Stomach Health > magen Helse >  > Q and A > magen spørsmålet

Tarmmikrobiom kan spille en rolle i alvorlig COVID-19

Den nåværende globale COVID-19-pandemien er forårsaket av beta-coronavirus alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus-2 (SARS-CoV-2), som har smittet over 22,1 millioner og forårsaket 780 tusen dødsfall globalt. En av egenskapene knyttet til alvorlig og kritisk SARS-CoV-2-infeksjon er cytokinstormen, en dysregulert sekresjon av cytokiner som utløser systemisk betennelse. Dette er en stort sett mystisk oppfølger av infeksjon, uten at det er for mye kjent om hvordan det skjer.

En fersk studie av forskere ved University of Science and Technology of China og publisert på fortrykket medRxiv* i august 2020 rapporterer det om bevis for at tarmmikrobiomet kan spille en rolle i alvorlig COVID-19-infeksjon.

Studie:Analyse av tarmmikrobiota hos COVID-19-pasienter og dens korrelasjon med den inflammatoriske faktoren IL-18 og SARS-CoV-2-spesifikk IgA. Bildekreditt:Alpha Tauri 3D Graphics / Shutterstock

The Gut og COVID-19

Tidligere forskning tyder på at SARS-CoV-2 infiserer tarmvev. Dette har blitt vist ved eksperimentell infeksjon av menneskelige tarmorganoider, så vel som den høye forekomsten av tarmrelaterte symptomer hos COVID-19-pasienter.

Viralt RNA har blitt funnet i avføring i over 30 dager, samt smittsomme viruspartikler. Tarmens betydning i samspillet mellom kroppen og den enorme verden av patogene og symbiotiske mikrober er uten tvil. Selve tarmen har en mengde mikrober som kalles tarmmikrobiota, som er avgjørende i mange kroppsfunksjoner som immunregulering.

IL-18, IgA, og betennelse

Et ubalansert tarmmikrobiom er forbundet med mange inflammatoriske tilstander. Dette gjør det sannsynlig at infeksjon med dette viruset kan føre til unormale inflammatoriske reaksjoner som forverrer symptomene på COVID-19. Etterforskerne i den nåværende studien så på IL-18, et proinflammatorisk cytokin som skilles ut av forskjellige tarmceller som tarmepitelet, immunceller, og enteriske nevroner. Nivåene av dette cytokinet er høyere enn normalt hos COVID-19-pasienter.

De undersøkte også IgA -nivåer, siden dette er det dominerende mucosale immunglobulinet. Det er også det vanligste immunglobulinet hos mennesker, produsert ved 40–60 mg kg − 1 dag − 1, som overstiger den totale produksjonen av alle andre immunglobuliner tilsammen. Videre, intestinal lamina propria har 8 av 10 plasmaceller i kroppen.

En fersk artikkel rapporterte sammenhengen mellom spesifikke anti-SARS-CoV-2 IgA-nivåer med alvorlighetsgraden av COVID-19. Den nåværende studien utvider og bekrefter dette funnet, undersøke hvordan tarmmikrobiota endres i denne tilstanden og hvordan den er korrelert med IL-18 og spesifikk anti-SARS-CoV-2 IgA.

Endringer i tarmmikrobiom og COVID-19

Studien inkluderte 62 COVID-19 pasienter, 33 med sesonginfluensa, og 40 friske kontrollpersoner. Alle pasientene ga avføring og serumprøver, som ble sekvensert. Analyse av de behandlede sekvensene viste at tarmmikrobiota hos disse COVID-19-pasientene var mindre mangfoldig enn for pasientene i de to andre. De var også mindre mange. Forskerne fant at slektene Streptococcus, Clostridium, Lactobacillus , og Bifidobacterium var overrepresentert, og slektene Bakteroideter, Roseburia, Faecalibacterium, Coprococcus, og Parabacteroides var færre, i forhold til sunne kontroller.

Bakterier Bifidobacterium, gram-positive anaerobe stavformede bakterier som er en del av normal flora i tarmene, brukes som probiotika og i yoghurtproduksjon. 3D -illustrasjon Kreditt:Kateryna Kon / Shutterstock

Sammenlignet med sesonginfluensapasienter, medlemmer av slektene Streptococcus, Veillonella, Fusobacterium, Clostridium, Bifidobacterium , og Escherichia ble økt, men slektene Parabacteroides og Sutterella var underrepresentert hos COVID-19 pasienter.

Forskerne konkluderte med, " Den økte forekomsten av Streptococcus hos COVID-19-pasienter indikerte risikoen for infeksjon av opportunistiske patogene bakterier i denne gruppen . "

IgA og COVID-19

Forskerne fant at IgA rettet mot det virale piggproteinet var betydelig forhøyet i COVID-19 kontra kontroller. Det er kjent at virale tarminfeksjoner induserer IgA -produksjon. Sammen, disse indikerer at viruset forårsaker slimhinneinfeksjon. Derimot, fekale prøver viste ikke signifikante forskjeller i spesifikke IgA -nivåer, som indikerer at slimhinneinfeksjonen sannsynligvis skjedde i luftveiene og ikke i tarmen.

IL-18 og COVID-19

Siden virusinfeksjon i tarmen også forbedrer IL-18, et proinflammatorisk cytokin, forskerne analyserte nivåene av dette molekylet. De fant at serum- og fekale prøver hadde høyere IL-18-nivåer hos COVID-19-pasienter sammenlignet med de to andre. Nivåene var høyere i PCR-positive tilfeller enn andre COVID-19-tilfeller, viser at den virusinduserte potente betennelsen i tarmen.

Fekal IL-18 og Gut Microbiota

Forskerne fant også at fekale IL-18-nivåer var høyere når slektene Peptostreptococcus, Fusobacterium, og Citrobacter var mer rikelig. Dette indikerer, de sier, at " endringer i tarmmikrobiotsammensetning kan bidra til SARS-CoV-2-indusert produksjon av inflammatoriske cytokiner i tarmen og potensielt også til begynnelsen av en cytokinstorm . "

Implikasjoner

Forskerne konkluderer med at endringene i sammensetningen av tarmmikrobiomet hos COVID-19-pasienter er tydelige. I tillegg, det er en relativ overflod av slekter som Streptococcus, Clostridium, Lactobacillus , og Bifidobacterium, og lavere relative nivåer på Bakteroideter, Roseburia, Faecalibacterium, Coprococcus, og Parabacteroides hos disse pasientene. For det tredje, IL-18 nivåer i serum og avføring er høyere i COVID-19. Ingen av disse endringene ble sett hos verken sesonginfluensapasienter eller kontrollpersoner.

Dette kan antyde, de sier, at " tarmmikrobiota dysbiose på grunn av SARS-CoV-2-infeksjon kan bidra til alvorlighetsgraden av sykdommen, og at IL-18 kan tjene som en indikator på tarminfeksjon hos COVID-19-pasienter . "De inkluderer en viktig advarsel:alle COVID-19-pasienter ble behandlet i løpet av studieperioden, som kan være en forvirrende faktor. Ytterligere studier må utelukke effekten av antibiotika og andre legemidler som brukes på tarmmikrobiota hos disse pasientene.

*Viktig varsel

medRxiv publiserer foreløpige vitenskapelige rapporter som ikke er fagfellevurdert og, derfor, skal ikke betraktes som avgjørende, veilede klinisk praksis/helserelatert atferd, eller behandles som etablert informasjon.