Аннотация результатов, полученных в 2021 году
Создан геномный банк данных микробиомов дыхательных путей (мокроты) жителей угольного промышленного региона, в т.ч. больных с диагнозом рак легкого, пациентов с диагнозом хронический бронхит (ХБ), хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), здоровых доноров. В указанных когортах изучены базовые уровни нестабильности генома соматических клеток методами учета хромосомных аберраций и микроядер в лимфоцитах крови. Анализ частот биомаркеров генотоксического эффекта в сравниваемых выборках позволил установить, что уровень геномной нестабильности в лимфоцитах пациентов достоверно превышает соответствующие значения в контроле. В частности, показатель доли метафаз с аберрациями составил в когорте пациентов с раком легкого 4,48 ± 0,58%, в когорте пациентов с ХОБЛ - 2,86 ± 0,8%, в когорте пациентов с ХБ - 3,71 ± 0,3%, в контрольной выборке - 1,74 ± 0,2%. Впервые дана сравнительная оценка таксономического состава респираторных микробиомов в когортах пациентов с ХБ и у здоровых доноров. В мокроте пациентов с ХБ по сравнению с контролем отмечено значимое снижение относительной численности представителей Bacteroidetes, TM7, Spirochaetes и Tenericutes. На родовом таксономическом уровне у пациентов с ХБ по сравнению с контролем отмечено статистически значимое снижение численности представителей родов Prevotella (сем. Prevotellfceae),Alloprevotella, Capnocytophaga, Bacteroides, Lachnoanaerobaculum, Bulleidea и Clostridium (сем. Clostridiaceae), что является свидетельством развития бактериального дисбиоза в дыхательных путях больных бронхитом. Статистически значимое увеличение содержания в микробиоме мокроты пациентов с ХБ по сравнению с контролем было отмечено лишь для единственного рода Streptococcus (29.97±14.22% против 18.78±11.56%; р = 0,003). Представители еще одного рода Haemophilus с патогенным потенциалом также чаще обнаруживались в мокроте пациентов по сравнению со здоровыми донорами, однако это увеличение не было статистически достоверным.

Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Была проверена и подтверждена гипотеза о том, что таксономический состав бактериальной микробиоты дыхательных путей больных раком легкого, а также пациентов с доброкачественными патологиями бронхолегочной системы имеет параметры, отличающиеся от соответствующих значений у здоровых субъектов. С целью проверки этой гипотезы выполнено NGS секвенирование ампликона V3-V4 гена 16S рРНК бактерий в образцах мокроты 137 пациентов имеющих диагнозы: рак легкого, хроническая обструктивная болезнь легких, доброкачественные опухоли легких, туберкулемы легких, а также здоровых доноров. В итоге выполненных исследований были выявлены микробиотические маркеры риска развития рака легкого. На уровне бактериальных родов в мокроте пациентов с РЛ по сравнению с контролем отмечено статистически значимое снижение процентной численности представителей 17 родов бактерий. Снижение содержания такого большого числа бактериальных родов в мокроте больных раком легкого иллюстрирует наличие выраженного дисбиоза в дыхательных путях при этом заболевании. Из 43 родов бактерий, включенных в анализ микробиома мокроты, только два рода были представлены обильнее в когорте больных РЛ по сравнению со здоровыми субъектами. Это представители родов Streptococcus (26,8% против 19,61%; р = 0,01) и Haemophilus (1,5% против 0,18%; р = 0,04), которых, следует рассматривать в качестве наиболее вероятных биомаркеров риска развития рака легкого. С использованием метода капельной цифровой ПЦР удалось подтвердить наличие значимого увеличения содержания конкретного бактериального вида (Streptoccocus agalactiae) в мокроте больных раком легкого по сравнению со здоровыми субъектами. С учетом накопленного фактического материала в репрезентативных выборках больных с бронхогенным раком впервые была дана оценка влияния пола, курения, стадии заболевания и гистологических типов рака легкого на таксономический состав микробиома дыхательных путей пациентов. Существенных различий в содержании бактериальных родов между мужчинами и женщинами не было выявлено. Тем не менее, в мокроте у мужчин было снижено содержание представителей рода Veillonella и, одновременно, увеличено содержание родов Streptobacillus, Leptotrichia и Lactobacillus по сравнению с женщинами. На уровне бактериальных типов выявлено значимое снижение содержания в мокроте представителей Proteobacteria курящих пациентов и у контрольных доноров. На уровне родов имеется значимое однонаправленное уменьшение содержания Neisseria и Fusobacterium в микробиоме курящих больных раком легкого и контрольных доноров. Сделан вывод о том, что употребление табака приводит к снижению содержания большинства родов бактерий в мокроте. Исключение составляют представители типа Firmicutes, которые были представлены в микробиоме курильщиков обильнее, чем у некурящих здоровых индивидов. Было установлено, что разные стадии рака легкого ассоциированы со значимыми изменениями содержания отдельных бактериальных родов в мокроте пациентов. В частности, увеличение содержания представителей Streptococcus выявлено у больных на II стадии по сравнению с I (35,5 % против 25,15%; р = 0,02) с последующим снижением содержания этого рода на III и IV стадиях опухолевого процесса. В противоположность Streptococcus содержание представителей рода Veillonella снижается с 14,26% на I стадии до 8,4% на II стадии заболевания. Содержание представителей Alloprevotella, оставаясь на примерно одном уровне у пациентов на I – III стадиях, значимо увеличивается на IV стадии, характеризующейся наличием метастазов в отдаленные органы. На родовом таксономическом уровне не было обнаружено различий в структуре микробиома между выборками пациентов с основными гистологическим формами РЛ. Вместе с тем, наиболее отчетливые различия в содержании бактериальных родов наблюдаются между выборками больных плоскоклеточным раком легкого и здоровыми донорами. В частности, в мокроте пациентов с плоскоклеточным раком достоверно больше чем у здоровых субъектов определяются представители 4 родов: Streptococcus (31,35% против 20,81%), Gemella (2,9% против 1,56%), Bacillus (2,75% против 1,17%) и Macellibacteroides (1,62% против 0,61%). В отличие от плоскоклеточного рака пациенты с аденокарциномой легкого не имеют столь выраженных различий со здоровыми участниками исследования по содержанию бактериальных родов. В мокроте пациентов с аденокарциномой выявлено достоверное уменьшение содержания представителей только двух родов бактерий: Dialister (0,1% против 0,23%) и Catonella (0,05% против 0,18%). В соответствии с поставленными задачами за отчетный период был также определен таксономический состав бактерий в мокроте больных хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Пациенты с ХОБЛ имели достоверные различия в составе некоторых бактериальных родов по сравнению со здоровыми донорами. Увеличение содержания в мокроте больных ХОБЛ было отмечено только для рода Granulicatella (2,11% против 0,95%; р = 0,000001). Другие бактериальные рода были достоверно редуцированы в содержании в мокроте больных ХОБЛ: Anaerosinus, Actinomyces , Macellibacteroides, Streptobacillus, Atopobium, Selenomonas, Bacillus и Bacteroides. Указанные бактериальные таксономические единицы следует рассматривать в качестве метагеномных биомаркеров, ассоциированных с ХОБЛ. Пациенты с доброкачественными опухолями легкого имели собственные сигнатуры, отличающие их респираторный микробиом от больных с другими легочными патологиями, а также от здоровых субъектов. Установлено, что микробиом этих больных характеризуется увеличением содержания бактерий родов Prevotella (f. Prevotellfceae) (28,43% против 15,69%; р = 0,00004) и Neisseria (6,08% против 3,38%; р = 0,005). Представители шести других родов (Streptococcus, Rothia, Streptobacillus, Atopobium, Selenomonas и Leptotrichia) были значимо сокращены по численности у пациентов с оброкачественными опухолями по сравнению со здоровыми субъектами.