ISSN 1728-2985
ISSN 2414-9020 Online

Urethral microbiota in healthy men and 
patients with urethritis

Z.A. Kadyrov, V.S. Stepanov, E.M. Aldyrakov, Sh.G. Machinashvili

Peoples Friendship University of Russia (RUDN University), Department of professional Development of the Medical Men, Endoscopic Urology clinic, Moscow, Russia
Non-gonococcal urethritis (NGU) is a common disease in men. The main cause of NGU is sexually transmitted infections, which can cause various complications, including reproductive ones. Chlamydia trachomatis and Mycoplasma genitalium are the most common causes of NGU, but no known viral or bacterial pathogens are detected in 28-50% of cases. Traditional research methods revealed a higher load of specific pathogens in patients with urethritis compared to the control, but these studies do not allow us to determine the total bacterial load in the urethra. Using the 16S rRNA sequencing method to characterize the urine and urethral microbiota reveals a diverse bacterial microbiota in both asymptomatic men and patients with NGU, which has a high diversity. The revealed microbiota in both healthy and patients with urethritis still has an ambiguous interpretation and requires further study.

Keywords

urine
urethra
microbiota
urethritis
microorganisms
genomic analysis

Проблема хронического уретрита остается актуальной для практической медицины, что обусловлено торпидностью патологического процесса, склонностью к непрерывно рецидивирующему течению, контагиозностью и высокой частотой развития резидуальных уретритов и осложнений [1–4].

Среди уретритов важное место занимает негонококковые (НГУ), которые, по оценкам специалистов, являются распространенной инфекцией, передаваемой половым путем (ИППП), у мужчин. Их частота значительно превышает таковую гонококковых уретритов (ГУ) и достигает 65% в структуре воспалительных заболеваний урогенитального тракта мужчин [5]. В дополнение к симптомам уретрита патогенные микроорганизмы могут вызывать такие осложнения, как простатит и эпидидимит [6], а также реактивный и гнойный артрит [7, 8]. При передаче партнерам-женщинам возбудители могут вызывать воспалительные заболевания органов малого таза и последующее бесплодие [9–12].

Возбудителями уретрита кроме N. gonorrhoeae [13, 14] являются C. trachomatis, Mycoplasma genitalium, T. vaginalis и Ureaplasma urealyticum [15, 16]. При обследовании 367 пациентов с НГУ выделены следующие микроорганизмы: C. trachomatis (22,3%), M. genitalium (12,5%), T. vaginalis (2,5%) и U. urealyticum (24,0%); в 9,5% выявлено несколько патогенов, в 29,2% возбудитель не определен [15, 16]. Лишь в отдельных публикациях показана роль Mycoplasma hominis в развитии уретрита [17, 18]. Кроме того, предполагается, что вирус простого герпеса 1-го и 2-го типов (ВПГ-1 и ВПГ-2) [19], аденовирус [20, 21] вызывают уретрит вместе с U. urealyticum, когда эта бактерия присутствует в высоких титрах [22, 23]. Несмотря на многочисленные публикации, касающиеся возбудителей уретрита, в 35% случаев [15, 16, 24] указанные выше микроорганизмы при НГУ не определяются, что указывает на наличие еще неидентифицированных патогенов, которые вызывают так называемый идиопатический уретрит (ИУ) [2, 24].

Одним из критериев диагностики хронического уретрита является количество полиморфно-ядерных лейкоцитов (ПЯЛ) в поле зрения микроскопа в уретральном мазке. Некоторые авторы считают, что количество ПЯЛ в уретральном мазке <4 в поле зрения считается нормой, хотя, по последним рекомендациям Американской ассоциации урологов по лечению ИППП, норма должна быть снижена до 2 и менее ПЯЛ в поле зрения [25] при наличии симптомов. Однако показатели зависят от метода отбора проб [26]. Некоторые авторы в своих исследованиях стремятся повысить специфичность диагностики ИУ путем увеличения среза до ≥10 ПЯЛ в поле зрения и исключения «положительной серой зоны» НГУ с 5–9 ПЯЛ в поле зрения. Исследование H. Moi et al. [27] показало, что при значениях в слое <5 ПЯЛ в поле зрения обнаружена слишком низкая доля случаев хламидиоза, гонореи и M. genitalium. Исследование также показало, что примерно 85% всех НГУ, вызванных C. trachomatis или M. genitalium, обнаружены у мужчин с ≥10 ПЯЛ в поле зрения. В другом исследовании M. Sarier et al. [28] среди 63 мужчин с уретритом с помощью ПЦР у 14 пациентов выявлен ГУ, у 27 – НГУ. При микроскопии уретрального мазка, окрашенного по Грамму (ОМГ), пороговое значение ≥5 ПЯЛ в поле зрения продемонстрировало чувствительность 92,9% при диагностике ГУ и 55,6% при диагностике НГУ. Пороговое значение ≥2 ПЯЛ в поле зрения достигло 100% чувствительности для ГУ и 92,6% для НГУ. Значение ≥5 ПЯЛ в поле зрения при окраске по Грамму имеет низкую чувствительность при диагностике НГУ. Пороговое значение ≥2 ПЯЛ в поле зрения обладает более высокой чувствительностью при диагностике как ГУ, так и НГУ [28].

В мировой литературе очень мало информации о составе уретральной флоры у мужчин и женщин. В исследовании W. R. Bowie et al. [29] в группе из 33 мужчин без уретрита культивационными методами были выявлены Staphylococcus epidermidis, Corynebacterium spp., Lactobacilli, Haemophilus vaginalis, alpha-hemolytic streptococci. Авторы подчеркивают, что в отличие от женщин состав микрофлоры уретры мужчин не меняется в зависимости от возраста. Спустя уже несколько часов после рождения в ладьевидной ямке уретры мальчиков обнаруживается S. epidermidis – микроорганизм, обитающий на кожных покровах человека.

S. Epidermidis и S. saprophyticus обнаруживаются практически у всех здоровых взрослых мужчин. По мере продвижения вглубь уретры отмечается уменьшение бактериальной обсемененности – начиная с 5 см уретра практически стерильна. По мнению авторов, мочеиспускательный канал мужчины имеет нейтрально-щелочную среду, благоприятную для жизни и размножения сапрофитных стафилококков [29].

В отличие от женщин у мужчин нет преобладающего микроорганизма в микробиоте уретрального тракта. Есть сообщения о различиях в микробиологическом пассаже у обрезанных и необрезанных мужчин [30].

Традиционно образцы мочи, секрет простаты, мазок из уретры и другое содержимое исследуются различными культуральными методами, которые хорошо подходят для обнаружения определенных патогенных микроорганизмов. Некоторые исследования выявили более высокую нагрузку специфических патогенов у пациентов по сравнению с контролем [31–33], но при этом использовались видоспецифичные ПЦР-тесты, в частности тест-система Андрофлор («ДНК-технология»), и не определялась общая бактериальная нагрузка в уретре. В частности, M. R. Rakhmatulina et al. [34], используя тест-систему Андрофлор в отношении 103 мужчин с уретритом, вызванным ИППП (42 пациента), и 61 клинически здорового мужчины проводили идентификацию патогенных и условно патогенных микроорганизмов в соскобах из мочеиспускательного канала. Установлено, что бактериальная обсемененность уретры у больных ИППП была достоверно выше, чем в группе здоровых мужчин (5,8 и 4,7 Lg10 соответственно), причем наибольший уровень бактериальной обсемененности выявлен у больных, инфицированных N. gonorrhoeae (6,4 Lg10). Пациенты с ИППП по сравнению со здоровыми имели значительно более низкие уровни Staphylococcus spp., Streptococcus spp., Corynebacterium spp. Авторы пришли к выводу, согласно которому лучшим диагностическим показателем, отличающим нормальную микробиоту от микробиоты больных ИППП, является сумма Staphylococcus spp., Streptococcus spp. и Corynebacterium spp. («количество нормофлора»).

У больных с клиническими признаками уретрита и наличием ИППП отмечается снижение нормофлоры при всех видах ИППП и увеличение количества облигатных анаэробных бактерий: Megasphaera spp., Veillonella spp., Dialister spp., Bacteroides spp., Porphyromonas spp., Prevotella spp., Anaerococcus spp., Peptostreptococcus spp., Parvimonas spp., Parvimonas spp. и Eubacterium spp. [34].

В связи с этим, по мнению некоторых авторов, методика исследования микроорганизмов с помощью стандартных методов не отвечает современным требованиям, так как обнаруживает всего лишь 10 родов аэробных микроорганизмов из числа энтеробактерий, аэробных кокков и псевдомонад. То есть реальная частота бактериальной нагрузки не известна. Кроме того, недооценка внутриклеточных возбудителей и вирусов как этиологического фактора хронического простатита (ХП) ведет к хронизации заболевания и неудачам в лечении [35–37].

Указанное выше объясняет изменение методологии проведения исследований и поиск новых усовершенствованных методик. В частности, некоторые авторы в своей практике используют методы масс-спектрометрии и амплификации нуклеиновых кислот [35, 36]. Методика газовой хроматографии – масс-спектрометрии (ГХ-МС), разработанная отечественными учеными, высокочувствительный и селективный способ и позволяет одновременно определять более сотни микробных маркеров непосредственно в анализируемом материале (крови, моче, биоптатах, пунктатах и других биологических жидкостях и тканях) без предварительного посева на питательные среды или использования тестовых биохимических материалов.

J. C. Nickel [38], используя биосенсорную технологию, сочетающую амплификацию нуклеиновых кислот с масс-спектрометрией, в 3 порциях мочи, полученной от пациентов с синдромом хронической тазовой боли (СХТБ) и от здоровых добровольцев, выявил значительные отличия микробиоты, обнаружив, в частности, высокое содержание B. cenocepacia при СХТБ.

В последнее время в литературе особое внимание уделяется методу амплификации нуклеиновых кислот секвенированием 16S рРНК. Это связано с тем, что появление молекулярно-генетических методов исследования перевернуло все предыдущие представления о микрофлоре человека [39–43].

Обзор исследований, проведенных с использованием метода секвенирования 16S рРНК в урологии, подтвердил, что мочевыводящие пути не стерильны [44]. Каждый индивидуум имеет сложную микробную флору в мочевыводящих путях, которая подвергается воздействию внутренних и внешних факторов. Любой дисбаланс в этой системе, вероятно, будет способствовать развитию симптомов нижних мочевыводящих путей. При функциональных расстройствах, таких как интерстициальный цистит, недержание мочи и хронический простатит/СХТБ, которые не имеют подтвержденного бактериального происхождения, выявляются особенности микробиома со специфическими доминирующими уротипами, отличающие его от микробиома мочи здоровых людей. Растущее понимание влияния микробиома мочевыводящих путей на разных стадиях, указанных выше заболеваний, может помочь в диагностике и лечении заболевания. Таким образом, результаты исследования микробиома мочи позволяют предположить, что любой дисбаланс может играть важную роль в развитии функциональных расстройств [44].

В большинстве образцов мочи здоровых добровольцев, в которых исследовано 16S рРНК-последовательностей, отмечено преобладание микроорганизмов одного рода, чаще всего Lactobacillus. Гораздо реже доминирующим родом оказались Gardnerella, Streptococcus, Staphylococcus или Corynebacterium. Еще реже преобладали роды Aerococcus, Actinomyces или Bidobacterium. Иногда основным таксоном выступало семейство Enterobactericeae, которое содержит род Escherichia. Причем в моче одних добровольцев выявлялось очень много бактерий, в то время как у других – очень мало или же присутствовал только один вид (по существу, монокультура) [40, 45, 46]. Таким образом, усовершенствованные количественные методы с использованием дополнительных сред и условий инкубации показали, что многие бактерии могут культивироваться из мочевого пузыря даже у здоровых мужчин [39].

Исследования по оценке микробиома семенной жидкости с использованием метагеномики с целью выявления связи между острым, хроническим простатитом и различными инфекциями, включая ГУ и НГУ, показали, что параметры спермы пациентов с указанными выше заболеваниями были эквивалентны, однако дальнейшая оценка отдельных таксонов показала, что только Anaerococcus связан с измененными параметрами спермы [47]. В аналогичной работе S. L. Weng et al. [48] выявили, что доминирующими таксонами среди выявленных групп микроорганизмов были Pseudomonas, Lactobacillus или Prevotella. В группе, где доминировала Lactobacillus, была очень высокая доля нормальных сперматозоидов. Это свидетельствует о том, что некоторые виды Lactobacillus у мужчин могут действовать как пробиотики, обеспечивая защиту от вредных бактерий [48].

При изучении микрофлоры уретры методом секвенирования 16S рРНК D. E. Nelson et al. [49] в 9 образцах первой порции мочи мужчин без клиники уретрита и с отсутствием ИППП чаще всего обнаруживали Corynebacterium, Lactobacilli и Streptococci. В мазках из венечной борозды у необрезанных мужчин, имеющих партнеров-женщин без бактериального вагиноза, некультивационными методами выявлены Corynebacterium, Lactobacillus и Staphylococcus [50]. Таким образом, в отличие от женщин репродуктивного возраста, у которых доминирующими бактериями в норме являются представители рода Lactobacillus, у мужчин в уретральном биотопе в норме нет какого-либо одного доминирующего микроорганизма, а бактериальные сообщества нормального микробиома сложны [1, 49, 50].

В связи с этим большой интерес представляет исследование S. Srinivasan et al. [51], в котором были изучены ассоциации между бактериями уретры у здоровых мужчин, у пациентов с НГУ, имеющих половые контакты с мужчинами (ПКМ), и мужчин, имеющих половые контакты с женщинами (ПКЖ). Моча была взята у пациентов с НГУ (129 ПКМ; 121 ПКЖ) и контрольной группы (70 ПКМ; 114 ПКЖ). Пациенты с уретритом наряду с симптомами имели ≥5 ПЯЛ в поле зрения при окраске по Грамму, мужчины контрольной группы имели <5 ПЯЛ в поле зрения без симптомов и выделений. Негонококковый уретрит считался идиопатическим в отсутствие N. gonorrhoeae, C. trachomatis, M. genitalium, T. vaginalis, аденовируса и ВПГ. Микробиота уретры исследована с помощью секвенирования гена 16S рРНК. У 45,2% пациентов с НГУ диагностирован идиопатический уретрит. Дополнительно авторы оценили роль Haemophilus influenzae (HI) и Mycoplasma penetrans (MP) в развитии уретрита. По сравнению со 182 мужчинами без НГУ 249 мужчин с НГУ чаще имели HI (14 против 2%) и MP (21 против 1%) (в обоих случаях p≤0,001). В стратифицированном анализе обнаружение HI ассоциировалось с НГУ среди ПКМ (12 против 3%, р=0,036) и ПКЖ (17 против 1%, р<0,001), но MP ассоциировалась с НГУ только среди ПКМ (13 против 1%, р=0,004). Ассоциации были сильнее у мужчин с ИУ [51].

Анализ человеческого микробиома показал богатую и разнообразную микрофлору почти в каждой исследованной среде обитания, что свидетельствует о возможном наличии в уретре более разнообразной микробиоты, чем считалось ранее. Было показано, что микробиота образцов первой порции мочи из мочевого пузыря точно отражает микробиоту дистального отдела мочеиспускательного канала (мазки взяты из мочеиспускательного канала) [1, 52, 53]. В частности, чтобы более детально охарактеризовать микробиоту мочеиспускательного канала и, возможно, обнаружить новые возбудители НГУ, M. Frølund et al. [1] использовали высокопроизводительное секвенирование 454 отобранных для анализа образцов мочи от мужчин с уретритом и без него. Авторы подробно обследовали 284 пациента с учетом количества половых партнеров, симптомов уретрита, лечения антибиотиками в течение предыдущих 3 мес., предыдущих ИППП, а также информации о сексуальных привычках, таких как анальный или оральный секс, в течение предыдущих 6 мес. Мазки из мочеиспускательного канала, полученные с помощью бактериологической петли, исследовали под микроскопом. Обнаруженные ПЯЛ оценивали как <5, 5–10, 10–30 и >30 в поле зрения (× 1000). Пациенты с симптомами уретрита более 30 дней, наличием ПЯЛ в мазке ≥10 в поле зрения и отсутствием C. trachomatis, M. genitalium, N. gonorrhoeae, U. urealyticum, T. vaginalis, ВПГ-1 и -2 и аденовируса, по данным ПЦР, были включены в группу ИУ. В контрольную группу вошли лица без симптомов уретрита и количеством ПЯЛ <5 в поле зрения при микроскопии мазка. Было собрано по 7–13 мл первой порции мочи [1]. В итоге из общего числа пациентов (n=284) были отобраны 46 мужчин без уретрита (контроль) и 39 от мужчин с ИУ. Авторы не обнаружили существенной корреляции между таксонами и возрастом пациентов, числом половых партнеров за последние 6 мес. или партнеров на протяжении всей жизни и наличием кондилом половых органов. Также не было значимой корреляции с оральным сексом или с продолжительностью симптомов, не было различий распределения таксонов между пациентами с количеством ПЯЛ в мазке из уретры 10–30 в поле зрения и >30 в поле зрения. Всего выявлено 302 разного рода микроба; 201 (67 %) из них обнаружен в контрольной группе и 235 (78%) у пациентов с ИУ. Mycoplasma spp. обнаружена только у пациентов с ИУ. Haemophilus, Ureaplasma и неклассифицированные Clostridiales в группе больных ИУ выявлялись в 4 раза чаще, чем в контрольной группе. Противоположное соотношение получено для Alphaproteobacterium, Caedibacter и Lactobacillus. Доминирующими микробами у пациентов с ИУ были Enterococcus, Mycoplasma, Gardnerella, Finegoldia и Ureaplasma (parvum), в контрольной группе – Alphaproteobacterium, Caedibacter и Lactobacillus [1].

Таким образом, авторы заключают, что микробиота уретры очень сложная как у пациентов, так и у здоровых людей контрольной группы и мужская моча может содержать относительно стабильное количество бактерий независимо от воспалительного статуса. Более ранние исследования выявили более высокую нагрузку специфических патогенов у пациентов с НГУ по сравнению с контролем [52–54], но эти исследования использовали видоспецифичные ПЦР и не включали определение общей бактериальной нагрузки в уретре. Кроме того, M. Frølund et al. [1] отмечают, что микробиота первой порции мочи – это сочетание микробиоты мочевого пузыря, мочеиспускательного канала, а также кожи и других контактных сред, которые могут изменять истинную картину микробиоты. O. Dong et al. [52] также обнаружили, что фоновая микробиота образцов мазков из уретры и мочи весьма близка.

Некоторые исследования с использованием более совершенных секвенаторов для характеристики микробиоты мочи и уретры у бессимптомных мужчин без НГУ [52, 53–57] выявили разнообразную бактериальную микробиоту, сильно изменяющуюся от человека к человеку. Исследование M. Frølund et al. (2018) тоже подтверждает это высокое разнообразие, так как образцы 39 пациентов с ИУ и 46 контрольных мужчин в анализе содержали 302 различных таксона, в том числе еще не классифицированных [1].

Одной из задач исследования M. Frølund et al. (2018) был поиск до сих пор неизвестных бактериальных причин возникновения уретрита [1]. Идиопатический уретрит, вероятно, вызван множеством различных факторов, в том числе различными видами бактерий. Alphaproteobacterium встречались значительно чаще в контроле. Это, возможно, предполагает пробиотическую роль этой бактерии, но здесь необходимы дополнительные исследования, включая надлежащую идентификацию. Микоплазма и уреаплазма чаще обнаруживались у пациентов с ИУ по сравнению с другими возбудителями. Высокий уровень U. parvum обнаружен в более ранних исследованиях, связанных с уретритом [1, 58, 59].

Многие авторы, включая M. Frølund et al. (2018) [1], пришли к выводу: окончательная идентификация разных родов микробных маркеров, связанных с уретритом, еще не проведена из-за слишком малого количества наблюдений. Следовательно, чтобы получить более точные ответы, авторы рекомендуют расширять рамки исследований.

В заключение необходимо отметить, что моча мужчин с НУ и без него, обследованная секвенированием ампликонов 16S рРНК, содержит разнообразную микробиоту.

В настоящее время, по данным литературы, пока нет четких доказательств существования «основной» микробиоты уретры. Микробиота у здоровых людей чаще всего может быть полностью нарушена некоторыми перенесенными патогенными инфекциями уретры. Малочисленные работы по исследованию микробиоты уретры указывают на недостаточность материала для получения достоверных сведений, поэтому рекомендуются дополнительные исследования для получения статистически значимых результатов.

About the Authors

Corresponding author: Z.A. Kadyrov is a MD, professor, the head of the department of endoscopic urology of faculty of continuous medical education of medical institute in «Peoples’ Friendship University of Russia», Moscow, Russia, e-mail: zieratsho@yandex.ru

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.