Effectiveness of Secondary Medical Prevention of Otitis Media in Children According to the Quantitative Composition of the Nasopharyngeal Microbiome
Authors: Еременко Ю.Е. , Семижон П.А. , Согоян И.И. , Счесленок Е.П. , Шестакова Е.В. , Дубков Н.А. , Бурдейко Е.Ю. 
Published: April 2024

Введение. В последнее время наблюдается рост числа различных форм рецидивирующих отитов у детей. Имеются данные об эффективности использования пробиотиков для профилактики и лечения острых респираторных заболеваний (ОРЗ), однако в отношении отитов у детей исследований недостаточно. Предполагается, что применение пробиотиков будет способствовать уменьшению эпизодов среднего отита и, следовательно, ограничению использования антимикробных лекарственных средств. Известно, что повторяющиеся респираторные инфекции ассоциированы с изменениями микробиома верхних дыхательных путей. Нарушения в микро-биоценозах организма человека играют ведущую роль в возникновении патологий инфекционного и неинфекционного характера. Мониторинг видового разнообразия, количественного соотношения различных видов и штаммов микроорганизмов в норме и при различных патологических состояниях необходим для последующей разработки подходов к восстановлению микробиоценоза с помощью микробной терапии – введения в организм отдельных видов микроорганизмов или их консорциумов в зависимости от типа патологии. Цель. Оценить эффективность вторичной медицинской профилактики средних отитов путем сравнительного анализа количественного состава микробиома носоглотки детей с острым катаральным или экссудативным средним отитом до и после применения пробиотика, содержащего штаммы молочнокислых бактерий рода Lactobacillus, в составе комплексной терапии отитов. Материалы и методы. Для определения количественного состава микробиома носоглотки детей с острыми катаральными или экссудативными средними отитами до и после вторичной медицинской профилактики проведено проспективное исследование, включающее 25 пациентов. Из них 15 мальчиков (60%) и 10 девочек (40%). Медиана возраста (среднее значение) по всей когорте – 4 (4,83). Все пациенты получали пробиотик, содержащий 2×109 КОЕ Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei в составе комплексной терапии. Пациентам осуществлялось взятие назофарингеальных проб до и после вторичной медицинской профилактики на 14-е и 30-е сутки лечения. Из назофарингеальных проб были выделены микроорганизмы методом количественной ПЦР. Анализ результатов амплификации в режиме реального времени проводили с помощью программного обеспечения используемого прибора для амплификации с оптическим модулем (IQ 5, Bio-Rad). Для проведения количественной оценки исследуемых микроорганизмов применялись стандартные образцы с рассчитанным содержанием количества копий геномных ДНК (ГЭ/мл). Было проанализировано число эпизодов рецидива среднего отита за 1 год до исследования и в течение года после вторичной медицинской профилактики. Статистическая обработка данных осуществлялась с использованием пакета прикладных программ Statisticа 10 (StatSoft, Inc., США, лицензия №AXXR012E839529FA). Результаты. Послевторичной медицинской профилактики среднихотитов (применения пробиотиков) у детей наблюдалось статистически значимое увеличение количества комменсальных микроорганизмов рода Lactobacillus на 30-е сутки применения пробиотика с 4,85 до 7,2, p<0,001; микроорганизмов рода Bifidobacterium – с 1,69 до 7,2, p<0,001; условно-патогенных микроорганизмов семейства Enterobacteriaceae – с 1,14 до 3,63, p<0,001; микроорганизмов рода Bacteroides – с 2,08 до 6,42, p<0,001; микроорганизмов рода Enterococcus – с 2,44 до 5,87, p<0,001; микроорганизмов рода Peptostreptococcus – с 1,15 до 4,65, p<0,001; микроорганизмов рода Fusobacterium – с 3,12 до 7,04, p<0,001. Заключение. На основе полученных результатов количественного анализа микробиоты носоглотки пациентов с острыми катаральными и экссудативными средними отитами до и после применения вторичной медицинской профилактики выявлены изменения носоглоточного микробиоценоза, выражающиеся в увеличении количественного уровня комменсальных микроорганизмов рода Lactobacillus, Bifidobacterium и условно-патогенных микроорганизмов рода Bacteroides, Enterococcus, Fusobacterium, Peptostreptococcus, семейства Enterobacteriaceae. Не выявлено статистически значимого увеличения условно-патогенных микроорганизмов рода Veillonella, Streptococcus, Staphylococcus и Prevotella. Установлено, что по- сле проведенного лечения среднее число эпизодов средних отитов снизилось в 2,88 раза: с 5,41 (95% ДИ от 4,82 до 6,00) за 1 год до лечения до 1,88 (95% ДИ от 1,24 до 2,51) в течение 1 года наблюдений после вторичной медицинской профилактики средних отитов, p<0,001. Таким образом, исследование количественного соотношения различных штаммов микроорганизмов носоглотки у пациентов с острым катаральным или экссудативным средним отитом до и после вторичной медицинской профилактики демонстрирует эффективность применения пробиотиков у детей.

Introduction. Recently, there has been an increase in the number of various forms of recurrent otitis media in children. There is evidence of the effectiveness of the use of probiotics for the prevention and treatment of acute respiratory diseases, but there is a lack of research regarding recurrent otitis media in children. It is assumed that the use of probiotics will help reduce episodes of otitis media and, therefore, limit the use of antimicrobial drugs. It is known that recurrent respiratory infections are associated with changes in the microbiome of the upper respiratory tract. Violations in the microbiocenosis of the human body play a leading role in the occurrence of pathologies of an infectious and non-infectious nature. Monitoring of species diversity, the quantitative ratio of different species and strains of microorganisms in normal and under various pathological conditions is necessary for the subsequent development of approaches to the restoration of microbiocenosis using microbial therapy – the introduction into the body of certain types of microorganisms or their consortia, depending on the type of pathology. Purpose. To evaluate the effectiveness of secondary medical prevention of otitis media by a comparative analysis of the quantitative composition of nasopharyngeal microbiome in children with acute catarrhal or exudative otitis media before and after the use of a probiotic containing strains of lactic acid bacteria of the genus Lactobacillus, as part of the complex therapy of otitis media. Materials and methods. To determine the quantitative composition of the microbiome of nasopharynx in children with acute catarrhal or exudative otitis media before and after secondary medical prevention, a prospective study was conducted, including 25 patients. Of these: 15 boys (60%) and 10 girls (40%). The median age (mean) for the entire cohort was 4 (4.83). All patients received a probiotic containing 2×109 of Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei as part of complex therapy. Patients took nasopharyngeal samples before and after secondary medical prophylaxis on the 14th and 30th days of treatment. Microorganisms were isolated from nasopharyngeal samples by quantitative PCR. Real-time analysis of amplification results was performed using the software of the used amplification instrument with an optical module (IQ 5, Bio-Rad). To carry out a quantitative assessment of the studied microorganisms, standard samples with a calculated content of the number of copies of genomic DNA (GE/ml) were used. The number of episodes of recurrence of otitis media 1 year before the study and within a year after secondary medical prevention was analyzed. Statistical data processing was carried out using the Statistica 10 software package (StatSoft, Inc., USA, license No. AXXR012E839529FA). Results. After secondary medical prevention of otitis media (use of probiotics), a statistically significant increase in the number of commensal microorganisms of the genus Lactobacillus was observed in children on the 30th day of probiotic use from 4.85 to 7.2, p<0.001; microorganisms of the genus Bifidobacterium – from 1.69 to 7.2, p<0.001; conditionally pathogenic microorganisms of the Enterobacteriaceae family – from 1.14 to 3.63, p<0.001; microorganisms of the genus Bacteroides – from 2.08 to 6.42, p<0.001; microorganisms of the genus Enterococcus – from 2.44 to 5.87, p<0.001; microorganisms of the genus Peptostreptococcus – from 1.15 to 4.65, p<0.001; microorganisms of the genus Fusobacterium – from 3.12 to 7.04, p<0.001. Conclusion. Based on the obtained results of a quantitative analysis of the microbiota of the nasopharynx of patients with acute catarrhal or exudative otitis media before and after the use of secondary medical prevention, changes in the nasopharyngeal microbiocenosis were revealed, expressed in an increase in the quantitative level of commensal microorganisms of the genera Lactobacillus, Bifidobacterium and conditionally pathogenic microorganisms of the genera Bacteroides, Enterococcus, Fusobacterium, Peptostreptococcus, family Enterobacteriaceae. There was no statistically significant increase in opportunistic pathogens of the genera Veillonella, Streptococcus, Staphylococcus and Prevotella. It was found that after treatment, the average number of episodes of otitis media decreased by 2.88 times: from 5.41 (95% CI from 4.82 to 6.00) 1 year before treatment to 1.88 (95% CI from 1.24 to 2.51) within 1 year of follow-up after secondary medical prevention of otitis media, p<0.001. Thus, the study of the quantitative ratio of different strains of nasopharyngeal microorganisms in patients with acute otitis media before and after secondary medical prevention demonstrates the effectiveness of probiotics in children.