Интеграция подходов к изучению микробиоты при хроническом риносинусите: путь к этиологической терапии

Хронический риносинусит (ХРС) представляет собой сложное гетерогенное воспалительное заболевание, в патогенезе которого ключевую роль играет нарушение взаимодействия между иммунной системой хозя- ина и локальной микробиотой. Целью исследования является смена научной парадигмы от традиционной концепции простой бактери- альной инфекции к гипотезе дисбиоза, нарушения экологического равновесия, характеризующегося потерей микробного разнообразия, разрушением защитных комменсальных связей и доминированием патогенных микроорганизмов. Подробно рассматривается роль основных патогенов, таких как Staphylococcus aureus и Pseudomonas aeruginosa, их способность к формированию биопленок, а также связь состава микробиоты с различными иммунными эндотипами заболевания (Т2-опосредованным эозинофильным и не-Т2 нейтро- фильным воспалением). Материал и методы. В работе критически оценены современные методологические подходы к изучению микробиома пазух, включая сравнение традиционных культуральных методов и технологий секвенирования гена 16S рРНК. Особое внимание уделено проблеме стандартизации забора биоматериала и необходимо- сти внедрения функциональных методов, таких как метатранскриптомика, для различения метаболически активных микроорганизмов и внеклеточной ДНК. Значительная часть обзора посвящена механизмам под- держания хронического воспаления через микробные взаимодействия. Описана роль анаэробных бактерий (родов Peptoniphilus, Prevotella) в ферментации муцинов и продукции короткоцепочечных жирных кислот, которые могут служить питательным субстратом для роста патогенов. Результатом анализа доклинических моделей in vivo обоснована перспективность использования кроли- ков для изучения микробиоты благодаря их анатомическому сходству с человеком в отличие от имеющих существенные ограничения мышиных моделей. Заключение. В заключительной части обзора обозначены будущие терапевтические стратегии, направленные на восстановление устойчивой экосистемы пазух, включая применение пробиотиков, микробных метаболи- тов и трансплантацию назальной микробиоты, что открывает путь к персонализированной медицине ХРС.
Ключевые слова: микробиота, хронический риносинусит, комплексные исследования, дыхательные пути, культивирование мокробных сообществ
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Финансирование. Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда от №24-75-10028 от 31.07.2024. https://rscf.ru/project/24-75-10028.

Chronic rhinosinusitis (CRS) is a complex, heterogeneous inflammatory disease in which dysregulated interactions between the host immune system and local microbiota play a central pathogenic role. The aim of this review is to shift the scientific paradigm from the traditional concept of simple bacterial infection toward the dysbiosis hypothesis – an ecological imbalance characterized by loss of microbial diversity, disruption of protective commensal networks, and dominance of pathogenic microorganisms. We discuss in detail the role of key pathogens such as Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa, their capacity to form biofilms, and the association between microbiota composition and distinct immune endotypes of the disease (T2-mediated eosinophilic and non-T2 neutrophilic inflammation). Material and methods. We critically evaluate current methodological approaches to studying the sinus microbiome, including a comparison of conventional culture-based techniques and 16S rRNA gene sequencing technologies. Particular attention is paid to the challenges of standardizing sample collection and the need to implement functional methods such as metatranscriptomics to distinguish metabolically active microorganisms from extracellular DNA. A significant portion of the review is devoted to microbial interactions that perpetuate chronic inflammation. We describe the role of anaerobic bacteria (genera Peptoniphilus, Prevotella) in mucin fermentation and production of short-chain fatty acids, which may serve as nutritional substrates promoting pathogen growth. Results on analysis of preclinical in vivo models, we justify the potential of rabbit models for microbiota research due to their anatomical similarity to humans, in contrast to mouse models, which have significant limitations. Conclusion. In the final section, we outline future therapeutic strategies aimed at restoring a stable sinus ecosystem, including the use of probiotics, microbial metabolites, and nasal microbiota transplantation — paving the way toward personalized medicine in CRS.
Keywords: microbiota, chronic rhinosinusitis, comprehensive studies, respiratory tract, cultivation of microbial communities
Conflict of interest. The authors declare that there is no conflict of interest.
Financing. The study was supported by a grant from the Russian Science Foundation, No. 24-75-10028, dated July 31, 2024. https://rscf.ru/project/24-75-10028.

Введение
Верхние дыхательные пути играют важнейшую роль в дыха- тельной системе, кондиционируя и очищая вдыхаемый воздух от загрязнений до его попадания в нижние дыхательные пути [1]. Крупные твердые частицы удаляются из вдыхаемого воздуха в передней части ноздрей или преддверии носа, относительно сухой среде, выстланной плоским эпителием, похожим на кожу, и содержащей сальные железы. Более мелкие твердые частицы, включая бактерии и гидрофильные аэрозольные соединения, улавливаются текучей слизью, покрывающей слизистую оболоч- ку придаточных пазух носа, расположенную глубже в полости носа и пазухах. Мукоцилиарная функция придаточных пазух носа является ключевым механизмом защиты организма, кото- рый очищает вдыхаемые твердые частицы. Характеризующаяся нарушением мукоцилиарного клиренса, бактериальная коло- низация может играть определенную роль в инициации или поддержании воспалительного процесса при хроническом риносинусите (ХРС) [2]. ХРС определяется как персистирующее воспаление слизистой оболочки носа и околоносовых пазух (ОНП) длительностью не менее 12 недель, сопровождающееся сочетанием назальной обструкции, ринореи, лицевой боли/давления и/или снижени- ем обоняния, с эндоскопическими и/или радиологическими признаками воспаления. Заболевание встречается у 5–12% взрослого населения и ассоциировано со значительным сни- жением качества жизни, трудоспособности и экономическими затратами для системы здравоохранения [3, 4]. С клинической точки зрения выделяют по крайней мере 2 основных фенотипа ХРС: ХРС с носовыми полипами (CRSwNP) и ХРС без поли- пов (CRSsNP), которые отличаются клиническим течением, ответом на терапию и спектром сопутствующих заболеваний. В последние годы особое внимание уделяется иммунным эндотипам ХРС, прежде всего, Т2-опосредованному (эозино- фильному) воспалению, часто ассоциированному с бронхи- альной астмой и аспирин-индуцированным респираторным заболеванием, и не-Т2-вариантам с преобладанием нейтро- фильного и/или смешанного воспаления [5–7]. Эти различия предполагают, что микробиота может по-разному вовлекаться в патогенез заболевания пациентов с различными фенотипами и эндотипами ХРС. На этом фоне ключевым научным и клиническим вопросом становится не только описание качественных и количественных изменений микробиоты, но и оценка того, могут ли микробные паттерны служить биомаркерами риска, прогноза и ответа на лечение, а также терапевтическими мишенями для персонали- зированных вмешательств. Настоящий обзор посвящен анализу текущих данных о роли микробиоты при ХРС, обсуждению методологических ограни- чений и рассмотрению перспектив разработки микробиота- ориентированных стратегий лечения. В последние годы растущее понимание фундаментальной роли микробиоты в инициации, адаптации и функционировании иммунной системы человека произвело революцию в области иммунологии слизистых оболочек. Хотя каждое воспалительное заболевание можно дифференцировать по исключительным генетическим и биологическим механизмам, многие воспали- тельные заболевания, включая ХРС, связаны со значительными сдвигами в составе резидентной микробиоты от «здорового» к «больному» состоянию [8]. Гипотеза дисбактериоза, измене- ния микробного состава, связанного с нарушением локального экологического ландшафта, широко предлагается в качестве механизма, участвующего в патогенезе ХРС. Эта гипотеза под- тверждается результатами нескольких исследований, выявляю- щих здоровую локальную среду с определенными «ключевыми видами» или микробами, которые в норме поддерживают ста- бильное и интерактивное сообщество [9–11]. Тем не менее, несмотря на растущий объем данных, иссле- дования микробиоты ОНП остаются фрагментарными. Многие результаты не были воспроизведены из-за небольших выборок и существенных различий в экспериментальных методологиях. Кроме того, интерпретация результатов различных исследова- ний осложнена отсутствием единых критериев оценки резуль- татов и стандартизированных подходов исследования. В связи с этим по-прежнему не установлены причинно-следственные связи между наличием определенных микробных сообществ в дыхательных путях и развитием ХРС [12]. Многие трудности изучения неразрывно связаны с широ- ким набором диагностических параметров ХРС и отсутствием подходящей модели на животных. Подходы к изучению микро- биоты на основе оценки ее генетического состава (микробио- ма), ранее активно применявшиеся для других систем орга- нов (например, кишечника), были концептуально перенесены и в респираторную область [13]. Хотя кажущиеся обоснован- ными исследования микробных сообществ дыхательных путей и их предполагаемой роли в развитии ХРС на основе геномов требуют дополнительного изучения с использованием более надежных и воспроизводимых модельных систем, основан- ных на культивировании микробных сообществ и возмож- ности оценить особенности их белкового синтеза в условиях организма человека. Если этиологическая структура конкрет- ных сообществ окажется верной, появятся возможности для новых терапевтических вмешательств с потенциалом для пер- сонализированных стратегий лечения, основанных на составе микробиоты. Методические подходы при исследовании микробиома пазух носа Место взятия проб различается в разных исследованиях, что отражает тонкие особенности в микросреде верхних дыхатель- ных путей и затрудняет проведение мета-анализа в перекрест- ных исследованиях [14]. Очевидно, что микробиота передней части носовой полости отличается от микробиоты среднего носового хода и клиновид- но-решетчатого кармана в здоровом состоянии [15]. В связи с этим вопрос о наиболее репрезентативном месте взятия проб остается открытым, поскольку ни один из участков не спосо- бен полностью отразить анатомическую и иммунологическую неоднородность носовой полости и ОНП [9, 16]. Несмотря на это средний носовой ход рассматривается как наиболее подходящий участок, поскольку он демонстрирует высокую согласован- ность с микробиотой верхнечелюстной пазухи, располагается в зоне общего дренажа основных пазух и отличается наиболее доступной и воспроизводимой методикой получения образцов [14, 17, 18]. Подобная методологическая проблема известна и в гастро- энтерологии, где стул используется как интегральный образец, хотя он косвенно отражает микробиоту различных отделов желудочно-кишечного тракта. В связи с этим в раннем иссле- довании ХРС, включавшем сравнение 12 участков у 8 пациентов во время хирургического вмешательства, было показано устой- чивое соответствие между микробиотой среднего носового хода и более глубоких пазух, что делает этот участок наиболее обоснованным компромиссным выбором [19]. Дополнительной проблемой, затрудняющей сопоставление исследований и проведение мета-анализов, является высо- кая вариабельность дизайна работ. Помимо различий в месте забора материала (средний носовой ход, верхнечелюстная или решетчатая пазуха, слизь против биопсийного материала), существенно отличаются используемые платформы и мишени секвенирования. В различных исследованиях амплифицируются разные гипервариабельные участки гена 16S рРНК (V1-V3, V3-V4 и др.), применяются различные праймерные наборы и глубина секвенирования, что влияет на обнаруживаемое таксономиче- ское разнообразие и затрудняет прямое сравнение результатов. Стандартизация этих методических параметров представляет собой критически важную задачу для формирования сопоста- вимой доказательной базы. В ряде работ предпринимались попытки связать характери- стики микробиоты с клиническими исходами, включая пока- затели симптоматики (например, SNOT-22), эндоскопические и рентгенологические шкалы (Lund–Kennedy, Lund–Mackay), а также потребность в повторных хирургических вмешательствах или эскалации медикаментозной терапии [20–22]. Однако полу- ченные данные остаются неоднородными. Одни исследования демонстрируют ассоциацию низкого разнообразия и домини- рования отдельных патогенов с более тяжелым течением ХРС, тогда как другие не выявляют устойчивых связей между микроб- ными показателями и клиническими параметрами [23, 24]. Это подчеркивает необходимость комплексных исследований, сочетающих микробиологические и клинико-функциональные данные. С точки зрения обнаружения бактерий молекулярные методы превосходят культуральные подходы, поскольку позволяют выявлять даже трудно культивируемые и пока не культивируе- мые микроорганизмы на основе амплификации вариабельных участков гена 16S рРНК [25–27]. Так, секвенирование 16S рРНК при ХРС обеспечивает значительно более высокую чувствитель- ность и более полное определение микробного разнообразия, чем стандартные бактериологические методы [26]. Хотя бактериологический метод и является «золотым стандар- том» на протяжении десятилетий, этот метод ограничен низкой чувствительностью и неспособностью выявлять широкий спектр пока некультивируемых микроорганизмов, характерных для ХРС. Однако клиническая ценность молекулярных методов все еще не может быть установлена, поскольку 16S-секвенирование определяет лишь относительную или суммарную численность бактериальной ДНК, не различая живые, активные, покоящиеся или погибшие клетки, что создает методологические проблемы [28]. В связи с этим требуется дальнейшее совершенствова- ние культурально-независимых технологий, включая методы отделения активных микробных клеток от внеклеточной ДНК и неактивных микробных субпопуляций [29, 30]. В настоящее время для изучения микробных сообществ используются 2 основных подхода к изучению микробиома: целевое секвенирование маркерных генов и дробное метаге- номное секвенирование. Целевое секвенирование маркерных генов основано на анали- зе гипервариабельных областей гена 16S рРНК и остается наи- более распространенным инструментом благодаря возможности универсального амплифицирования консервативных участков и достаточной вариабельности для таксономической дифферен- циации [31, 32]. Хотя дробное секвенирование более затратно, оно обеспечивает широкий охват сообщества, включая вирусы и грибы, и позволяет получать функциональную информацию о микробиоме, такую как определение генов устойчивости к антибиотикам и факторов вирулентности, что недоступно при анализе отдельных генов-маркеров [33, 34]. Современное раз- витие технологий секвенирования стремится снизить различия и улучшить баланс между глубиной, точностью и стоимостью анализа. Более того, по сравнению с целевым анализом ампли- конов (например, секвенированием гена 16S рРНК), дробная метагеномика обладает рядом преимуществ. Появление методов третьего поколения, таких как Oxford Nanopore и PacBio, обеспе- чило секвенирование отдельных молекул в реальном времени, что уменьшает ограничения, связанные с короткими прочте- ниями и амплификационными артефактами [32, 35–38]. Эти технологические достижения делают возможным дальнейшее внедрение более точных и доступных методов в исследование микробиома пазух. Дополнительное внимание привлекает роль вирусов и грибов в составе микробного сообщества верхних дыхательных путей [39]. Их участие в патогенезе ХРС долгое время оставалось недооцененным вследствие исторической ориентации исследований на бактерии, однако накопленные данные демонстрируют, что вирусы и грибы, действительно, играют важные роли при ХРС [40–45]. Репликация вируса может вызывать повреждение эпителия и усиливать адгезию бактерий, тогда как грибы могут синергировать с патогенными бактери- ями, играя роль в формировании хронического воспаления [42, 46]. Несмотря на это их точная роль остается недостаточно изученной и требует дальнейших исследований [42]. Кроме того, становится очевидной важность интегра- ции микробиомных данных с другими «омикс»-подходами. Метатранскриптомика позволяет дифференцировать активно транскрибирующие популяции от метаболически «молчащих» бактерий, а метаболомика – оценивать профиль микробных метаболитов, включая короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК) и другие сигнальные молекулы, непосредственно вли- яющих на эпителий и иммунную систему. Включение таких подходов в дизайн исследований ХРС представляет собой сле- дующий шаг к функциональному пониманию микробиоты пазух. Дисбиоз микробиоты пазух носа при ХРС Анализ нормального состояния микробиоты в полостях носовых пазух имеет решающее значение, поскольку сущест- вует очевидная роль комменсалов в исключении патогенов и в модуляции здорового микробного иммунного ответа хозяина [47]. Более глубокие отделы носовой полости и пазух имеют уникальную локальную микросреду (pO2, pH и т. д.) и иммунные факторы хозяина, что определяет специфичность их микроб- ных сообществ [16, 48, 49]. Хотя M. Yan и соавт. исследовали более глубокие анатомические участки у здоровых доброволь- цев, а V.R. Ramakrishnan и соавт. сравнивали участки верхних дыхательных путей и пазух при ХРС, детального сопоставления микробиома в пределах полностью нормальных пазух до сих пор не проводилось, вероятно, вследствие необходимости инва- зивных методов получения материала [15, 19]. В здоровом состоянии обычно обнаруживаются микро- бы родов Staphylococcus, Corynebacterium, Peptoniphilus и Propionibacterium [50, 51]. Интересно, что общая бактери- альная нагрузка у здоровых и людей, имеющих пораженные пазухи, оказывается сопоставимой, несмотря на выраженную межиндивидуальную вариабельность микробиоты у здоровых и больных ХРС [52, 53]. Многие условно-патогенные микроор- ганизмы присутствуют в низкой концентрации в микробиоте нормальных пазухах, и именно острое нарушение стабильно- го микробного сообщества может инициировать заболевание [2, 42]. Нарушение устойчивой комменсальной микробиоты может способствовать обострению хронического воспалитель- ного процесса даже в отсутствии явной острой инфекции [54]. Дисбиоз может приводить к тому, что типичные микробные сообщества станут провоспалительными или инвазивными либо создают условия для чрезмерного роста патогенов, что в совокупности увеличивает риск развития ХРС. Данные под- тверждают, что дисбиоз микробиоты пазух носа связан с пато- генезом ХРС [55], а исследования демонстрируют снижение разнообразия микробного сообщества по сравнению со здоро- выми людьми [56], указывая на возможность доминирования отдельных патогенов [57]. Эти результаты существенно изме- нили представления о роли состава и динамики микробного сообщества в развитии ХРС. Накопленные данные свидетельствуют о том, что характер дисбиоза может различаться между клиническими феноти- пами и иммунными эндотипами ХРС. У пациентов с CRSwNP, особенно с выраженным эозинофильным воспалением (эозино- фильный CRSwNP), чаще описываются выраженное снижение α-разнообразия и доминирование отдельных таксонов, в т.ч. Staphylococcus aureus, тогда как при CRSsNP изменения микро- биоты могут быть менее выраженными или иметь иной паттерн [58–60]. Это позволяет предположить, что микробиота не только отражает степень воспаления, но и потенциально участвует в формировании специфических эндотипов заболевания. Особое внимание уделяется роли биопленок, устойчивых мно- гокомпонентных микробных сообществ, погруженных в матрикс из экзополисахаридов и белков. Биопленки S. aureus и других патогенов неоднократно обнаруживались на поверхности слизи- стой оболочки и в толще носовых полипов, ассоциируясь с тяже- лым, резистентным к лечению течением ХРС и повышенным риском рецидива после хирургического вмешательства [61, 62]. S. aureus также рассматривается как источник суперантигенов, способных усиливать Т2-опосредованное воспаление, стиму- лировать эозинофильную инфильтрацию и ремоделирование слизистой оболочки. Таким образом, дисбиотические сообще- ства и биопленки могут играть ключевую роль в поддержании хронического воспаления и снижении эффективности стан- дартной терапии. Нарушение здоровых комменсальных взаимодействий с местной иммунной системой хозяина, по-видимому, является важным фактором прогрессирования ХРС. Линейный дискри- минантный анализ выявил повышенное содержание бактерий рода Corynebacterium у пациентов с ХРС, хотя этот род широко обнаруживается и у здоровых людей [9, 16]. В мышиной модели, где микробное сообщество предварительно истощалось анти- биотиками, инфицирование C. tuberculostearicum приводило к гиперплазии бокаловидных клеток и гиперсекреции муцина, что является ключевыми гистологическими признакам ХРС [63]. Однако исследование включало всего 7 образцов пациен- тов, а последующие исследования показали противоположные результаты. Так, у пациентов с ХРС с повышенным числом бактерий вида C. tuberculostearicum во время эндоскопической операции на пазухах наблюдались лучшие послеоперационные исходы [64]. В другом исследовании образцы назального лаважа пациентов с ХРС вызывали индукцию провоспалительных цито- кинов, включая интерлейкин-5 (ИЛ-5), в периферических лей- коцитах здоровых доноров, что подтверждает взаимодействие между нарушенной микробиотой и иммунной системой [65]. Эти данные согласуются с концепцией, что ХРС представляет собой измененные микробные сообщества, в которых микробные и иммунные факторы поддерживают патологический процесс. Недавнее исследование пациентов с ХРС и без ХРС, перенес- ших эндоскопическую операцию на ОНП, продемонстрировало корреляцию между потерей видового богатства и разнообразия бактерий и тяжестью воспаления и тканевой эозинофилией [66]. Вместе с тем является ли дисбиоз причиной или следствием нарушения местного иммунного ответа остается неясным. Важным фактором формирования дисбиоза при ХРС являют- ся медицинские вмешательства, прежде всего, антибиотикотера- пия. Пациенты с длительным и тяжелым течением заболевания часто получают многократные курсы системных и местных антибиотиков широкого спектра, что приводит к снижению раз- нообразия микробного сообщества, отбору устойчивых штаммов и смещению в сторону условно-патогенных таксонов, включая анаэробы и грамотрицательные бактерии [6, 67]. Отдельные исследования показывают, что изменения затрагивают не только локальную, но и системную микробиоту, что может дополни- тельно модифицировать иммунный ответ хозяина. Эндоскопическая хирургия ОНП, направленная на восста- новление вентиляции и дренажа, также сопровождается изме- нением локальной микросреды и структуры микробного сооб- щества. В ранние сроки после вмешательства описываются транзиторные сдвиги в сторону повышенного разнообразия и уменьшения доли отдельных патогенов, но в долгосрочной перспективе микробиота часто остается нарушенной у пациентов с тяжелым, рецидивирующим течением ХРС [69]. Местные глю- кокортикостероиды, являясь ключевым компонентом поддер- живающей терапии, могут опосредованно влиять на микробиоту через модификацию воспалительного ответа, однако данных о прямом влиянии стероидов на состав микробных сообществ пока недостаточно. Преобладание анаэробов неоднократно описано при ХРС и может объясняться селективным действием антимикробных агентов, способствующим росту анаэробных микроорганизмов и гипоксии пазух [70, 71]. Анаэробные микроорганизмы родов Peptoniphilus, Anaerococcus и Prevotella регулярно выявляются у пациентов с ХРС [72–74], хотя после эндоскопических операций на пазухах увеличение доли анаэробов может отражать гипоксию слизи- стых оболочек или указывать на существование локализаций в слизи и биопленках, где содержание кислорода остается низким [75]. Вероятно, что как и при муковисцидозе, уровень кислорода в слизи пазух является динамичным и определяет- ся как процессами, происходящими в организме хозяина, так и жизнедеятельностью микроорганизмов [76]. Роль анаэроб- ных бактерий в прогрессировании ХРС до настоящего времени изучена недостаточно, и эта область представляет собой новое важное направление исследований хронических заболеваний дыхательных путей. Микробные взаимодействия при ХРС Понимание сложности и динамики межвидовых и межцар- ственных отношений в биопленках представляет собой серь- езную проблему в исследовании микробиоты, однако такое понимание может существенно прояснить механизмы, лежащие в основе хронических респираторных заболеваний, включая ХРС [13]. Симбиоз в сбалансированных микробных экосисте- мах обеспечивает эффективное использование питательных веществ и способствует снижению колонизации патогенами [77]. Поскольку большинство микроорганизмов постоянно кон- курируют за ресурсы, существуют разнообразные механизмы, с помощью которых микробные сообщества могут сосуще- ствовать с другими микроорганизмами, конкурирующими за те же ресурсы, или доминировать над ними [78]. Понимание микробных взаимодействий будет иметь решающее значение для установления функции микробиоты при ХРС и внедрения новых терапевтических стратегий. Было изучено взаимодействие S. aureus и Corynebacterium в носовой полости и показано, что виды Corynebacterium участ- вуют как в кооперативных, так и в конкурирующих взаимодей- ствиях с S. aureus. Так, Corynebacterium accolens и S. aureus, по-видимому, имеют симбиотические отношения и взаимно стимулируют рост друг друга in vitro, тогда как Corynebacterium pseudodiphtheriticum подавляет рост и колонизацию S. aureus [15]. В носовой полости эти реципрокные взаимодействия сви- детельствуют о том, что комменсальные микроорганизмы могут конкурировать с патогенами за экологические ниши и обеспе- чивать естественную защиту. В последние годы все больше данных указывают на суще- ствование защитных комменсальных таксонов, которые ассоциируются со здоровым состоянием слизистой оболоч- ки и сниженным риском колонизации патогенами. К таким видам относят, в частности, отдельные представители родов Corynebacterium и Dolosigranulum, которые часто обнаружива- ются у здоровых людей и реже – у пациентов с тяжелым ХРС [79]. Предполагается, что эти микроорганизмы могут конкури- ровать с патогенами за питательные ресурсы и рецепторные участки на эпителии, продуцировать бактериоцины и другие антагонистические молекулы, а также модулировать местный иммунный ответ в сторону толерантности. В связи с этим все более обсуждаемой становится концепция «терапии микробиоты», при которой целью вмешательства явля- ется не только элиминация патогенов, но и восстановление или введение защитных комменсалов, способных стабилизировать микробное сообщество. Понимание конкретных межмикроб- ных взаимодействий от конкуренции за субстрат до обмена метаболитами будет критически важным для разработки таких стратегий и выбора оптимальных «кандидатных» видов для создания пробиотиков или пересадки микробиоты. Другим важным респираторным патогеном является Pseudomonas aeruginosa, обладающая врожденной или прио- бретенной устойчивостью к различным классам антибиотиков. Появление устойчивости к лечению антибиотиками у части пациентов c ХРС представляет собой актуальную клиническую проблему. Была исследована роль муцинов дыхательных путей как источника углерода для микроорганизмов при муковисцидо- зе и показана их способность стимулировать рост P. aeruginosa. Более того, совместное культивирование P. aeruginosa с ана- эробными бактериями способствовало активному росту P. aeruginosa, использующей муцин в качестве источника углеро- да. Эти данные подтверждают экологическую роль анаэробов в формировании условий в дыхательных путях человека, способ- ствующих прогрессированию хронических заболеваний, включая ХРС [78]. Согласно предложенной модели, потенциальные пато- гены, которые не способны сами расщеплять муцины (например, P. аeruginosa или S. aureus), не вызывают инфекции до тех пор, пока не произойдет колонизация анаэробными бактериями, ферментирующими муцин и создающими питательную среду для патогенов. Многочисленные исследования по секвенирова- нию генов 16S рРНК при ХРС подтвердили высокое содержание анаэробов в измененных микробных сообществах пазух [63]. В свете этой гипотезы хроническое заболевание дыхательных путей может развиваться через последовательность событий, включающих нарушение мукоцилиарного клиренса, формирова- ние локальной анаэробной микросреды, появление и усиление роста, способных ферментировать муцины, последующую дег- радацию муцина до легко усваиваемых углеродных субстратов и дальнейшее размножение патогенов, вызывающих синусит. Для проверки возможной роли ферментации муцина при ХРС были проведены предварительные исследования, основанные на количественной оценке КЦЖК в слизи пациентов во время обострений. Газовая хроматография-масс-спектрометрия позво- лила обнаружить ацетат, пропионат и бутират в миллимолярных концентрациях во всех исследованных образцах, причем кон- центрации КЦЖК были значительно выше у пациентов с ХРС по сравнению со здоровыми лицами. КЦЖК преимущественно образуются в результате бакте- риальной ферментации. Эти данные свидетельствуют о спо- собности анаэробов генерировать метаболиты, которые могут служить источниками углерода для патогенных бактерий при ХРС аналогично механизмам в нижних дыхательных путях [78]. На основании этих наблюдений представляет интерес гипотеза, что рост классических патогенов дыхательных путей, таких как S. aureus и P. aeruginosa, может быть ингибирован путем изменения состава со-колонизирующей микробиоты, которая усиливает их рост и вирулентность. Разработка доклинических моделей Изучение бактериального состава при ХРС у человека пред- ставляет особую сложность, поскольку антибиотикотерапия, широко используемая при лечении этого заболевания, вероятно, оказывает выраженное влияние на резидентные бактериальные сообщества [80, 81]. Изменения микробиоты ХРС затрудня- ют интерпретацию, поскольку они не позволяют учесть дли- тельность и частоту предшествующей терапии у обследуемых пациентов. Дополнительные сложности создает отсутствие общеприня- тых моделей на мелких животных. У мышей и других мелких лабораторных животных не развиваются фенотипы верхних дыхательных путей, характерные для ХРС, что может быть связано с отсутствием подслизистых желез [82], а также с огра- ничениями, которые накладывает небольшой размер головы и полости носа, препятствующий детальному исследованию анатомии и патологии пазух [83]. Таким образом, сохраняет- ся потребность в надежной доклинической модели ХРС для отбора проб до начала заболевания и в процессе его течения. Несмотря на некоторые ограничения при экстраполяции данных доклинические модели сыграли значительную роль в процессе понимания патофизиологии ХРС [84–86]. В предыдущих исследованиях для создания острого и хро- нического воспаления придаточных пазух носа использова- лись различные животные, включая мышей, кроликов, овец и свиней. Среди них мыши использовались в моделях, направ- ленных на изучение микробиоты, например в исследовании C. tuberculostearicum как потенциального патогена микробиоты пазух. В ходе инокуляции C. tuberculostearicum в мышиную носовую полость, особенно с предшествующей антибиотико- терапией, был индуцирован фенотип ХРС. Интересно, что сов- местная инокуляция C. tuberculostearicum с Lactobacillus sakei приводила к снижению численности C. tuberculostearicum, что указывает на возможный пробиотический эффект L. sakei [63]. Кроме того, мыши использовались и для изучения динамики синоназальной инфекции и роли микробиоты слизистой обо- лочки в краткосрочных и долгосрочных ответах после местной инокуляции человеческих патогенов, таких как P. aeruginosa [87]. Однако мышиные модели имеют существенные огра- ничения, включая малый размер, несоответствие состава их комменсальной микробиоты человеческой, неустойчивость локальных экологических условий и отсутствие настоящих околоносовых синусов в анатомическом смысле. [88]. Более того, иммунные реакции у мышей заметно отличаются от реакций у людей [89]. По сравнению с мышами, крысы явля- ются более крупной моделью, что облегчает получение более крупных образцов тканей и ослабляет технические ограни- чения моделей меньшего размера [90]. Однако трансгенные модели крыс, применимые к ХРС, редки, и даже у животных с мутацией гена CFTR (SD-CFTRtm1sage) спонтанный синусит не развивается [83]. В качестве альтернативной модели была разработана модель синусита кролика in vivo, которая хорошо подходит для изуче- ния терапевтического вмешательства. Эта модель достовер- но воспроизводит гистопатологические признаки синусита, имеет достаточный размер для изучения пространственных и временны`х изменений микробиоты и активно используется для оценки влияния экспериментальной обструкции устья пазухи или прямой микробной инокуляции на развитие забо- левания [91, 92]. В этой модели муцин-ферментирующие анаэробные типы Firmicutes и Bacteroidetes доминировали на ранних стадиях, тогда как на более поздних этапах происхо- дил устойчивый сдвиг в сторону патогенных бактерий типа Proteobacteria, включая бактерии семейств Burkholderiales и Pseudomonadales. Такая модель предоставляет возможность изучать взаимодействия микроорганизмов и хозяина при контролируемых экспериментальных условиях, недостижимых у мышей или людей. Преимуществом модели является удоб- ная возможность повторных заборов материала посредством эндоскопии носовой полости. Помимо изучения микробных сообществ, доклинические модели представляют ценность для воспроизведения раз- личных иммунных эндотипов ХРС и оценки комбинирован- ных терапевтических подходов. Модели с доминированием эозинофильного или нейтрофильного воспаления позволяют анализировать, как один и тот же микробный стимул реали- зуется в различных иммунных контекстах и как иммунный профиль хозяина влияет на устойчивость дисбиотических сообществ. Это особенно актуально в эпоху биологической терапии, когда в клиническую практику внедрены препараты, нацеленные на ключевые медиаторы Т2-воспаления (ИЛ-4/13, ИЛ-5, IgE), а вопрос о влиянии такой терапии на микробиоту остается практически неизученным. В перспективе доклинические модели ХРС могут использо- ваться для тестирования комбинированных лечебных стратегий, сочетающих биологические препараты с микробиота-ориентиро- ванными вмешательствами. Такие подходы позволят контроли- руемо оценивать последовательность иммунных и микробных изменений, выявлять потенциальные синергии или конфликты между различными видами терапии и оптимизировать после- довательность и длительность вмешательств.Будущие направления исследований микробиома при ХРС Стандартизация процедур отбора проб и протоколов секве- нирования остается одной из ключевых задач в исследовании микробиома ОНП. В литературе описано множество протоколов, разработанных под разные исследовательские цели, а выбор оптимальной методики всегда определяется конкретным науч- ным вопросом. В дальнейшем необходим переход от разрозненных описа- тельных исследований к унифицированным продольным прото- колам, сочетающим анализ микробиоты с клиническими и функ- циональными показателями. Отдельным направлением является широкое внедрение функциональных методов (BONCAT, транс- криптомика отдельных клеток, изотопное мечение), которые уже обозначены в разделе методологии и в будущем должны стать стандартной частью дизайна исследований [93, 94]. В будущих исследованиях необходимо учитывать взаи- модействие как локальных микробных сообществ верхних дыхательных путей, так и системной микробиоты, включая желудочно-кишечный тракт. Дополнительно важным, но дис- куссионным направлением является изучение бактериофа- гов в составе микробного сообщества верхних дыхательных путей. Отсутствуют убедительные доказательства долгосрочной эффективности фаготерапии, тогда как риски нарушения устой- чивых комменсальных сообществ, селекции фагорезистентных штаммов и непредсказуемых эффектов для локальной экосис- темы остаются существенными. На данном этапе бактериофаги, по-видимому, должны рассматриваться преимущественно как объект фундаментальных микробиологических исследований, а не как реалистическая терапевтическая опция при ХРС, тогда как приоритет следует отдавать стратегиям, направленным на восстановление и стабилизацию резидентной микробиоты [95–100]. Важным направлением будущих разработок являются терапевтические вмешательства, основанные на модуляции микробиоты. Использование пробиотических и пребиотических подходов, а также введение бактерий или их метаболических аналогов открывает возможности для этически обоснованных клинических исследований, направленных на восстановление здоровой микробной экосистемы. Независимо от того, будут ли такие вмешательства нацелены на прямое воздействие на воспалительные процессы в эпителии или на репопуляцию нормальной микробиоты верхних дыхательных путей, очевид- на необходимость разработки новых стратегий для контроля патогенов при ХРС. По аналогии с трансплантацией фекальной микробиоты при рецидивирующей инфекции Clostridioides difficile в последнее время обсуждается возможность трансплантации микробиоты верхних дыхательных путей (назальной или синоназальной микробиоты) у пациентов с рецидивирующим ХРС. Первые пилотные исследования и серии наблюдений свидетельствуют о том, что перенесенные от здоровых доноров микробные сообще- ства могут устойчиво колонизировать слизистую оболочку носа и пазух, приводить к увеличению разнообразия микробиоты и снижению доли отдельных патогенов, а также ассоциироваться с уменьшением тяжести симптомов у части пациентов [101, 102]. Хотя данные пока ограничены и методологически неоднород- ны, пересадка микробиоты рассматривается как перспективное направление для пациентов с истощенной или глубоко нарушен- ной микробиотой, в т.ч. после многократных курсов антибио- тиков и хирургических вмешательств. Ключевыми задачами на ближайшее время являются стандартизация протоколов отбора доноров и подготовки микробиоты, определение оптимального пути введения и режима повторных процедур, а также оценка долгосрочной безопасности. Пробиотические вмешательства при ХРС включают при- менение живых бактерий, чаще всего представителей родов Lactobacillus и Bifidobacterium, местно или системно с целью модификации локальной и/или системной микробиоты. Отдельные клинические исследования продемонстрировали снижение выраженности симптомов, улучшение показателей качества жизни и снижение частоты обострений на фоне при- ема пробиотиков, однако результаты остаются неоднородными и ограничены небольшими выборками и различиями в штам- мовом составе препаратов [103]. Помимо живых пробиотиков все большее внимание уделя- ется постбиотикам, метаболитам и структурным компонентам микробов, оказывающим иммуномодулирующее и защитное действия. В контексте ХРС особый интерес представляют микробные метаболиты, такие как КЦЖК, которые, с одной стороны, могут служить субстратами для патогенов, а с дру- гой – модифицировать функцию эпителия и местных иммунных клеток. Перспективным направлением является разработка терапевтических схем, основанных на сочетании пробиотиков и их метаболитов с целью восстановления устойчивой микробной экосистемы слизистой оболочки. С практической точки зрения важным направлением исследо- ваний является поиск микробиота-ассоциированных биомарке- ров, позволяющих предсказывать риск рецидива, ответ на эндо- скопическую хирургию или биологическую терапию, а также выделять подгруппы пациентов, потенциально отвечающих на микробиота-ориентированные вмешательства. Примерами таких биомаркеров могут быть снижение α-разнообразия, домини- рование отдельных патогенов, наличие устойчивых биопленок или специфические микробные паттерны, ассоциированные с эозинофильным воспалением. Наиболее многообещающим подходом представляется интегра- ция данных метагеномики, транскриптомики слизистой оболочки, протеомики и метаболомики в рамках мультиомического анализа. Такое сочетание позволяет не только описать состав микробного сообщества, но и определить активные метаболические пути, характер иммунного ответа и ключевые взаимодействия «микроб- хозяин», связанные с развитием и персистированием ХРС. В пер- спективе мультиомические профили могут стать основой для разработки алгоритмов и персонализированных схем лечения. Заключение ХРС является полиэтиологическим заболеванием, в основе которого лежит сложное взаимодействие между локальными микробными сообществами, условиями слизистой оболочки и иммунными механизмами хозяина. Совокупность описанных данных подтверждает, что нарушение структуры микробиоты, изменение межмикробных взаимодействий и потеря коммен- салов формируют измененные микробные сообщества, способ- ствующие персистирующему воспалению. Несмотря на значительный прогресс в области молекулярных методов, текущие знания о роли микробов в развитии ХРС остаются фрагментарными. По-прежнему не определен состав здорового микробного сообщества верхних дыхательных путей, не установлены критерии стабильности и не выяснены меха- низмы перехода от транзиторного дисбаланса к хроническому воспалению. Недостаточно изучены роль вирусов человека, грибов и бак- териофагов, а также их взаимодействия с бактериальными компонентами микробиоты. Для дальнейшего продвижения в понимании патогенеза ХРС требуется стандартизация методик отбора проб и интеграция функциональных методов анализа. Растет интерес к терапевтическим стратегиям, направленным на восстановление нормального состава и функциональной устойчивости микробиоты слизистой оболочки. Детальные аспекты микробиом-ориентированных вмешательств обсуждены выше, однако уже сейчас очевидно, что именно восстановление устойчивой, функционально сбалансированной микробной эко- системы, а не изолированная элиминация отдельных таксонов, должно рассматриваться как одна из ключевых целей этио- логически ориентированной и персонализированной терапии ХРС. В клиническом отношении результаты микробиомных и мультиомических исследований могут способствовать раци- онализации применения антибиотиков, оптимизации отбора пациентов для эндоскопической хирургии и биологической терапии и более взвешенному подходу к внедрению микробиом- таргетных вмешательств. Таким образом, дальнейшие исследования микробиоты при ХРС должны быть направлены на интеграцию экологических, микробиологических и иммунологических подходов, что позволит сформировать целостную модель патогенеза заболевания. Это создаст основу для разработки более точных, этиологически обоснованных и персонализированных методов терапии, ориенти- рованных на восстановление функциональной экосистемы ОНП.