akusherstvoObstetrics, Gynecology and ReproductionАкушерство, Гинекология и Репродукция2313-73472500-3194IRBIS LLC10.17749/2313-7347/ob.gyn.rep.2026.759akusherstvo-2864Research ArticleORIGINAL ARTICLEОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕIntegrative model of cervical remodeling: associations between ultrasound, immune and microbiological markersИнтегративная модель цервикального ремоделирования: взаимосвязь ультразвуковых, иммунных и микробиологических маркеровhttps://orcid.org/0000-0001-5313-2259ХаленкоВ. В.KhalenkoV. V.

Халенко Владислава Валерьевна

WoS ResearcherID: JQW-2024-2023

199034 Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3

Vladislava V. Khalenko, MD.

WoS ResearcherID: JQW-2024-2023. 

vkhalenko@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0003-4116-0222ПачулияО. В.PachuliiaO. V.

Пачулия Ольга Владимировна, к.м.н. 

199034 Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3

Olga V. Pachuliia, MD, PhD. 

https://orcid.org/0000-0002-9328-8909КоптееваЕ. В.KopteevaE. V.

Коптеева Екатерина Вадимовна, к.м.н. 

199034 Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3

Ekaterina V. Kopteeva, MD, PhD. 

https://orcid.org/0000-0001-7673-6274БудиловскаяО. В.BudilovskayaO. V.

Будиловская Ольга Викторовна, к.м.н.

WoS ResearcherID: K-1854-2018.

199034 Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3

Olga V. Budilovskaya, MD, PhD.

WoS ResearcherID: K-1854-2018. 

https://orcid.org/0000-0002-2742-2655ХуснутдиноваТ. А.KhusnutdinovaT. A.

Хуснутдинова Татьяна Алексеевна, к.м.н.

WoS ResearcherID: K-1852-2018. 

199034 Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3

Tatiana A. Khusnutdinova, MD, PhD.

WoS ResearcherID: K-1852-2018. 

https://orcid.org/0000-0003-4798-1881КрысановаА. А.KrysanovaA. A.

Крысанова Анна Александровна, к.м.н.

WoS ResearcherID: K-3678-2018. 

199034 Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3

Anna A. Krysanova, MD, PhD.

WoS ResearcherID: K-3678-2018. 

https://orcid.org/0000-0002-3002-3874ШалепоК. В.ShalepoK. V.

Шалепо Кира Валентиновна, к.б.н. 

WoS ResearcherID: K-1364-2018. 

199034 Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3

Kira V. Shalepo, MD, PhD in Biology.

WoS ResearcherID: K-1364-2018. 

https://orcid.org/0000-0003-3870-5930СавичеваА. М.SavichevaA. M.

Савичева Алевтина Михайловна, д.м.н., проф. 

WoS ResearcherID: P-6788-2015. 

199034 Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3

Alevtina M. Savicheva, MD, Dr Sci Med, Prof.

WoS ResearcherID: P-6788-2015. 

https://orcid.org/0000-0002-6542-5953БеспаловаО. Н.BespalovaO. N.

Беспалова Олеся Николаевна, д.м.н. 

199034 Санкт-Петербург, Менделеевская линия, д. 3

Olesya N. Bespalova, MD, Dr Sci Med. 

ФГБНУ «Научно-исследовательский институт акушерства, гинекологии и репродуктологии имени Д.О. Отта»РоссияOtt Research Institute of Obstetrics, Gynecology and ReproductologyRussian Federation20203006202600Online First2864Copyright © Khalenko V.V., Pachuliia O.V., Kopteeva E.V., Budilovskaya O.V., Khusnutdinova T.A., Krysanova A.A., Shalepo K.V., Savicheva A.M., Bespalova O.N., 20202020Халенко В.В., Пачулия О.В., Коптеева Е.В., Будиловская О.В., Хуснутдинова Т.А., Крысанова А.А., Шалепо К.В., Савичева А.М., Беспалова О.Н.Khalenko V.V., Pachuliia O.V., Kopteeva E.V., Budilovskaya O.V., Khusnutdinova T.A., Krysanova A.A., Shalepo K.V., Savicheva A.M., Bespalova O.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gynecology.su/jour/article/view/2864Aim

Aim: to characterize cervical maturity phenotypes identified by cluster analysis of ultrasound cervicometry and elastography parameters through evaluation of local immunological and microbiological markers associated with cervical remodeling.

Materials and Methods

Materials and Methods. A single-center prospective cohort study with 82 pregnant women in the third trimester was conducted to assess biomechanical, immunological, and microbiological characteristics of the cervix. Compression cervical elastography was performed by assessing hardness ratio (HR), elasticity contrast index (ECI), internal os strain (IOS), and external os strain (EOS). Quantitative assessment by polymerase chain reaction (PCR) of the cervical canal microbiocenosis and analysis of mRNA expression of innate immunity genes were also performed.

Results

Results. There were identified three cervical maturity phenotypes characterized by a progressive decrease in tissue stiffness (HR), cervical shortening, and an increase in the elasticity contrast index (ECI) (p < 0.05). A significant decline in the expression of interleukin-18 (IL-18), GATA binding protein 3 (GATA3) as well as cluster of differentiation 68 (CD68) marker was observed during the transition from the immature to mature phenotype (p < 0.05). No significant differences in the taxonomic cervical microbiota composition were found among the phenotypes (p > 0.05); however, an increased abundance of non-Lactobacillus flora was associated with reduced cervical length and lower tissue stiffness. Predominantly negative correlations were identified between the abundance of opportunistic microorganisms and the expression levels of immune markers.

Conclusion

Conclusion. Cervical remodeling during pregnancy is associated with decreased local immune activity. Lowered expression of IL-18, GATA3, and CD68 may represent one of the mechanisms initiating inflammation followed by structural remodeling of cervical tissue. Although the microbiota does not determine the maturity phenotype, it may modulate magnitude of immune and biomechanical changes.

Цель

Цель: охарактеризовать фенотипы зрелости шейки матки, выделенные кластерным анализом параметров ультразвуковой цервикометрии и эластографии, путем оценки взаимосвязей локальных иммунологических и микробиологических маркеров цервикального ремоделирования.

Материалы и методы

Материалы и методы. Проведено одноцентровое проспективное когортное исследование 82 беременных III триместра с оценкой биомеханических, иммунологических и микробиологических характеристик шейки матки. Выполнены компрессионная эластография шейки матки с определением коэффициента жесткости (англ. hardness ratio, HR), индекса гетерогенности ткани (англ. elasticity contrast index, ECI), деформации внутреннего (англ. internal os strain, IOS) и наружного зева (англ. external os strain, EOS), количественная оценка методом полимеразной цепной реакции (ПЦР) микробиоценоза цервикального канала, а также анализ экспрессии мРНК генов врожденного иммунитета.

Результаты

Результаты. Выделены 3 фенотипа зрелости шейки матки, характеризующиеся снижением жесткости (HR), укорочением шейки матки и увеличением индекса гетерогенности (ECI) (p < 0,05). Установлено значимое снижение экспрессии интерлейкина-18 (англ. interleukin-18, IL-18), GATA-связывающего белка 3 (англ. GATA binding protein 3, GATA3) и кластера дифференцировки 68 (англ. cluster of differentiation 68, CD68) по мере перехода к от незрелого к зрелому фенотипу (p < 0,05). Таксономический состав микробиоты между фенотипами не различался (p > 0,05), однако увеличение нелактобациллярной флоры ассоциировалось со снижением длины и жесткости шейки матки. Выявлены преимущественно отрицательные корреляции между уровнем условно-патогенной микробиоты и экспрессией иммунных маркеров.

Заключение

Заключение. Цервикальное ремоделирование во время беременности ассоциировано со снижением локальной иммунной активности. Уменьшение экспрессии IL-18, GATA3 и CD68 может рассматриваться как один из механизмов, инициирующих развитие как воспаления с последующей структурной перестройкой ткани шейки матки. Микробиота не определяет фенотип зрелости, однако способна модулировать выраженность иммунных и биомеханических изменений.

шейка маткиэластографияремоделированиецитокинымикробиотаасептическое воспалениепреждевременные родыcervixelastographyremodelingcytokinesmicrobiotaaseptic inflammationpreterm birthПоисковое научное исследование № 1025032100275-0 «Разработка технологии комплексной оценки ремоделирования шейки матки с применением новых биофизических, биохимических, молекулярно-биологических методов».Exploratory research study No. 1025032100275-0 “Development of a Technology for Comprehensive Assessment of Cervical Remodeling Using Novel Biophysical, Biochemical, and Molecular Biological Methods”.ReferencesAmerican College of Obstetricians and Gynecologists. Cervical ripening in pregnancy: ACOG Clinical Practice Guideline No. 9. Obstet Gynecol. 2025;146(1):148–60. https://doi.org/10.1097/AOG.0000000000005951.American College of Obstetricians and Gynecologists. Cervical ripening in pregnancy: ACOG Clinical Practice Guideline No. 9. Obstet Gynecol. 2025;146(1):148–60. https://doi.org/10.1097/AOG.0000000000005951.Colon-Caraballo M., Russell S.R., Myers K.M., Mahendroo M. Collagen turnover during cervical remodeling involves both intracellular and extracellular collagen degradation pathways. Biol Reprod. 2025;112(4):709–27. https://doi.org/10.1093/biolre/ioaf012.Colon-Caraballo M., Russell S.R., Myers K.M., Mahendroo M. Collagen turnover during cervical remodeling involves both intracellular and extracellular collagen degradation pathways. Biol Reprod. 2025;112(4):709–27. https://doi.org/10.1093/biolre/ioaf012.Jayyosi C., Lee N., Willcockson A. et al. The mechanical response of the mouse cervix to tensile cyclic loading in term and preterm pregnancy. Acta Biomater. 2018;78:308–19. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2018.07.017.Jayyosi C., Lee N., Willcockson A. et al. The mechanical response of the mouse cervix to tensile cyclic loading in term and preterm pregnancy. Acta Biomater. 2018;78:308–19. https://doi.org/10.1016/j.actbio.2018.07.017.Chen Z., Li J., Xu W. et al. Elevated expression of Toll-like receptor 4 and cytokines in both serum and myometrium at term may serve as promising biomarkers for uterine activation preceding labor. Front Endocrinol (Lausanne). 2023;14:1255925. https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1255925.Chen Z., Li J., Xu W. et al. Elevated expression of Toll-like receptor 4 and cytokines in both serum and myometrium at term may serve as promising biomarkers for uterine activation preceding labor. Front Endocrinol (Lausanne). 2023;14:1255925. https://doi.org/10.3389/fendo.2023.1255925.Singh N., Herbert B., Sooranna G. et al. Is there an inflammatory stimulus to human term labour? PLoS One. 2021;16(8):e0256545. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0256545.Singh N., Herbert B., Sooranna G. et al. Is there an inflammatory stimulus to human term labour? PLoS One. 2021;16(8):e0256545. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0256545.Soh Y.M., Tiwari A., Mahendroo M. et al. Relaxin regulates hyaluronan synthesis and aquaporins in the cervix of late pregnant mice. Endocrinology. 2012;153(12):6054–64. https://doi.org/10.1210/en.2012-1577.Soh Y.M., Tiwari A., Mahendroo M. et al. Relaxin regulates hyaluronan synthesis and aquaporins in the cervix of late pregnant mice. Endocrinology. 2012;153(12):6054–64. https://doi.org/10.1210/en.2012-1577.Hwang J.J., Macinga D., Rorke E.A. Relaxin modulates human cervical stromal cell activity. J Clin Endocrinol Metab. 1996;81(9):3379–84. https://doi.org/10.1210/jcem.81.9.8784100.Hwang J.J., Macinga D., Rorke E.A. Relaxin modulates human cervical stromal cell activity. J Clin Endocrinol Metab. 1996;81(9):3379–84. https://doi.org/10.1210/jcem.81.9.8784100.Lu S., Wu Q., He W. et al. Vaginal microbiota in term pregnant women with differences in cervical ripeness revealed by 2bRAD-M. BMC Microbiol. 2024;24:444. https://doi.org/10.1186/s12866-024-03612-x.Lu S., Wu Q., He W. et al. Vaginal microbiota in term pregnant women with differences in cervical ripeness revealed by 2bRAD-M. BMC Microbiol. 2024;24:444. https://doi.org/10.1186/s12866-024-03612-x.Халенко В.В., Коптеева Е.В., Беспалова О.Н. и др. Пилотное исследование CELASTO (Сervical ELASTOgraphy): цервикометрия с использованием соноэластографии при беременности. Журнал акушерства и женских болезней. 2024;73(2):89–98. https://doi.org/10.17816/JOWD623593.Khalenko V.V., Kopteeva E.V., Bespalova O.N. et al. CELASTO (Cervical ELASTOgraphy) pilot study — the use of cervical elastography during pregnancy. [Pilotnoe issledovanie CELASTO (Servical ELASTOgraphy): cervikometriya s ispol'zovaniem sonoelastografii pri beremennosti]. Zhurnal akusherstva i zhenskih boleznej. 2024;73(2):89–98. (In Russ.). https://doi.org/10.17816/JOWD623593.Kopteeva E.V., Khalenko V.V., Pachuliia O.V., Bespalova O.N. Cervical maturity assessment based on ultrasound elastography E-Cervix: cluster analysis. J Ultrasound Med. 2026;45(2):419–27. https://doi.org/10.1002/jum.70078.Kopteeva E.V., Khalenko V.V., Pachuliia O.V., Bespalova O.N. Cervical maturity assessment based on ultrasound elastography E-Cervix: cluster analysis. J Ultrasound Med. 2026;45(2):419–27. https://doi.org/10.1002/jum.70078.Будиловская О.В., Шипицына Е.В., Спасибова Е.В и др. Дифференциальная экспрессия генов местного иммунного ответа во влагалище: значение для диагностики вагинальных инфекций. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2019;168(11):588–92.Budilovskaya O.V., Shipitsyna E.V., Spaskova E.V. et al. Differential expression of selected genes of local immune response in the vagina: implication for diagnosis of vaginal infections. [Differencial'naya ekspressiya genov mestnogo immunnogo otveta vo vlagalishche: znachenie dlya diagnostiki vaginal'nyh infekciĭ]. Byulleten' eksperimental'noĭ biologii i mediciny. 2019;168(11):588–92. (In Russ.).Yellon S.M. Prepartum cervix remodeling: inflammatory regulation. Front Immunol. 2020;10:3156. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.03156.Yellon S.M. Prepartum cervix remodeling: inflammatory regulation. Front Immunol. 2020;10:3156. https://doi.org/10.3389/fimmu.2019.03156.Myers K.M., Socrate S., Tzeranis D., House M. Changes in the biochemical constituents and morphologic appearance of the human cervical stroma during pregnancy. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2009;144(suppl 1):S82–S89. https://doi.org/10.1016/j.ejogrb.2009.02.008.Myers K.M., Socrate S., Tzeranis D., House M. Changes in the biochemical constituents and morphologic appearance of the human cervical stroma during pregnancy. Eur J Obstet Gynecol Reprod Biol. 2009;144(suppl 1):S82–S89. https://doi.org/10.1016/j.ejogrb.2009.02.008.Akins M.L., Luby-Phelps K., Bank R.A., Mahendroo M. Cervical softening during pregnancy: regulated changes in collagen cross-linking and composition of matricellular proteins in the mouse. Biol Reprod. 2011;84(5):1053–62. https://doi.org/10.1095/biolreprod.110.089599.Akins M.L., Luby-Phelps K., Bank R.A., Mahendroo M. Cervical softening during pregnancy: regulated changes in collagen cross-linking and composition of matricellular proteins in the mouse. Biol Reprod. 2011;84(5):1053–62. https://doi.org/10.1095/biolreprod.110.089599.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.