Вагінальний мікробіом — це складна спільнота мікроорганізмів, що населяють жіночі статеві шляхи та відіграють критичну роль у підтримці репродуктивного здоров'я (1). Протягом останнього десятиліття наше розуміння цієї мікробної екосистеми зазнало радикальних змін, і головним каталізатором цих змін стало впровадження методу NGS — Next-Generation Sequencing, або секвенування нового покоління (2, 3).
Те, що відкрив NGS, відверто кажучи, змусило переглянути багато усталених уявлень.
Традиційні методи діагностики — мікроскопія, культуральні дослідження — виявляють лише невелику частину мікробного різноманіття. Більшість бактерій просто залишаються невидимими для клініциста, і це не перебільшення, а реальність, підтверджена численними порівняльними дослідженнями (4, 5). Метод 16S рРНК секвенування — один із найбільш валідованих і практичних підходів NGS — дозволяє отримати повну картину бактеріального складу вагінального мікробіому, що відкриває принципово нові можливості для точної діагностики та персоналізованого лікування вагінальних інфекцій (2, 6, 13, 15).
У цій статті розглянуто принципи методу 16S рРНК секвенування, його переваги над традиційними підходами, клінічне застосування та обмеження у контексті діагностики порушень вагінального мікробіому.
Мікроскопічне дослідження вагінальних мазків залишається найдоступнішим методом первинної діагностики вагінальних інфекцій (2, 7). Метод базується на візуальній оцінці морфології клітин та бактерій у нативному або забарвленому за Грамом препараті. Для діагностики бактеріального вагінозу традиційно використовуються критерії Амселя (вагінальний pH >4,5, позитивний аміновий тест, наявність «ключових клітин») та шкала Наджента, що дозволяє кількісно оцінити морфотипи (7, 8).
Однак мікроскопія має суттєві обмеження. Інтерпретація результатів значною мірою залежить від досвіду лаборанта, що робить метод суб'єктивним. Точна ідентифікація видів бактерій неможлива — дослідник бачить лише морфотипи. Чутливість для виявлення змішаних інфекцій низька, а некультивовані мікроорганізми залишаються поза полем зору (2, 6, 9).
Авторський коментар: на практиці я неодноразово спостерігав ситуації, коли два досвідчених лаборанти інтерпретували один і той самий мазок по-різному — один бачив дисбіоз, інший описував нормоценоз. Це не вина лаборантів, це обмеження самого методу, і про це потрібно говорити відкрито.
Культуральне дослідження тривалий час вважалося «золотим стандартом» мікробіологічної діагностики (2, 10). Метод передбачає посів вагінального матеріалу на селективні середовища з подальшою ідентифікацією та визначенням антибіотикочутливості виділених мікроорганізмів.
Але тут криється фундаментальна проблема.
Культуральний метод виявляє лише культивовані аеробні та факультативно-анаеробні бактерії. За різними оцінками, від 60 до 80% вагінальних бактерій не ростуть на стандартних середовищах. Тривалість дослідження становить 2–7 днів. Облігатні анаероби, які відіграють ключову роль у розвитку бактеріального вагінозу, при стандартному культивуванні просто «випадають» з результатів. І складність полімікробних інфекцій систематично недооцінюється (2, 4, 5, 10, 11).
Метод полімеразної ланцюгової реакції став значним кроком уперед — він дозволяє виявляти специфічні ДНК-послідовності мікроорганізмів без необхідності їх культивування (2, 6). Комерційні панелі зазвичай тестують обмежену кількість патогенів — як правило, від 12 до 24 видів.
Основне обмеження ПЛР — це «закрита» система. Вона виявляє лише ті мікроорганізми, на які розроблені праймери. Нові або рідкісні види бактерій залишаються невиявленими. Існують також проблеми крос-реактивності праймерів, що може давати хибнопозитивні результати. Повний склад мікробіому оцінити неможливо (2, 4, 6, 12). Іншими словами, ПЛР шукає тільки те, що їй «сказали» шукати.
Принцип методу 16S секвенування
16S рРНК секвенування — це високопродуктивний молекулярний метод аналізу мікробіому, що базується на дослідженні гена 16S рибосомальної РНК (2, 13). Цей ген присутній у геномі всіх бактерій і містить як консервативні ділянки (спільні для всіх бактерій, що дозволяють «зачепити» ген за допомогою універсальних праймерів), так і варіабельні регіони (V1–V9), які є унікальними для кожного роду та виду (2, 13, 14). Саме ці варіабельні регіони — своєрідний «штрихкод» кожної бактерії — дозволяють точно ідентифікувати мікроорганізми до рівня роду та виду (2, 14, 15).
Принципова відмінність від традиційних методів полягає в тому, що 16S секвенування не потребує попередніх припущень про те, які бактерії присутні у зразку. Це «відкрита» діагностична система — вона виявляє всі бактерії, що є у зразку, а не лише ті, які ми очікуємо знайти (4, 6).
Як проходить дослідження
Процес 16S секвенування вагінального мікробіому включає кілька послідовних етапів (2, 6). Спочатку здійснюється забір матеріалу — вагінальний мазок, який, до речі, може бути зроблений пацієнткою самостійно. Далі — екстракція ДНК, тобто виділення генетичного матеріалу з бактеріальних клітин. Наступний крок — ампліфікація: за допомогою ПЛР цільові варіабельні регіони гена 16S рРНК багаторазово копіюються. Потім відбувається власне секвенування — зчитування нуклеотидних послідовностей на платформі NGS (Illumina, Ion Torrent тощо). Після цього — біоінформатичний аналіз: отримані послідовності порівнюються з референсними базами даних, здійснюється таксономічна класифікація та кількісна оцінка складу мікробіому. І нарешті — клінічна інтерпретація результатів.
Тривалість повного циклу аналізу становить від 3 до 7 днів залежно від лабораторії (6).
Чому саме 16S рРНК секвенування
Метод 16S секвенування є оптимальним вибором для клінічної діагностики вагінального мікробіому з кількох причин. По-перше, він має добре стандартизовані протоколи та великі міжнародні бази даних для ідентифікації бактерій — SILVA, Greengenes, RDP (13, 15, 16). По-друге, вартість дослідження є доступнішою порівняно з іншими методами молекулярного секвенування. По-третє, метод забезпечує надійну ідентифікацію саме бактерій — основних гравців вагінального мікробіому — та дає кількісну оцінку їхнього співвідношення (2, 14). Для клінічних задач діагностики вагінального дисбіозу та бактеріального вагінозу цих можливостей, як правило, цілком достатньо.
16S секвенування виявляє всю бактеріальну спільноту вагінального мікробіому, включаючи некультивовані анаеробні бактерії, які відіграють ключову роль у розвитку бактеріального вагінозу (4, 5). Дослідження показують, що метод виявляє в середньому на 40–60% більше видів бактерій порівняно з культуральним методом (2, 5).
Особливо важливим є виявлення так званих BVAB — BV-associated bacteria — групи облігатних анаеробів, що не культивуються стандартними методами, але асоціюються з рецидивуючим бактеріальним вагінозом, передчасними пологами та хоріоамніонітом (4, 5). Саме ці мікроорганізми роками «ховалися» від традиційної діагностики, і саме вони часто є ключем до розуміння рецидивуючих випадків.
16S секвенування надає не лише якісну (наявність або відсутність), а й кількісну інформацію про склад мікробіому — відносну кількість кожного виду бактерій у зразку (2, 4). Це дозволяє розрізняти нормальну колонізацію від патологічного розмноження, відстежувати динаміку змін після лікування та оцінювати баланс між захисними лактобацилами та потенційними патогенами (2).
На відміну від мікроскопії, яка залежить від суб'єктивної оцінки дослідника, 16S секвенування забезпечує стандартизовані, об'єктивні та відтворювані результати (2, 6). Для моніторингу динаміки змін мікробіому та оцінки ефективності лікування це принципово важливо (6).
16S секвенування виявляє рідкісні та атипові патогени, які пропускаються обмеженими панелями ПЛР (2, 4). Нові види Gardnerella, Prevotella, Sneathia та інші мікроорганізми, асоційовані з ускладненнями вагітності та рецидивуючими інфекціями — все це стає доступним для діагностики (4, 5).
Бактеріальний вагіноз (БВ) — найпоширеніше порушення вагінального мікробіому, що характеризується зниженням популяції захисних лактобацил і надмірним ростом анаеробних бактерій (6, 7). 16S секвенування дозволяє точно охарактеризувати бактеріальний склад при БВ, виявляючи всі асоційовані патогени, а не лише «типові підозрювані» (2, 4).
Дослідження підтверджують високу діагностичну точність методу: чутливість понад 93%, специфічність перевищує 90% (2, 6). Крім того, 16S секвенування дозволяє розрізняти різні фенотипи БВ та передбачати ризик рецидивів, що для клінічної практики має неабияке значення (4, 6).
Мабуть, найбільшу цінність 16S секвенування демонструє саме при рецидивуючому бактеріальному вагінозі — коли стандартна терапія з якоїсь причини не працює (4, 6). Повний аналіз бактеріального складу допомагає виявити нетипові патогени, оцінити стан захисних лактобацил та підібрати оптимальну схему лікування (4, 6).
Клінічний приклад. Пацієнтка 34 років, три епізоди БВ за останні 8 місяців. Стандартна терапія метронідазолом давала тимчасовий ефект — рецидив виникав через 3–5 тижнів після кожного курсу. Мікроскопія стабільно показувала «ключові клітини» та морфотип Gardnerella. ПЛР-панель виявила G. vaginalis та Atopobium vaginae. Після проведення 16S секвенування додатково були ідентифіковані BVAB2 та Sneathia amnii у значній кількості — мікроорганізми, які не входять у стандартні ПЛР-панелі, але асоціюються з високим ризиком рецидивів. Крім того, частка Lactobacillus crispatus становила менше 5%, тоді як домінував L. iners — вид, який часто розглядається як «ненадійний захисник» вагінального біотопу. Корекція терапевтичної стратегії з урахуванням повного бактеріального профілю дозволила досягти стійкої ремісії протягом 6 місяців спостереження.
Дослідження показують, що терапія, керована даними аналізу мікробіому, знижує частоту рецидивів БВ на 30–40% порівняно з емпіричним лікуванням (4, 6).
Вагінальний дисбіоз асоціюється з серйозними акушерськими ускладненнями: передчасними пологами, передчасним розривом плодових оболонок, хоріоамніонітом та низькою вагою новонародженого (5, 6). 16S секвенування під час вагітності дозволяє виявляти дисбіоз до появи клінічних симптомів, ідентифікувати високоризикові бактеріальні профілі, моніторувати ефективність профілактичних втручань та стратифікувати пацієнток за ризиком ускладнень (6, 10).
Особлива увага приділяється виявленню некультивованих патогенів — Sneathia, BVAB — які значно підвищують ризик передчасних пологів (4, 5). Ці мікроорганізми «невидимі» для стандартних методів, і без молекулярного секвенування їхня роль залишалася б нерозпізнаною.
Стан вагінального мікробіому впливає на фертильність та успішність допоміжних репродуктивних технологій — ДРТ (6, 10). 16S профілювання мікробіому використовується для оптимізації мікробного балансу перед процедурами ЕКЗ та виявлення прихованих порушень при безплідді незрозумілого генезу (10, 17).
Тут є один важливий момент. Дослідження демонструють, що вагінальний мікробіом, домінований Lactobacillus crispatus, асоціюється з вищими показниками імплантації та вагітності при ЕКЗ (10, 17). L. crispatus — це, по суті, «золотий стандарт» серед лактобацил вагінального біотопу. На противагу йому L. iners, хоча формально є лактобацилом, все частіше розглядається як маркер нестабільного мікробіому, що може переходити у стан дисбіозу.
Останні дослідження встановили зв'язок між дисбіозом вагінального мікробіому та ризиком передракових станів шийки матки, персистенцією вірусу папіломи людини (ВПЛ) та розвитком гінекологічних онкозахворювань (6). 16S секвенування дозволяє ідентифікувати бактеріальні сигнатури, асоційовані з високим онкогенним ризиком, та розробляти стратегії профілактики. Це напрямок, який ще тільки розвивається, але перші дані виглядають обнадійливо.
16S секвенування вагінального мікробіому відкриває шлях до прецизійної гінекології, дозволяючи індивідуалізувати терапію на основі конкретного бактеріального профілю пацієнтки (4, 6). Підбір специфічних штамів пробіотиків, корекція факторів ризику на основі бактеріальних маркерів, моніторинг ефективності лікування — все це стає реальністю, а не теоретичною можливістю (6).
Типи мікробних спільнот вагіни (CST)
Науковий підхід до інтерпретації результатів 16S секвенування базується на концепції Community State Types (CST) — типів мікробних спільнот вагіни (2, 14). Виділяють п'ять основних типів: CST I, де домінує Lactobacillus crispatus, забезпечуючи найвищий рівень захисту та найкращий прогноз; CST II з домінуванням L. gasseri, що також характеризується добре захищеним мікробіомом; CST III, де домінує L. iners — перехідний, нестабільний стан; CST IV з низькою кількістю лактобацил та високим різноманіттям анаеробів, що відповідає стану дисбіозу або бактеріального вагінозу; та CST V з домінуванням L. jensenii — стабільний захисний мікробіом (2, 14).
CST I та V асоціюються з найнижчим ризиком інфекцій та акушерських ускладнень, тоді як CST IV — з найвищим (2, 14).
Тут варто зазначити суперечливий момент, який активно обговорюється в науковій спільноті. Класифікація CST була розроблена переважно на основі досліджень жінок європейського та північноамериканського походження. Дослідження показують, що у значної частини здорових жінок африканського та латиноамериканського походження вагінальний мікробіом відповідає CST IV — тобто має низьку кількість лактобацил і високе різноманіття. Чи означає це, що їхній мікробіом «патологічний»? Чи це нормальний варіант, адаптований до інших генетичних та імунологічних умов? Однозначної відповіді немає, і не виключено, що сама концепція «нормального» вагінального мікробіому потребує перегляду з урахуванням етнічних та генетичних факторів.
Метод 16S рРНК секвенування спеціалізується саме на бактеріях. Віруси, гриби та паразити цим методом не виявляються (2, 16). Для комплексної оцінки, що включає небактеріальні мікроорганізми, можуть знадобитися додаткові методи дослідження. Також 16S секвенування має обмежену роздільну здатність на рівні штамів — метод надійно ідентифікує бактерії до рівня виду, але розрізнити окремі штами одного виду вдається не завжди (2, 16).
Незважаючи на постійне зниження вартості, 16S секвенування залишається дорожчим методом порівняно з мікроскопією та стандартним бакпосівом (2, 6). Це обмежує його застосування як рутинного скринінгового методу. Втім, якщо врахувати повну економічну картину — зниження частоти рецидивів, уникнення ускладнень, раціональне використання антибіотиків — метод цілком може виявитися економічно ефективним у довгостроковій перспективі (6).
Результати 16S секвенування потребують спеціалізованої біоінформатичної обробки та кваліфікованої клінічної інтерпретації (2, 6). Клініцисти потребують досвіду для правильного розуміння звітів, для того щоб відрізняти клінічно значущі знахідки від нормальної варіації мікробіому (6). Це не проблема технології — це питання підготовки кадрів та накопичення клінічного досвіду.
На сьогодні відсутні єдині міжнародні стандарти для 16S секвенування вагінального мікробіому (2, 6). Різні лабораторії можуть використовувати різні варіабельні регіони гена 16S рРНК (V3–V4, V1–V3 тощо), різні бази даних та різні алгоритми аналізу, що утруднює пряме порівняння результатів між лабораторіями (2, 16). Розробка клінічних рекомендацій та діагностичних порогів залишається нагальною потребою (6).
Повний цикл 16S секвенування вагінального мікробіому займає 3–7 днів, що довше порівняно з експрес-тестами (6). Для пацієнток, які потребують термінового призначення терапії, це може бути значущим фактором.
16S секвенування нерідко виявляє невідомі або мало вивчені види бактерій, клінічна значущість яких залишається неясною (2, 6). Це створює специфічну ситуацію — лікар отримує інформацію, з якою часом просто незрозуміло що робити. Потрібні додаткові дослідження для встановлення патогенного потенціалу таких мікроорганізмів.
Примітка: нижче наведено загальну інформацію для розуміння підходів до відновлення мікробіому. Конкретні схеми лікування визначає лікар індивідуально.
Сучасне лікування вагінального дисбіозу базується на трифазній стратегії (6).
Перша фаза — елімінація патогенів. Призначаються антибактеріальні препарати, вибір яких залежить від виявленого бактеріального профілю. І ось тут 16S секвенування показує свою справжню силу — бо «профіль» тепер означає не три-чотири назви з культурального дослідження, а повну картину бактеріального складу.
Друга фаза — руйнування біоплівок. Бактеріальні біоплівки — це свого роду «фортеці», які захищають патогени від дії антибіотиків. Агенти, що дестабілізують захисний матрикс, особливо важливі при рецидивуючих інфекціях.
Третя фаза — відновлення захисної флори. Пробіотики зі специфічними штамами лактобацил та метаболічна підтримка. Підбір конкретних штамів — ще одна сфера, де дані 16S секвенування можуть бути корисними.
Антибактеріальні засоби використовуються для пригнічення патогенної флори, при цьому вибір препарату оптимально базувати на даних про бактеріальний склад мікробіому. Пробіотики — препарати з живими захисними бактеріями, переважно лактобацилами — застосовуються у різних формах: вагінальних та пероральних. Важливо розуміти, що не всі лактобацили однакові — конкретний штам має значення. Підтримуюча терапія включає засоби для регуляції pH, препарати для покращення трофіки тканин та імуномодулятори місцевої дії. До додаткових методів належать корекція факторів ризику (стрес, куріння, гігієнічні звички), дієтичні рекомендації та — при рецидивуючих інфекціях — лікування статевого партнера.
Метод 16S рРНК секвенування є сучасним і клінічно обґрунтованим діагностичним інструментом, що суттєво розширює можливості оцінки вагінального мікробіому. Технологія забезпечує виявлення повного спектру бактерій, включаючи некультивовані види, надає кількісну характеристику бактеріального складу та створює передумови для персоналізації терапевтичних підходів (2, 4, 6).
Особливу клінічну цінність 16S секвенування демонструє у випадках рецидивуючого бактеріального вагінозу, складних діагностичних ситуаціях, в акушерській практиці та в контексті репродуктивного здоров'я, де традиційні методи діагностики виявляються недостатньо інформативними (4, 5, 6).
Разом з тим, метод має об'єктивні обмеження: він спеціалізується на бактеріях і не виявляє віруси та гриби, потребує спеціалізованої біоінформатичної обробки та залишається дорожчим за рутинні методи (2, 6). На даному етапі 16S секвенування доцільно розглядати як метод поглибленої діагностики мікробіому — для ситуацій, коли стандартні аналізи не дають вичерпних відповідей.
Втім, з клінічної точки зору, саме такі випадки — діагностичні тупики, коли мікроскопія та ПЛР не пояснюють клінічної картини — зустрічаються в практиці значно частіше, ніж прийнято вважати. Подальше зниження вартості секвенування та розробка клінічних стандартів мають потенціал зробити 16S секвенування вагінального мікробіому рутинним елементом гінекологічної практики (6).
Nori SRC, Vaginal Microbiome. StatPearls Publishing; 2023.
Yoo JJ, Kim SS, Hur SY, Kim HJ, Lee KS, Kim KW, et al. Analysis of the Vaginal Microbiome by Next-Generation Sequencing and Evaluation of its Performance as a Clinical Diagnostic Tool in Vaginitis. Ann Lab Med. 2016;36(5):441-9.
Goodwin S, McPherson JD, McCombie WR. Coming of age: ten years of next-generation sequencing technologies. Nat Rev Genet. 2016;17(6):333-51.
Muzny CA, Cerca N, Sobel JD. Utility of Next-generation sequencing in Managing Bacterial Vaginosis: Examples from Clinical Practice. Gynecol Obstet (Sunnyvale). 2015;5(11):336.
Next-Generation Sequencing as a Tool to Detect Vaginal Microbiota Disturbances during Pregnancy. Microorganisms. 2020;8(11):1813.
The untapped potential of vaginal microbiome diagnostics for gynaecological and reproductive health. Front Cell Infect Microbiol. 2025;15:1595182.
Nugent RP, Krohn MA, Hillier SL. Reliability of diagnosing bacterial vaginosis is improved by a standardized method of gram stain interpretation. J Clin Microbiol. 1991;29(2):297-301.
Rodrigues FS, Peixoto S, Adami F, Alves Bda C, Gehrke Fde S, Azzalis LA, et al. Proposal of a new cutoff for Nugent criteria in the diagnosis of bacterial vaginosis. J Microbiol Methods. 2015;115:144-6.
Coleman JS, Gaydos CA. Molecular Diagnosis of Bacterial Vaginosis: an Update. J Clin Microbiol. 2018;56(9):e00342-18.
Liu S, Chen Y, Zhang K, Tang D, Zhang J, Wang Y, et al. Exploring vaginal microbiome: from traditional methods to metagenomic next-generation sequencing—a systematic review. Front Microbiol. 2025;16:1578681.
Smidt I, Kiiker R, Oopkaup H, Lapp E, Rööp T, Truusalu K, et al. Comparison of detection methods for vaginal lactobacilli. Benef Microbes. 2015;6(5):747-51.
Fredricks DN, Fiedler TL, Thomas KK, Mitchell CM, Marrazzo JM. Changes in vaginal bacterial concentrations with intravaginal metronidazole therapy for bacterial vaginosis as assessed by quantitative PCR. J Clin Microbiol. 2009;47(3):721-6.
Woese CR, Fox GE. Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: the primary kingdoms. Proc Natl Acad Sci U S A. 1977;74(11):5088-90.
Ravel J, Gajer P, Abdo Z, Schneider GM, Koenig SS, McCulle SL, et al. Vaginal microbiome of reproductive-age women. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011;108 Suppl 1:4680-7.
Clarridge JE 3rd. Impact of 16S rRNA gene sequence analysis for identification of bacteria on clinical microbiology and infectious diseases. Clin Microbiol Rev. 2004;17(4):840-62.
Fettweis JM, Serrano MG, Sheth NU, Mayer CM, Glascock AL, Brooks JP, et al. Species-level classification of the vaginal microbiome. BMC Genomics. 2012;13 Suppl 8:S17.
Guan W, Li Q, Huang J, Liu T, Wang X, Li L. Association between the vaginal microbiome and adverse pregnancy outcomes in IVF patients. J Assist Reprod Genet. 2023;40(6):1357-67.
Comparing Swab Methods For Vaginal Microbiome Analysis. Mantacc; 2024. Available from: https://www.mantacc.com/blog/comparing-swab-methods-for-vaginal-microbiome-analysis