Критический анализ современных данных о микробиоме нормального эндометрия

Проведен поиск источников литературы в базах PubMed/MedLine, eLibrary за период 2019–2024 гг. и выполнен обзор исследований микробиоты эндометрия у женщин репродуктивного возраста, не имеющих патологии матки. Найдены единичные исследования микробиома полости матки у здоровых женщин. Предполагается, что эндометрий содержит очень низкую микробную массу, что препятствует культивированию микроорганизмов. В настоящее время широко используется метод секвенирования следующего поколения для оценки последовательности гена 16S рибосомальной РНК (рРНК), что обосновано универсальностью метода для исследования бактерий. Однако секвенирование 16S рРНК имеет существенные ограничения: во-первых, метод не применим для вирусов и грибов; во-вторых, результаты рассчитывают с помощью специальных алгоритмов, а единицей измерения является оперативная таксономическая единица, чаще соответствующая роду и не обязательно идентичная культивируемому микроорганизму. Данные о наличии и составе микробиоты эндометрия нормальной матки противоречивы, что может быть обусловлено отсутствием единого универсального подхода к диагностике, включая способ взятия образцов эндометрия без контаминации. Метатранскриптомный анализ эндометрия здоровых женщин показал наличие в нормальном эндометрии метаболически активных микроорганизмов в очень малом количестве без доминирования Lactobacillus. 
Заключение: Научные данные о микробиоме нормального эндометрия продолжают накапливаться. Остается недоказанной связь присутствия и относительной численности Lactobacillus в эндометрии с наступлением клинической беременности, живорождением, в том числе после применения вспомогательных репродуктивных технологий.

Вклад авторов: Барановская Е.И., Воронецкий А.Н. – концепция и дизайн исследования, сбор и обработка материала, редактирование; Барановская Е.И. – написание текста.
Конфликт интересов: Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование: Работа выполнена без финансовой поддержки.
Для цитирования: Барановская Е.И., Воронецкий А.Н. 
Критический анализ современных данных о микробиоме нормального эндометрия.
Акушерство и гинекология. 2024; 8: 24-30
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2024.130

В последнее десятилетие развитие молекулярных технологий дало возможность изучать внутреннюю среду матки – спектр белков и метаболитов, микробиом эндометрия и его значение для организма человека-хозяина. Предполагается присутствие микроорганизмов в нормальном эндометрии для обеспечения иммунологического барьера в полости матки и формирования иммунологической толерантности к эмбриону, участия в создании «окна имплантации» [1–5]. Однако знания о микробиоме эндометрия, с одной стороны, дополняются новыми данными, с другой стороны, для оригинальных исследований отсутствуют унифицированные методологии; группы обследованных малочисленны и разнородны; образцы эндометрия получены разными способами, не исключающими возможную контаминацию [5–14].

В обзор включены опубликованные исследования, вошедшие в базу данных PubMed/MedLine, eLibrary за период 2019–2024 гг. Настройка фильтров – полный свободный текст, последние 5 лет. Поиск выполняли по ключевым словам endometrium microbiota/microbiom и завершили 21.03.2024. В обзор включено 32 источника, соответствующие критериям поиска.

Методы идентификации микроорганизмов

Предполагается, что из-за крайне низкой микробной биомассы в полости матки микробиологические методы идентификации не эффективны. В настоящее время для исследования микробиома, в том числе в эндометрии используются методы детекции, основанные на секвенировании (Next-Generation Sequencing, NGS) целевых генов или полного генома микроорганизмов (метагеномный анализ), экспрессия РНК. Анализ функциональной активности микроорганизма показывает способность к транскрипции РНК (транскриптомика), продукции протеинов (протеомика) и метаболитов (метаболомика). Для рутинного использования эти методы не применимы из-за их сложной воспроизводимости, трудоемкости, высокой стоимости.

Ген 16S рибосомальной РНК (рРНК) является филогенетически старым у бактерий, имеет участки с разной вариабельностью и присутствует у всех прокариот. На знании этого свойства основана идентификация микроорганизмов путем NGS гена 16S рРНК путем классификации микроорганизмов на группы по наблюдаемым признакам, возникшим в процессе эволюции. Числовые алгоритмы вычисляют кластеры вариантов со сходной последовательностью гена 16S с порогом идентичности 97%, что относится к таксону на уровне рода или вида, но не обязательно совпадает с таксоном культивируемых микроорганизмов [7]. Поэтому для обозначения кластера со сходной последовательностью, близкого к одному таксону, приняли термин «оперативная таксономическая единица» (Operational Taxonomic Unit, OTU). При этом математически рассчитанное число OTU не идентично разнообразию видов или родов [15]. Разные штаммы одного вида микробов могут иметь отличия последовательности гена, или хромосома может иметь копии гена 16S, что интерпретируется как завышенное видовое разнообразие [8, 16]. Виды бактерий могут иметь одинаковый признак и математически объединяться в один кластер, что количественно уменьшает видовое разнообразие. Для описания разнообразия микроорганизмов вычисляют относительную численность (relative abundance) OTU, равную доле (%) отдельного OTU в общей численности OTU в биотопе. Более точно идентифицировать виды и штаммы микроорганизмов возможно при помощи полного метагеномного анализа, но данная технология требует большого количества ДНК, очищенной от ДНК человека-хозяина, работы с большим массивом информации с применением биоинформатики и биостатистики [3].

Жизнеспособность и функциональную активность микроорганизмов определяют по способности транскрипции РНК с ее последующим секвенированием (метатранскриптомный анализ) и по уровню экспрессии генов [12]. Однако виды микроорганизмов имеют отличающуюся скорость транскрипции или могут иметь сходную функциональную активность, что влияет на оценку количества транскрипта [15]. Экспрессия протеинов и образование метаболитов также характеризуют функциональную активность микроорганизмов. Один из методов протеомного анализа – времяпролетная масс-спектрометрия с матричной лазерной десорбцией/ионизацией (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization-Time-Of-Flight Mass Spectrometry, MALDI-TOF MS) отражает специфичность микроорганизмов в среде обитания [10, 17–19]. Метаболомный анализ определяет метаболиты методами жидкостной или газовой хроматографии, масс-спектрометрии, ядерного магнитного резонанса. Интерпретация результатов затруднена из-за высокого разнообразия метаболитов и скорости их продукции, присутствия метаболитов человека-хозяина. Общие ограничения метагеномного, метатранскриптомного, протеомного и метаболомного методов: высокая стоимость, работа с большим массивом данных, необходимость наличия эталонных и справочных баз данных.

В большинстве оригинальных публикаций о микробиоме эндометрия использован метод NGS участков V1-V9 c различной вариабельностью 16S гена рРНК [5, 7, 9, 11, 13, 20–26]. Для обозначения сообщества микроорганизмов, представляющих совокупность биотопов, населяющих организм человека, используется термин «микроби...

Барановская Е.И., Воронецкий А.Н.