The local and systemic immunodeficiency is the main mechanism for vaginal bacterial
dysbiosis and its extreme manifestation - bacterial vaginosis (BV) development. The
complex immune response study and the establishment of the main mechanisms and
factors, reflecting it and corresponding to the microbiocenosis severity disorder are
relevant. Aim - to develop a neural network model of the severity of vaginal bacterial
dysbiosis based on the assessment of normobiota. Divided into the following groups
according to the Conditionally pathogenic microflora index (CPMI) and normobiota index
(NBI): normocenosis (n=53), dysbiosis I (n=128) and II degree (n=117) among the latter
83 patients with PNB>1 lg GE/sample were identified, in whom BV was established.
Molecular genetic studies of the epithelium scraping from the vagina posterolateral wall
were carried out by Polymerase chain reaction ("DNK-Technologiia" LLC, RF). Facultative
and obligate anaerobes, myco- and ureplasmas, and yeast-like fungi were quantified.
The content of immunoglobulins, lysozyme, cytokines, complement, phagocytosis activity
of leukocytes, hormones, the number of lymphocytes and their fractions, as well as the
vaginal discharge pH (a total of 58 indexes) were identified in blood and vaginal discharge.
For statistical and mathematical analysis, the Statistica 10 software (StatSoft, Inc., USA)
was used. Using neural network modeling, it was revealed that among all the factorial
signs for determining the bacterial dysbiosis degree, the complement component C4
and γ-INF content in the vaginal discharge and circulating immune complexes (CIC) and
TNFα in the blood were important. A linear neural network model was built on the
selected set of factor signs (the Cohen's kappa coefficient consent index on the training
set was k=0.87 (95% CI 0.82-0.91)), for confirming plurality - k=0.89 (95% CI 0.77-1.00).
With normocenosis, the complement activation PNB was decreased, and γ-INF and
TNFα content was increased. The CIC levels blood increase corresponded to the
opportunistic microflora growth and reflected the humoral immune response activation,
which suggests that this indicator is an early dysbiosis marker. With I degree dysbiosis
all factors had positive relationship with NBI, which reflected the immune system stress
state. In case of II degree dysbiosis, NBI had a negative relationship with γ-INF content
in the vaginal discharge, and CIC in the blood, while positive - with C4 content in vaginal
discharge, and TNFα in the blood, which proved the immune system dysregulation and
caused its further suppression with the BV-association immunodeficiency development.
The immune system reaction during the BV development evolved from non-specific
resistance reactions to cytokine-induced reactions of specific humoral immunity in
response to the BV-associated microbiota growth, which subsequently experienced
depletion and loss of immune control.
Основним механізмом розвитку вагінального бактеріального дисбіозу та його крайнього прояву - бактеріального вагінозу
(БВ) - є локальний та системний імунодефіцит. Актуальним є вивчення комплексної імунної відповіді та встановлення основних механізмів та чинників, що її відображають та відповідають тяжкості порушення мікробіоценозу. Мета дослідження
- розробити нейромережеву модель ступеня тяжкості вагінального бактеріального дисбіозу на підставі оцінки показнику
нормобіоти. Були використані дані 298 жінок, які за індексом умовно патогенної мікрофлори (ІУПМ) та показником нормобіоти
(ПНБ) були розподілені на групи: нормоценоз (n=53), дисбіоз І (n=128) і ІІ ступеня (n=117); серед останніх виокремлено 83
пацієнтки з ПНБ>1 lg ГЕ/зразок, в яких був встановлений БВ. Молекулярно-генетичні дослідження зіскрібка епітелію з
задньобокової стінки піхви проводили методом полімеразної ланцюгової реакції ("ДНК-технологія", РФ). Кількісно визначали
факультативні і облігатні анаероби, міко- і уреплазми та дріжджоподібні гриби. У крові та вагінальному секреті визначали
вміст імуноглобулінів, лізоциму, цитокінів, комплементу, активність фагоцитозу лейкоцитів, гормонів, кількості лімфоцитів
та їх фракцій, а також pH вагінального секрету (загалом - 58 показників). Для статистичного та математичного аналізу
використовували програму Statistica 10 (StatSoft, Inc., USA). Шляхом нейромережевого моделювання було з'ясовано, що серед
усіх факторних ознак для визначення ступеня бактеріального дисбіозу мали значення вміст у вагінальному секреті
компоненту комплементу С4 і γ-INF, а у крові - циркулюючих імунних комплексів (ЦІК) і TNFα. На виділеному наборі факторних
ознак була побудована лінійна нейромережева модель (показник згоди каппа Коена на навчальній множині склав k=0,87 (95%
ВІ 0,82-0,91)), на підтверджувальній множині - k=0,89 (95% ВІ 0,77-1,00). Активація комплемента, підвищення вмісту γ-INF
та TNFα знижували показник нормобіоти при нормоценозі. Підвищення у крові вмісту ЦІК відповідало росту умовно патогенної
мікрофлори та відображало активацію гуморальної імунної відповіді, що дає підставу вважати цей показник раннім маркером
дисбіозу. При дисбіозі І ступеня всі чинники мали позитивні зв'язки з ПНБ, що відображало стан напруження імунної системи.
При дисбіозі ІІ ступеня ПНБ мав від'ємний зв'язок з вмістом у вагінальному секреті γ-INF, а у крові - ЦІК, тоді як позитивний
- з вмістом у вагінальному секреті С4, а у крові - TNFα, що свідчило про дизрегуляцію імунної системи та обумовлювало її
подальшу супресію з розвитком БВ-асоційованого імунодефіциту. Реакція імунної системи у процесі розвитку БВ
еволюціонувала від реакцій неспецифічної резистентності до індукованих цитокінами реакцій специфічного гуморального
імунітету у відповідь на зріст БВ-асоційованої мікробіоти, що згодом зазнавало виснаження та втрату імунного контролю.
Основным механизмом развития вагинального бактериального дисбиоза и его крайнего проявления - бактериального
вагиноза (БВ) - является локальный и системный иммунодефицит. Актуальным является изучение комплексного иммунного
ответа и установление основных механизмов и факторов, отражающих его и соответствующих тяжести нарушения
микробиоценоза. Цель исследования - разработать нейросетевую модель степени тяжести вагинального бактериального
дисбиоза на основании оценки показателя нормобиоты. Были использованы данные 298 женщин, которые по индексу
условнопатогенной микрофлоры (ИУПМ) и показателям нормобиоты (ПНБ) были распределены на группы: нормоценоз
(n=53), дисбиоз I (n=128) и II степени (n=117); среди последних были выделены 83 пациентки с ПНБ>1 lg ГЭ/образец, у
которых был установлен БВ. Молекулярно-генетические исследования соскоба эпителия с заднебоковой стенки влагалища
проводили методом полимеразной цепной реакции ("ДНК-технология", РФ). Количественно определяли факультативные и
облигатные анаэробы, мико- и уреплазмы и дрожжеподобные грибы. В крови и вагинальном секрете определяли содержание
иммуноглобулинов, лизоцима, цитокинов, комплемента, активность фагоцитоза лейкоцитов, гормонов, количества
лимфоцитов и их фракций, а также pH вагинального секрета (всего 58 показателей). Для статистического и
математического анализа использовали программу Statistica 10 (StatSoft, Inc., USA). Путем нейросетевого моделирования
было установлено, что среди всех факторных признаков для определения степени бактериального дисбиоза имели значение
содержание в вагинальном секрете компонента комплемента С4 и γ-INF, а в крови - циркулирующих иммунных комплексов
(ЦИК) и TNFα. На выделенном наборе факторных признаков была построена линейная нейросетевая модель (показатель
согласия каппа Коэна на обучающем множестве составил k=0,87 (95% ВИ 0,82-0,91)), на подтверждающем множестве -
k=0,89 (95% ВИ 0,77-1,00). При нормоценозе снижали ПНБ активация комплемента, повышение содержания γ-INF и TNFα.
Повышение в крови содержания ЦИК соответствовало росту условнопатогенной микрофлоры и отражало активацию
гуморального иммунного ответа, что дает основание считать этот показатель ранним маркером дисбиоза. При дисбиозе
I степени все факторы имели положительные связи с ПНБ, что отражало состояние напряжения иммунной системы. При
дисбиозе II степени ПНБ имел отрицательную связь с содержанием в вагинальном секрете γ-INF, а в крови - ЦИК, тогда как
положительный - с содержанием в вагинальном секрете С4, а в крови - TNFα, что свидетельствовало о дисрегуляции
иммунной системы и обусловливало ее дальнейшую супрессию с развитием БВ-ассоциированного иммунодефицита. Реакция
иммунной системы в процессе развития БВ эволюционировала от реакций неспецифической резистентности до
индуцированных цитокинами реакций специфического гуморального иммунитета в ответ на рост БВ-ассоциированной
микробиоты, что впоследствии приводило к истощению и потери иммунного контроля.
