочки приводит к выраженному снижению местной иммунной защиты респираторного тракта [6].
Рис. 2. Микробиота ротоглотки у ЧДБД 1-й подгруппы *- в норме частота встречаемости 70-100%, в количестве lg 4-6 КОЕ/мл; **- в норме частота обнаружения <35%, интенсивность колонизации < lg 4КОЕ/мл, (энтеробактерии -< 20%, lg 1-2КОЕ/мл, Ps.aeruginosa <5%, lg 1-2КОЕ/мл), вирусные антигены ≤ lg 4; ^ - концентрация аденовирусных антигенов в ротоглотке у ЧДБД 1-й подгруппы, перенесших обструктивный бронхит; ^^ - концентрация аденовирусных антигенов в ротоглотке у ЧДБД 1-й подгруппы, перенесших простой бронхит.
Описанные глубокие нарушения в микроэкологической системе организма у ЧДБД 1-й подгруппы несомненно приводили к развитию хронической интоксикации, тканевой гипоксии, активации процессов перекисного окисления липидов, цитокинового каскада, что повлекло за собой дисфункцию адаптационных систем детского организма, их истощение и дезинтеграцию, что клинически выразилось в их склонности к более тяжелому течению ОРЗ с развитием бронхитов [14].
У ЧДБД 2-й подгруппы были выделены антигены адено- и реовирусов в высокой концентрации. Вместе с тем, антигены ротавирусов обнаруживали у них с меньшей частотой (р<0,001), чем у пациентов 1-й подгруппы (рис. 3)
В составе облигатной микрофлоры кишечника удельный вес бифидобактерий был снижен в меньшей степени, чем у детей 1-й подгруппы, а наиболее глубокие нарушения наблюдались со стороны лактобактерий, дефицит которых был значительно выражен в 100% случаев. Также отмечалась наиболее высокая частота обнаружения эшерихий с гемолитической активностью в значительных количествах.
В составе факультативной микрофлоры кишечника ЧДБД 2-й подгруппы регистрировали преобладание грамположительных бактерий (S. aureus, КОС, клостридии). Экзотоксины, продуцируемые S. aureus и клостридиями, обладают фосфолипазной, гемолитической, коллагеназной, гиалуронидазной, ДНК-азной активностями. Это может приводить к повреждению мембран клеток организма, коллагена и гиалуроновой кислоты, являющихся основой различных тканей, а также нуклеиновых кислот [2]. Кроме того, у всех детей выделяли грибы рода Candida, усиливающие патогенный потенциал бактериальной флоры.
Рис. 3. Микробиота толстого кишечника у ЧДБД 2-й подгруппы.
В то же время, у ЧДБД 2-й подгруппы отмечалась выраженная нестабильность микробиоты ротоглотки. Антигены адено- и реовирусов в высокой концентрации были выявлены в отделяемом ротоглотки у всех пациентов (рис.4). Количество видов резидентных симбионтов (2-3) было ниже нормы (4-6) в большинстве случаев (95%). При этом наиболее часто обнаруживали α-гемолитические и негемолитические стрептококки. КОС и пептострептококки очень часто присутствовали в значительном количестве, что на фоне сниженной резистентности организма может приводить к усилению их инвазивных свойств и формированию воспалительного процесса в миндалинах. Кроме того, отмечалось выраженное снижение частоты обнаружения нейссерий, а также отсутствие лактобактерий и пропионибактерий.
В факультативной микрофлоре этого биотопа, как и кишечника, доминировали грамположительные УПМ. С одинаково высокой частотой и в значительных количествах выделяли S. aureus и S.pyogenes, обладающих большим набором ферментов патогенности и экзотоксинов, способствующих формированию локального гнойно-воспалительного процесса и развитию общей интоксикации организма. Кроме того, доказано, что продукты метаболизма S. aureus и S.pyogenes могут оказывать стимулирующее влияние на репродукцию вирусов в клеточных культурах.
Рис. 4. Микробиота ротоглотки у ЧДБД 2-й подгруппы.
Наши исследования подтвердили эти данные: у всех ЧДБД 2-й подгруппы наблюдалась высокая частота совместного обнаружения этих бактерий и значительная инфицированность слизистой ротоглотки адено- и реовирусами. Активированные вирусы взаимодействуют с клетками слизистой и паренхимы небных миндалин, что приводит к гибели клеток с развитием более выраженных патогистологических изменений в зоне поражения, а также созданию благоприятных условий для интенсивного размножения УПМ, колонизирующих ротоглотку [6].
Несколько реже в составе микрофлоры ротоглотки обнаруживали коринебактерии, обладающие антилизоцимной и SIgA-протеазной активностями. Кроме того, частота обнаружения (30%) грибов рода Candida превышала аналогичный показатель у здоровых детей (20,7%). Вместе с тем, кандиды характеризуются высокой способностью проникать в паренхиму миндалин, нарушают целостность тканей и способствуют размножению золотистого стафилококка. При этом присутствие в ротоглотке S. aureus в ассоциации с кандидами приводит к более выраженным патоморфологическим изменениям в тонзиллах [6].
Таким образом, у детей 2-й подгруппы доминировали микроэкологические нарушения в микробиоте ротоглотки, при этом патологические микробиоценозы, представленные адено- и реовирусами, S.aureus, S.pyogenes, кандидами, коринебактериями, эубактериями, создавали условия для нарушения иммунологической функции небных миндалин и целостности эпителиального барьера слизистой ВДП с увеличением антигенного воздействия на организм ребенка и развитием хронической интоксикации и сенсибилизации, а также очагов воспаления в лимфоидном кольце глотки.
Выводы
1. Установлена высокая частота инфицированности адено-, рео- и ротавирусами толстого кишечника и адено- и реовирусами слизистой ротоглотки ЧДБД раннего возраста. В обоих биотопах вирусные антигены обнаружены в высокой концентрации, что свидетельствует о репродукции соответствующих вирусов, и в сочетании с нарушениями в состоянии бактериального и грибкового компонентов микробиоты биотопов позволяет прогнозировать исход повторной респираторной заболеваемости у ЧДБД раннего возраста.
2. Для прогнозирования возникновения повторных респираторных заболеваний у детей раннего возраста рекомендуется исследовать состояние микробиоты толстого кишечника и ротоглотки с определением концентрации вирусных антигенов через 3 и более недель после ОРЗ. При обнаружении антигенов вирусов в концентрации ≥105 в сочетании с дисбиозом кишечника III степени и дисбиотическими изменениями в составе микробиоты ротоглотки можно прогнозировать предрасположенность к высокой частоте ОРЗ и их длительному течению.
3. 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.
4. Развитие у ЧДБД тонзиллофарингита взаимосвязано с высокой частотой обнаружения на слизистой ротоглотки S. aureus в ассоциации с другими грамположительными УПМ (S.pyogenes, коринебактерии, эубактерии), грибами рода Candida, адено- и реовирусами на фоне выраженного угнетения в кишечнике лактофлоры, преобладания грамположительных УПМ (S. aureus, КОС, клостридии) и грибов рода Candida в сочетании с адено- и реовирусами.
5. При составлении лечебно-реабилитационных программ для ЧДБД раннего возраста необходимо учитывть, что на слизистой ротоглотки и в толстом кишечнике у этой группы пациентов выявляются патологические микробиоценозы, включающие не только бактериально-грибковые, но и вирусные ассоциации.