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[转载]什么是阴道菌群CST分型,不同的分型代表哪些女性健康问题

已有 373 次阅读 2024-5-15 16:56 |系统分类:科普集锦|文章来源:转载

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人体内的各个部位,如皮肤、口腔、肠道和阴道等,都是微生物的重要栖息地,这些微生物与人体健康紧密相关,并能反映人体的疾病状态。这些部位因受基因、环境和生活方式等影响,具有独特的菌群特征

女性生殖系统包括卵巢、输卵管、子宫和阴道等主要器官,阴道微生态对女性生理健康生殖健康和妊娠过程至关重要。随着高通量测序技术的进步,阴道微生物检测已被广泛应用于临床妇科感染的辅助诊断和治疗,以及科研。

阴道微生物群维护阴道健康的关键,健康的阴道生态主要由乳杆菌组成,这些细菌通过产生乳酸、过氧化氢来保护阴道,并释放细菌素等化合物以防止有害细菌定植

然而,阴道生态系统的失衡可能导致病原体过度生长,引发如细菌性阴道病(BV)、性传播感染(STI)和外阴阴道念珠菌病(VVC)等复杂的阴道感染。

阴道还可能受到多种病原体如人乳头瘤病毒(HPV)和人类免疫缺陷病毒(HIV)的感染。流行病学研究显示,这些因素与不良健康结果风险增加有关。

本文旨在探讨阴道菌群的类型阴道微生态的重要性,并探索如何通过微生物检测辅助妇科感染问题的诊断和治疗,从而为女性生殖系统健康提供更多精准的个性化方案

Part 01阴道微生物群

阴道微生物群被定义为在阴道内定殖的共生和病原微生物群,阴道微生物群从女性出生的最初几个小时开始就开始定居,伴随女性一生

随着测序技术的普及,近年来对女性阴道微生态结构有了更全面的了解并进一步做细分。

✦ 健康的阴道菌群以乳杆菌为主导

最主要的阴道种群是乳杆菌,在阴道中已检测出超过20种乳酸菌,占细菌群落的近70%。包括下列菌群等:

-Lactobacillus crispatus(卷曲乳杆菌)

-Lactobacillus gasseri(格氏乳杆菌)

-Lactobacillus rhamnosus(鼠李糖乳杆菌)

-Lactobacillus iners(惰性乳杆菌)

-Lactobacillus acidophilus(嗜酸乳杆菌)

-Lactobacillus jensenii(詹氏乳杆菌)

此外,其他细菌种群等也存在于健康个体的阴道中,例如下列几种:

-Prevotella bivia(普雷沃氏菌)

-Atopobium vaginae(阴道阿托波菌)

-Streptococcus aureus(金黄色链球菌)

-Bifidobacteriaceae(双歧杆菌科)

-Mobiluncus(里拉微球菌)

✦ 阴道菌群变化的影响因素

人类阴道微生物群组随着不同的年龄阶段发生变化,包括婴儿、青春期、怀孕和更年期等阶段。而其他方面包括激素水平、免疫力、细菌感染、抗生素治疗、月经、生活方式等是影响人类阴道微生物群构成变化的常见因素。

▼五种不同类型阴道菌群的特征

在2011年,美国Ravel教授首次通过16S rRNA基因的测序技术根据微生物组成和丰度的不同,将健康女性阴道微生物群落定义了5种不同的群落状态类型(community-state types, CSTs),并分别命名为CST I、II、III、IV、V。其中有四个以乳杆菌为主。

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✦ CST-I、CST-II、CST-V——健康型

健康阴道中主要乳杆菌的相对丰度决定了细菌群落群的类型,绝大多数健康育龄女性的阴道菌群组成中以CST-I(卷曲乳酸杆菌)、CST-II(加氏乳酸杆菌)、CST-V(詹氏乳酸杆菌)这三种类型较为常见。

CST-I型:在所有的阴道菌型中,CST-I型被认为是最健康的一种类型,它表明阴道处于一个稳定的状态抵制病原菌能力较强

CST-I型以卷曲乳杆菌(L. Crispatus)为主。卷曲乳杆菌能产生大量的乳酸(D型和L型,但研究表明D-乳酸的抑菌效果更好)以及过氧化氢,有利于阴道维持弱酸性的环境。卷曲乳杆菌还可分泌抗菌化合物,如细菌素、类细菌素等,从而抑制病原菌的生长和繁殖。

此外,卷曲乳杆菌对阴道上皮细胞的黏附作用最强,与加氏乳杆菌相比,它更能竞争性抑制阴道加德纳菌等与阴道上皮细胞的黏附,最终维持阴道微生态的平衡

注:CST I型又可细分为两个亚型,CST I-A型和CST I-B型。两者之间唯一明显的区别是I-A型中卷曲乳杆菌的比例高于CST I-B型

虽然卷曲乳杆菌丰度更高可能更有益,但这两种亚型都表明阴道处于一个比较健康的状态。需要注意的是该种类型在月经期、孕期、性生活等影响下可能会转变为CST III型

CST-II型:CST-II型也被认为是一种健康的阴道菌型,该种类型的阴道菌群以加氏乳杆菌(Lactobacillus gasseri)为主。与卷曲乳杆菌相似,加氏乳杆菌也能产生D-乳酸,使阴道维持弱酸性的环境,并生成过氧化氢抑制杂菌

虽然它们产生的乳酸含量略低于卷曲乳杆菌,但CSTII型对病原体仍显示出较强的防御能力。CST-II型在围绝经期的女性中较为常见。当女性进入围绝经期,体内雌激素水平逐渐下降,阴道菌群结构容易发生变化,此时的加氏乳杆菌在维持阴道微生态平衡中可能发挥重要的作用。

注:CST-II型在某些情况下可转变为CST-I型(如妊娠期)。

CST-V型:被认为是一种健康的阴道菌型,以詹式乳杆菌(Lactobacillus jensenii)为主。与卷曲乳杆菌类似,詹式乳杆菌也能产生D-乳酸,降低阴道pH值,维持弱酸性环境,此外还可通过黏附于阴道上皮细胞和产生细菌素来维持一个阴道微生态的平衡。

相较其他CST类型,CST-V型较为少见,研究表明该种类型仅占不到10%。目前还未见该种类型能转变成其他CST型的报道。

✦CST-III 型——可能预示阴道免疫力下降

CST-III型:惰性乳杆菌(Lactobacillus iners)为主。当惰性乳杆菌与其他乳杆菌在阴道内共存时,它可能参与维持阴道微生态的平衡;它也可能在阴道菌群失调后与多种厌氧菌共同参与细菌性阴道病的发展过程。

惰性乳杆菌具有较弱的过氧化氢产生能力,分泌的乳酸主要为L型,因此对阴道的保护作用不如其他几种乳杆菌(卷曲,加氏和詹式)强。研究发现,与其他种类的乳杆菌相比,惰性乳杆菌对性传播感染和妊娠并发症的防护能力较低。它有更复杂的营养需求,是阴道免疫力下降的标志,可能引发阴道感染

注:CST III型又可细分为两个亚型,CST III-A型和CST III-B型。两者之间的区别是III-A型的惰性乳杆菌丰度比III-B型更高。CST III型代表了一种转变或者不稳定状态,容易收到宿主自身或者外界环境条件下的影响从而转变成病理状态。

✦CST-IV型——阴道生态失调

CST IV的特点是乳杆菌的相对丰度低,混合多种兼性厌氧菌,厌氧菌的多样性和丰富性增加,包括普雷沃菌属(Prevotella)、加德纳菌属(Gardnerella)、巨型球菌属(Megasphaera)、斯尼斯菌属(Sneathia)、气球菌属(Aerococcus)等。

CST IV型通常在细菌性阴道病患者中较为常见。该种类型与性传播疾病的感染风险增加妊娠并发症、盆腔炎、早产、不孕不育等有较强的相关性。注:并不是所有的CST IV型阴道菌群都是由相同的细菌组成的。根据存在细菌比例不同,CST IV型可被分为A、B、C三个亚型。IV-A型的特点是阴道加德纳菌和细菌性阴道病相关细菌占比中等偏高。IV-B型的特点是阴道陌生菌(Atopobium vaginae)和阴道加德纳菌(Gardnerellavaginalis)占优势。A.vaginae可与G. vaginalis结合可形成生物膜,这也是BV发病及复发的主要原因。

IV-C又可细分为五个亚型(C0、C1、C2、C3、C4),IV-C0型菌群多样性最高,其中普雷沃菌较为常见。普雷沃菌也能形成生物膜,是另一种常与细菌性阴道病有关的微生物。Ⅳ-C1型以链球菌为优势菌,Ⅳ-C2型以肠球菌为优势菌,Ⅳ-C3型以双歧杆菌为优势菌,Ⅳ-C4型以葡萄球菌为优势菌。

Part 02阴道菌群与女性健康

与肠道微生物组相比,阴道微生物组的物种多样性相对较低,阴道微生物群通常由兼性和专性厌氧菌组成,以乳杆菌为主导的阴道微生物群是女性泌尿生殖系统健康的主要决定因素。

乳杆菌为主导的健康人体阴道中通常有益细菌群落与人类宿主之间存在共存关系,通过保护宿主阴道环境免受病原微生物的定植,同时宿主为细菌生长提供营养

✦ 阴道微生物的保护作用

阴道微生物群在保护阴道上皮免受病原微生物污染方面发挥着重要作用。这种保护机制基于三种机制:

1)天然微生物群与病原体的竞争

乳杆菌粘附到阴道上皮,通过竞争性占领过程形成抵抗病原微生物的保护层。

2)针对这些不良微生物的抗微生物物质的生产

生产三种不同类型的物质:乳酸、过氧化氢细菌素

•乳酸:维持阴道的pH值在酸性,抑制病原微生物的生长。

•过氧化氢:由于其氧化能力而具有抗菌作用。

•细菌素:是蛋白质来源的毒素,具有抗菌功能,它们的作用是通过在细菌的细胞质膜中产生孔来溶解或破坏细菌的细胞质膜。

3)病原物种的共聚集能力以提高抗微生物能力

病原微生物被来自天然阴道微生物群的细菌包围的机制。

✦ 阴道菌群失衡与一些疾病相关

乳杆菌的定植和优势是健康阴道微生物群的基本特征。正常情况下,二者处于动态平衡状态。当阴道环境、宿主等因素发生变化的时候,上述平衡状态改变,则为阴道微生态失调

阴道细菌比例失衡被认为会导致生殖器官容易受到感染或并发症。阴道微生物的组成与感染和传播人类免疫缺陷病毒(HIV)的风险增加有关。并且感染其他性传播感染的风险增加,包括淋病、衣原体、滴虫、单纯疱疹病毒2(HSV-2)和梅毒。非最佳微生物群还与人乳头瘤病毒(HPV)的发病率和患病率以及宫颈上皮内瘤变的相关发展和进展以及宫颈癌风险增加有关。

阴道微生物群的组成还与尿路感染外阴阴道念珠菌病盆腔炎等疾病相关。有证据支持阴道微生物的组成与生殖健康(包括早产、自发性早产和早产胎膜早破)之间存在关联。

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▼细菌性阴道炎

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细菌性阴道炎(BV)是一种在全球育龄妇女中非常普遍的阴道微生物群疾病。全世界23%–29%的女性患有此病。

✦ 细菌性阴道炎的微生物特征

乳杆菌总数的减少或急剧下降,同时兼性或专性厌氧微生物的浓度增加数倍,如GardnerellaPrevotellaAtopobiumMobiluncus、双歧杆菌、SneahiaLeptotrichia,以及梭状芽胞杆菌目中的一些新细菌,称为BV相关细菌。

✦ 细菌性阴道炎的危害

细菌性阴道炎(BV)与不良生殖健康结果相关,例如性传播感染(STI)和盆腔炎(PID)。此外,早产(PTB)、低出生体重流产以及其他不良产科结局也与BV相关。

✦ 需氧性阴道炎也存在生态失调

此外,另一种称为需氧性阴道炎(AV)的生态失调疾病经常与BV相混淆。这是因为,两者都与阴道微生物的CST-IV相似,即缺乏大量的乳杆菌,pH>4.5。

然而,根据微生物多样性对这两种情况进行了区分。 BV是指存在严格厌氧菌;而AV是指存在需氧肠道细菌,包括大肠杆菌金黄色葡萄球菌B族链球菌(无乳链球菌)或肠球菌

需氧性阴道炎除了具有病原体复杂的特点外,还易合并其他阴道感染。AV不仅可导致患者外阴阴道不适,还与盆腔炎症性疾病不孕症以及流产早产、胎膜早破、绒毛膜羊膜炎、新生儿感染、产褥感染等不良妊娠结局有关。

▼阴道微生物与早产

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越来越多的证据表明阴道微生物组自发性早产风险有关。

阴道微生物群在妊娠健康和结局中起着重要作用,阴道菌群失调的增加(通常以CST IV菌群的丰度较高和乳酸杆菌的丰度较低为特征)导致妊娠并发症早产风险增加

✦ 足月分娩的妇女阴道微生物群稳定

足月分娩妇女的阴道微生物群落通常是稳定的,在怀孕早期以乳杆菌为主;而经历早产的女性通常阴道菌群以厌氧菌为主。

在大多数足月分娩中,阴道微生物群的特点是厚壁菌门成员占优势,放线菌门、变形菌门、拟杆菌门和梭杆菌门成员的丰度较低,而在早产的情况下,厚壁菌的数量减少。

✦ 低丰度的乳杆菌与早产风险增加相关

对至少三种不同CST中的阴道微生物组进行分类以评估早产风险的纵向研究。所有17项研究均在2014年至2021期间发表,包括38-539例妊娠和8-107例早产。与脆乳杆菌占优势的女性相比,具有“低乳杆菌”阴道微生物组的女性早产风险增加(OR 1.69,95%CI 1.15–2.49)。

网络荟萃分析支持微生物组可以预测早产,其中低丰度的乳酸菌与最高的风险相关,而L. crispatus优势菌群的早产风险最低。

▼阴道微生物与不孕

越来越多的证据表明,每个女性独有的阴道微生物群在决定生殖健康许多方面起着重要作用。

✦ 与不孕相关的阴道菌群失调

研究表明,L. iners 、L . crispatusL. gasseri可以区分特发性不孕女性与健康女性或阴道病患者

乳杆菌主导的阴道菌群通常被视为正常的标志。然而,许多研究表明,并非所有类型的乳杆菌都是有益菌,例如,L.crispatus 似乎具有有益特性,而L.iners 则没有。

患有特发性不孕的女性似乎更容易出现阴道菌群失调。研究人员将阴道微生物群分为两类:低乳酸杆菌阴道微生物群(LL-VMB)和高乳酸杆菌阴道微生物群(HL-VMB)。研究人员开始评估女性不育与阴道微生物群之间的统计关联,结果如下:

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DOI: 10.1007/s00404-020-05675-3

数据显示,细菌性阴道炎女性不孕症呈正相关,并且细菌性阴道炎阳性者的影响大于细菌性阴道炎中间值者。

✦ 低乳酸杆菌阴道微生物群或细菌性阴道病 可能对受精过程产生影响

女性不孕症可根据不同的标准分为不同的类型,其中与阴道微生物群的关联可能有所不同。从病因学的角度来看,输卵管性不孕症是与阴道微生物群相关的最常见疾病

由细菌性阴道炎引起的慢性炎症反应也可能是输卵管粘连的原因,至少是部分原因。

✦ 阴道微生物群对怀孕影响的其他研究

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▼阴道微生物与多囊卵巢综合症

多囊卵巢综合征(PCOS)被广泛定义为一种分泌和代谢紊乱,伴有雄激素过多(多毛症或高雄激素血症)和卵巢功能障碍(少排卵或多囊)的体征和症状,如今变得越来越常见

由于健康女性的微生物群落处于动态平衡状态,因此不平衡的微生物群组成被认为与多囊卵巢综合症女性有关。许多研究人员已广泛证明,PCOS动物模型和患有PCOS的女性中会发生微生物群组成的变化和菌群失调

✦ 多囊卵巢综合征患者的乳杆菌显著减少

据报道,青春期前女性和绝经后女性的阴道微生物组存在很大差异。这主要是由于下生殖道微生物组会受到年龄、性激素水平、生活习惯等的影响。

其中,月经不规律和激素水平异常被认为是导致PCOS女性阴道微生物组改变的两个主要原因。正常的月经伴随着雌激素和孕激素的规律变化,会带动生殖道表皮细胞的生理变化,维持微环境(包括平衡的微生物群落)的平衡。相反,PCOS女性的月经不调会导致下生殖道微生物组的组成发生变化

通过 16S rRNA 基因测序分析的 194 个微生物样本的结果 表明,PCOS 和健康女性在阴道微生物组和宫颈管微生物组中的类群丰度存在显著差异。在多囊卵巢综合症女性中,结果发现乳杆菌的成分显著减少

另一方面,其他一些微生物群,如阴道加德纳菌 (Gardnerella vaginalis)、沙眼衣原体 (Chlamydia trachomatis) 和普雷沃氏菌 (Prevotella) 同时增加。此外,这些增加的微生物群被认为是阴道和宫颈管中潜在的致病类群

✦ PCOS中的微生物组和性激素

研究表明,性激素影响微生物组的组成,包括肠道微生物组和阴道微生物组激素水平不平衡可能与多囊卵巢综合症的微生物组“失衡”有关。

越来越多的研究表明,雌激素对于建立女性平衡的微生物群落结构至关重要。众所周知,雌激素在增加阴道上皮细胞糖原的产生并随后促进乳杆菌的生长方面发挥着关键作用。尽管有研究表明高淀粉饮食是乳酸菌占主导地位的原因,但雌激素仍然被认为是这一过程的核心因素。

更重要的是,微生物组还调节多囊卵巢综合症的性激素。据报道,患有PCOS的女性体内雄激素水平较高与代谢失调有关。由于性激素受到微生物组的影响,因此可以合理地推测微生物失衡是导致多囊卵巢综合症的原因。多项研究报告称,多囊卵巢综合症与肠道微生物群组成的异常波动有关。这些波动可以概括为β多样性的异常变化和α多样性的下降,不仅包括物种丰富度,还包括系统发育多样性。

更重要的是,性激素阴道以及肠道微生物群之间的相互作用是一个多步骤的过程。肠道微生物群调节雌激素水平,雌激素调节阴道微生物群。因此,异常的肠道微生物组或阴道微生物组可能在 PCOS 中相互影响,包括调节微生物组的组成和调节激素的变化。免疫稳态有利于女性建立健康的微环境。

▸ 为什么要进行阴道菌群检测?

1. 全面了解菌群结构:高通量二代测序和 16S 测序能够更全面、精确地分析阴道菌群,提供更丰富的信息,有助于深入了解阴道微生态环境。

2. 早期发现异常:有助于早期发现潜在的菌群失衡,为细菌性阴道炎及不良妊娠结果的诊断和干预提供依据。

3. 个性化治疗:根据检测结果可以制定更有针对性的治疗方案,提高治疗效果

Part 03谷禾阴道菌群检测技术

以分子生物学和DNA测序技术的发展为生殖道微生态研究提供了可靠的技术支持,通常采用16S rRNA基因扩增子进行测序

▸ 谷禾阴道菌群检测

谷禾健康运用高通量测序技术,得到阴道中大多数微生物的信息,并通过生信统计学对微生物菌群数据进行处理,通过分析阴道微生物的组成及相对丰度,对阴道微生物群落状态类型(CST)进行分型,可帮助监测和分析女性阴道的健康状况,并对不同疾病及条件的分组进行CST聚类,分析不同分组条件下的阴道菌群的特征差异,为临床科研分析做指导。

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▸ 面向人群特点及解决问题

1. 面向有不良妊娠史或疑似细菌性阴道炎的人群:帮助这些人群更准确地评估阴道微生态状况,找出可能导致不良妊娠结果的原因。

2. 解决问题:明确菌群失衡情况,为治疗提供科学依据,提高妊娠成功率,改善女性生殖健康。

需要注意的是,在实际应用中,应结合临床症状、其他检查结果等进行综合分析和判断。

Part 04关于细菌性阴道炎的治疗

▸ 细菌性阴道炎极易复发

细菌性阴道炎是一种常见的妇科疾病,以阴道内细菌失衡为主要特征。尽管当前的治疗方法可以有效缓解症状,但该病症的复发率依然较高。复发的原因多种多样,包括但不限于抗生素治疗后的菌群失衡、个人卫生习惯、激素水平变化以及性行为等因素。

因此,对于细菌性阴道炎的管理,除了治疗初发感染外,更需重视疾病的长期预防和控制策略阴道微生物的生态平衡对于治疗极为重要

▸ 关注阴道微生物有助于提高治愈率

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一项研究纳入了46名接受甲硝唑治疗的细菌性阴道炎患者,其中仅20名患者被治愈,在治疗前后检测阴道菌群后发现:在治愈的患者中,其在甲硝唑治疗前惰性乳杆菌富集,并且在治疗后保持较高的丰度

惰性乳杆菌(L.iners)主导的阴道菌型与较差的抗细菌性阴道炎(BV)能力有关,且常规甲硝唑治疗并不会减少L.iners的丰度。而卷曲乳杆菌(L.crispatus)有较高抗BV的潜力。

L.crispatus不同,L.iners的生长依赖于半胱氨酸;半胱氨酸抑制剂与甲硝唑联用,在体外通过可抑制L.iners,并促进L.crispatus的丰度。用最佳菌种进行补充治疗,或靶向治疗这些非最佳细菌,可能有助于减少细菌性阴道炎复发的概率

▸ 针对不同的阴道微生物组成用药也不同

1.乳酸杆菌部分携带 (>5%)

口服或局部使用甲硝唑或替硝唑,因为乳杆菌对甲硝唑、替硝唑不敏感,且能杀灭其他厌氧菌。

2.乳酸杆菌几乎不携带 (<1%),厌氧型

口服或局部使用甲硝唑或替硝唑或克林霉素,因为

甲硝唑、替硝唑不敏感,且能杀灭其他厌氧菌。

3.乳酸杆菌几乎不携带 (<1%),需氧型

口服或局部克林霉素或卡那霉素为主,因为克林霉素对主要的好氧菌敏感。

▸ 阴道微生物移植

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France M,et al.Nat Microbiol.2022

现有的治疗方法包括甲硝唑等抗生素雌激素疗法乳酸和硼酸以及阴道乳酸杆菌益生菌。然而,这些干预措施的成功率各不相同,并且不能有效预防复发性/顽固性 BV。

阴道微生物移植 (VMT) 是治疗BV的一种有前景的干预措施。确定了具有乳杆菌优势阴道微生物群的合适供体。从捐赠者处收集阴道分泌物,筛查各种性传播感染并进行处理。然后将处理后的阴道分泌物引入通常患有复发性/顽固性 BV 的接受者的阴道中。接受者在移植前可能会或可能不会接受抗生素治疗。成功的定义是受体细菌性阴道炎的持久解决以及其阴道微生物群向乳杆菌占主导地位的转变

结语

阴道微生物群的平衡女性健康至关重要。因此,阴道菌群检测在评估女性健康状况方面具有重要意义。通过检测阴道微生物群的组成,可以及早发现潜在的问题,并采取相应的干预措施,以改善女性的生殖健康和妊娠成功率。这不仅有助于提高辅助生殖技术的效果,还可以降低早产、新生儿并发症等不良妊娠结局的风险,对于优化女性健康管理和具有重要意义。

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本文转自:谷禾健康



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