Роль полного метагеномного секвенирования в диагностике и лечении хронического эндометрита

Полное метагеномное секвенирование – это новое направление геномики и биоинформатики, основанное на построении случайной нуклеотидной последовательности из общей ДНК образца с последующим глубоким секвенированием. Одним из преимуществ данного метода по сравнению с культуральным исследованием и секвенированием 16S рРНК является возможность получения более полной характеристики о биоразнообразии исследуемого образца с идентификацией некультивируемых микроорганизмов из царств бактерий, архей, вирусов, грибов и простейших. Несмотря на высокую затратность и сложность технического выполнения, полное метагеномное секвенирование все чаще используется в клинических исследованиях для изучения изменений в микробиомах матки и влагалища при воспалительных заболеваниях органов женской репродуктивной системы. Перспективным является использование полного метагеномного секвенирования в рамках комплексной диагностики хронического эндометрита. По сравнению с традиционными методами диагностики (гистологическое, гистероскопическое, иммуногистохимическое и микробиологическое исследование), данный метод позволяет не только выявлять потенциальных возбудителей заболевания на уровне вида, но и определять гены лекарственной устойчивости у микроорганизмов, что особенно важно на фоне повсеместного усиления антибиотикорезистентности. Кроме того, некоторые авторы указывают на связь возбудителей бактериального вагиноза с развитием хронического эндометрита, что также необходимо учитывать при назначении антибактериальных препаратов. В связи с этим актуальным является изучение биоразнообразия микробиомов матки и влагалища с помощью полного метагеномного секвенирования. Это позволит не только избежать таких серьезных осложнений, как преждевременные роды, привычное невынашивание беременности, неудачи имплантации эмбриона после циклов ЭКО, бесплодие, но и выработать рациональную тактику этиотропной терапии хронического эндометрита.

1. Altmäe S, Rienzi L. Endometrial microbiome: new hope, or hype? Reprod Biomed Online. 2021;42(6):1051–1052. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2021.05.001.

2. Elnashar AM. Impact of endometrial microbiome on fertility. Middle East Fertil Soc J. 2021;26:4. https://doi.org/10.1186/s43043-020-00050-3.

3. Wensel CR, Pluznick JL, Salzberg SL, Sears CL. Next-generation sequencing: insights to advance clinical investigations of the microbiome. J Clin Invest. 2022;132(7):e154944. https://doi.org/10.1172/JCI154944.

4. Bardos J, Fiorentino D, Longman RE, Paidas M. Immunological Role of the Maternal Uterine Microbiome in Pregnancy: Pregnancies Pathologies and Alterated Microbiota. Front Immunol. 2020;10:2823. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.02823.

5. Sharma M, Chopra C, Mehta M, Sharma V, Mallubhotla S, Sistla S et al. An Insight into Vaginal Microbiome Techniques. Life (Basel). 2021;11(11):1229. https://doi.org/10.3390/life11111229.

6. Molina NM, Sola-Leyva A, Haahr T, Aghajanova L, Laudanski P, Castilla JA, Altmäe S. Analysing endometrial microbiome: methodological considerations and recommendations for good practice. Hum Reprod. 2021;36(4):859–879. https://doi.org/10.1093/humrep/deab009.

7. Usyk M, Peters BA, Karthikeyan S, McDonald D, Sollecito CC, Vazquez-Baeza Y et al. Comprehensive evaluation of shotgun metagenomics, amplicon sequencing, and harmonization of these platforms for epidemiological studies. Cell Rep Methods. 2023;3(1):100391. https://doi.org/10.1016/j.crmeth.2022.100391.

8. Pérez-Cobas AE, Gomez-Valero L, Buchrieser C. Metagenomic approaches in microbial ecology: an update on whole-genome and marker gene sequencing analyses. Microb Genom. 2020;6(8):mgen000409. https://doi.org/10.1099/mgen.0.000409.

9. Jo JH, Harkins CP, Schwardt NH, Portillo JA, Zimmerman MD, Carter CL et al. Alterations of human skin microbiome and expansion of antimicrobial resistance after systemic antibiotics. Sci Transl Med. 2021;13(625):eabd8077. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.abd8077.

10. Imchen M, Moopantakath J, Kumavath R, Barh D, Tiwari S, Ghosh P, Azevedo V. Current Trends in Experimental and Computational Approaches to Combat Antimicrobial Resistance. Front Genet. 2020;11:563975. https://doi.org/10.3389/fgene.2020.563975.

11. Xu W, Chen T, Pei Y, Guo H, Li Z, Yang Y et al. Characterization of Shallow Whole-Metagenome Shotgun Sequencing as a High-Accuracy and Low-Cost Method by Complicated Mock Microbiomes. Front Microbiol. 2021;12:678319. https://doi.org/10.3389/fmicb.2021.678319.

12. Исламиди ДК, Белых НС, Ковалев ВВ, Миляева НМ. Вклад микробиоты полости матки в развитие патологических процессов эндометрия. Уральский медицинский журнал. 2023;22(1):96–103. https://doi.org/10.52420/2071-5943-2023-22-1-96-103.

13. Pérez-Cejuela BA, Vitale SG, Pérez-Medina T, Rios-Vallejo M, Corte LD, Vicente AR et al. Correction: Hysteroscopic versus histopathological agreement in the diagnosis of chronic endometritis: results from a retrospective observational study. Arch Gynecol Obstet. 2024;309(1):341. https://doi.org/10.1007/s00404-023-07278-0.

14. Murtinger M, Wirleitner B, Spitzer D, Bralo H, Miglar S, Schuff M. Diagnosing chronic endometritis: when simplification fails to clarify. Hum Reprod Open. 2022;(3):hoac023. https://doi.org/10.1093/hropen/hoac023.

15. Moreno I, Cicinelli E, Garcia-Grau I, Gonzalez-Monfort M, Bau D, Vilella F et al. The diagnosis of chronic endometritis in infertile asymptomatic women: a comparative study of histology, microbial cultures, hysteroscopy, and molecular microbiology. Am J Obstet Gynecol. 2018;218(6):602.e1–602.e16. https://doi.org/10.1016/j.ajog.2018.02.012.

16. Kuroda K, Ishiyama S, Shiobara K, Nakao K, Moriyama A, Kataoka H et al. Therapeutic efficacy of gentle endometrial curettage on antibiotic-resistant chronic endometritis in infertile women. Reprod Med Biol. 2023;22(1):e12525. https://doi.org/10.1002/rmb2.12525.

17. Inversetti A, Zambella E, Guarano A, Dell’Avanzo M, Di Simone N. Endometrial Microbiota and Immune Tolerance in Pregnancy. Int J Mol Sci. 2023;24(3):2995. https://doi.org/10.3390/ijms24032995.

18. Баринова ВВ, Кузнецова НБ, Буштырева ИО, Соколова КМ, Полев ДЕ, Асеев МВ и др. Микробиом эндометрия у женщин с многократными неудачами экстракорпорального оплодотворения. Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2021;20(3):5–11. https://doi.org/10.20953/1726-1678-2021-3-5-11.

19. Molina NM, Sola-Leyva A, Saez-Lara MJ, Plaza-Diaz J, Tubić-Pavlović A, Romero B et al. New Opportunities for Endometrial Health by Modifying Uterine Microbial Composition: Present or Future? Biomolecules. 2020;10(4):593. https://doi.org/10.3390/biom10040593.

20. Wang W, Feng D, Ling B. Biologia Futura: endometrial microbiome affects endometrial receptivity from the perspective of the endometrial immune microenvironment. Biol Futur. 2022;73(3):291–300. https://doi.org/10.1007/s42977-022-00134-3.

21. Zhu N, Yang X, Liu Q, Chen Y, Wang X, Li H, Gao H. “Iron triangle” of regulating the uterine microecology: Endometrial microbiota, immunity and endometrium. Front Immunol. 2022;13:928475. https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.928475.

22. Garcia-Grau I, Simon C, Moreno I. Uterine microbiome-low biomass and high expectations. Biol Reprod. 2019;101(6):1102–1114. https://doi.org/10.1093/biolre/ioy257.

23. Punzón-Jiménez P, Labarta E. The impact of the female genital tract microbiome in women health and reproduction: a review. J Assist Reprod Genet. 2021;38(10):2519–2541. https://doi.org/10.1007/s10815-021-02247-5.

24. Elkafas H, Walls M, Al-Hendy A, Ismail N. Gut and genital tract microbiomes: Dysbiosis and link to gynecological disorders. Front Cell Infect Microbiol. 2022;12:1059825. https://doi.org/10.3389/fcimb.2022.1059825.

25. Tomaiuolo R, Veneruso I, Cariati F, D’Argenio V. Microbiota and Human Reproduction: The Case of Female Infertility. High Throughput. 2020;9(2):12. https://doi.org/10.3390/ht9020012.

26. Al-Nasiry S, Ambrosino E, Schlaepfer M, Morré SA, Wieten L, Voncken JW et al. The Interplay Between Reproductive Tract Microbiota and Immunological System in Human Reproduction. Front Immunol. 2020;11:378. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.00378.

27. Kyono K, Hashimoto T, Kikuchi S, Nagai Y, Sakuraba Y. A pilot study and case reports on endometrial microbiota and pregnancy outcome: An analysis using 16S rRNA gene sequencing among IVF patients, and trial therapeutic intervention for dysbiotic endometrium. Reprod Med Biol. 2018;18(1):72–82. https://doi.org/10.1002/rmb2.12250.

28. Oberle A, Urban L, Falch-Leis S, Ennemoser C, Nagai Y, Ashikawa K et al. 16S rRNA long-read nanopore sequencing is feasible and reliable for endometrial microbiome analysis. Reprod Biomed Online. 2021;42(6):1097–1107. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2021.03.016.

29. Moreno I, Garcia-Grau I, Perez-Villaroya D, Gonzalez-Monfort M, Bahçeci M, Barrionuevo MJ et al. Endometrial microbiota composition is associated with reproductive outcome in infertile patients. Microbiome. 2022;10(1):1. https://doi.org/10.1186/s40168-021-01184-w.

30. Chen Q, Zhang X, Hu Q, Zhang W, Xie Y, Wei W. The alteration of intrauterine microbiota in chronic endometritis patients based on 16S rRNA sequencing analysis. Ann Clin Microbiol Antimicrob. 2023;22(1):4. https://doi.org/10.1186/s12941-023-00556-4.

31. Winters AD, Romero R, Gervasi MT, Gomez-Lopez N, Tran MR, Garcia-Flores V et al. Does the endometrial cavity have a molecular microbial signature? Sci Rep. 2019;9(1):9905. https://doi.org/10.1038/s41598-019-46173-0.

32. Chen C, Song X, Wei W, Zhong H, Dai J, Lan Z et al. The microbiota continuum along the female reproductive tract and its relation to uterine-related diseases. Nat Commun. 2017;8(1):875. https://doi.org/10.1038/s41467-017-00901-0.

33. Reschini M, Benaglia L, Ceriotti F, Borroni R, Ferrari S, Castiglioni M et al. Endometrial microbiome: sampling, assessment, and possible impact on embryo implantation. Sci Rep. 2022;12(1):8467. https://doi.org/10.1038/s41598-022-12095-7.

34. Wang J, Li Z, Ma X, Du L, Jia Z, Cui X et al. Translocation of vaginal microbiota is involved in impairment and protection of uterine health. Nat Commun. 2021;12(1):4191. https://doi.org/10.1038/s41467-021-24516-8.

35. Garcia-Grau I, Perez-Villaroya D, Bau D, Gonzalez-Monfort M, Vilella F, Moreno I, Simon C. Taxonomical and Functional Assessment of the Endometrial Microbiota in A Context of Recurrent Reproductive Failure: A Case Report. Pathogens. 2019;8(4):205. https://doi.org/10.3390/pathogens8040205.

36. Wen Y, Wu Q, Zhang L, He J, Chen Y, Yang X et al. Association of Intrauterine Microbes with Endometrial Factors in Intrauterine Adhesion Formation and after Medicine Treatment. Pathogens. 2022;11(7):784. https://doi.org/10.3390/pathogens11070784.

37. Hernandes C, Silveira P, Rodrigues Sereia AF, Christoff AP, Mendes H, Valter de Oliveira LF, Podgaec S. Microbiome Profile of Deep Endometriosis Patients: Comparison of Vaginal Fluid, Endometrium and Lesion. Diagnostics (Basel). 2020;10(3):163. https://doi.org/10.3390/diagnostics10030163.

38. Li F, Chen C, Wei W, Wang Z, Dai J, Hao L et al. The metagenome of the female upper reproductive tract. Gigascience. 2018;7(10):giy107. https://doi.org/10.1093/gigascience/giy107.

39. Moreno I, Garcia-Grau I, Bau D, Perez-Villaroya D, Gonzalez-Monfort M, Vilella F et al. The first glimpse of the endometrial microbiota in early pregnancy. Am J Obstet Gynecol. 2020;222(4):296–305. https://doi.org/10.1016/j.ajog.2020.01.031.

40. Puente E, Alonso L, Laganà AS, Ghezzi F, Casarin J, Carugno J. Chronic Endometritis: Old Problem, Novel Insights and Future Challenges. Int J Fertil Steril. 2020;13(4):250–256. https://doi.org/10.22074/ijfs.2020.5779.

41. Радзинский ВЕ, Оразов МР, Токтар ЛР, Михалева ЛМ, Семенов ПА, Орехов РЕ и др. Эффект «разбросанных пазлов»: имплантационные нарушения при хроническом эндометрите. Гинекология. 2020;22(6):93–100. https://doi.org/10.26442/20795696.2020.6.200493.

42. Yasuo T, Kitaya K. Challenges in Clinical Diagnosis and Management of Chronic Endometritis. Diagnostics (Basel). 2022;12(11):2711. https://doi.org/10.3390/diagnostics12112711.

43. Лещенко ОЯ. Хронический эндометрит и репродуктивные нарушения: версии и контраверсии. Бюллетень сибирской медицины. 2020;19(3):166–176. https://doi.org/10.20538/1682-0363-2020-3-166-176.

44. Espinós JJ, Fabregues F, Fontes J, García-Velasco JA, Llácer J, Requena A et al. Impact of chronic endometritis in infertility: a SWOT analysis. Reprod Biomed Online. 2021;42(5):939–951. https://doi.org/10.1016/j.rbmo.2021.02.003.

45. Kitaya K, Tanaka SE, Sakuraba Y, Ishikawa T. Multi-drug-resistant chronic endometritis in infertile women with repeated implantation failure: trend over the decade and pilot study for third-line oral antibiotic treatment. J Assist Reprod Genet. 2022;39(8):1839–1848. https://doi.org/10.1007/s10815-022-02528-7.

46. Singh N, Sethi A. Endometritis – Diagnosis, Treatment and its impact on fertility – A Scoping Review. JBRA Assist Reprod. 2022;26(3):538–546. https://doi.org/10.5935/1518-0557.20220015.

47. Veiga ECA, Soares Junior JM, Samama M, Ikeda F, Francisco LS, Sartor A et al. Chronic endometritis and assisted reproduction: a systematic review and meta-analysis. Rev Assoc Med Bras (1992). 2023;69(10):e20230792. https://doi.org/10.1590/1806-9282.20230792.

48. Liang J, Li M, Zhang L, Yang Y, Jin X, Zhang Q et al. Analysis of the microbiota composition in the genital tract of infertile patients with chronic endometritis or endometrial polyps. Front Cell Infect Microbiol. 2023;13:1125640. https://doi.org/10.3389/fcimb.2023.1125640.

49. Buzzaccarini G, Vitagliano A, Andrisani A, Santarsiero CM, Cicinelli R, Nardelli C et al. Chronic endometritis and altered embryo implantation: a unified pathophysiological theory from a literature systematic review. J Assist Reprod Genet. 2020;37(12):2897–2911. https://doi.org/10.1007/s10815-020-01955-8.

50. Kitaya K, Yasuo T. Commonalities and Disparities between Endometriosis and Chronic Endometritis: Therapeutic Potential of Novel Antibiotic Treatment Strategy against Ectopic Endometrium. Int J Mol Sci. 2023;24(3):2059. https://doi.org/10.3390/ijms24032059.

51. Силькина МО, Соснова ЕА. Хронический эндометрит и его влияние на репродуктивную функцию женщины. Архив акушерства и гинекологии им. В.Ф. Снегирева. 2020;7(3):120–123. https://doi.org/10.17816/2313-8726-2020-7-3-120-123.

52. Kimura F, Takebayashi A, Ishida M, Nakamura A, Kitazawa J, Morimune A et al. Review: Chronic endometritis and its effect on reproduction. J Obstet Gynaecol Res. 2019;45(5):951–960. https://doi.org/10.1111/jog.13937.

53. Lozano FM, Bernabeu A, Lledo B, Morales R, Diaz M, Aranda FI et al. Characterization of the vaginal and endometrial microbiome in patients with chronic endometritis. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2021;263:25–32. https://doi.org/10.1016/j.ejogrb.2021.05.045.

54. Liu Y, Ko EY, Wong KK, Chen X, Cheung WC, Law TS et al. Endometrial microbiota in infertile women with and without chronic endometritis as diagnosed using a quantitative and reference range-based method. Fertil Steril. 2019;112(4):707–717.e1. https://doi.org/10.1016/j.fertnstert.2019.05.015.

55. Лызикова ЮА. Микробиом полости матки у пациенток с хроническим эндометритом. Вестник Витебского государственного медицинского университета. 2020;19(6):79–85. https://doi.org/10.22263/2312-4156.2020.6.79.

56. Turpin R, Tuddenham S, He X, Klebanoff MA, Ghanem KG, Brotman RM. Bacterial Vaginosis and Behavioral Factors Associated With Incident Pelvic Inflammatory Disease in the Longitudinal Study of Vaginal Flora. J Infect Dis. 2021;224(Suppl. 2):S137–S144. https://doi.org/10.1093/infdis/jiab103.

57. Du L, Dong X, Song J, Lei T, Liu X, Lan Y et al. Temporal and spatial differences in the vaginal microbiome of Chinese healthy women. PeerJ. 2023;11:e16438. https://doi.org/10.7717/peerj.16438.

58. Liu F, Zhou Y, Zhu L, Wang Z, Ma L, He Y, Fu P. Comparative metagenomic analysis of the vaginal microbiome in healthy women. Synth Syst Biotechnol. 2021;6(2):77–84. https://doi.org/10.1016/j.synbio.2021.04.002.

59. Bommana S, Richards G, Kama M, Kodimerla R, Jijakli K, Read TD, Dean D. Metagenomic Shotgun Sequencing of Endocervical, Vaginal, and Rectal Samples among Fijian Women with and without Chlamydia trachomatis Reveals Disparate Microbial Populations and Function across Anatomic Sites: a Pilot Study. Microbiol Spectr. 2022;10(3):e0010522. https://doi.org/10.1128/spectrum.00105-22.

60. Wrønding T, Vomstein K, Bosma EF, Mortensen B, Westh H, Heintz JE et al. Antibiotic-free vaginal microbiota transplant with donor engraftment, dysbiosis resolution and live birth after recurrent pregnancy loss: a proof of concept case study. EClinicalMedicine. 2023;61:102070. https://doi.org/10.1016/j.eclinm.2023.102070.