Микробиом кишечника может сыграть роль в тяжелой форме COVID-19

Текущая глобальная пандемия COVID-19 вызвана бета-коронавирусом, тяжелым острым респираторным синдромом, коронавирусом-2 (SARS-CoV-2), который заразил более 22,1 миллиона человек и стал причиной 780 тысяч смертей во всем мире. Одной из характеристик, связанных с тяжелой и критической инфекцией SARS-CoV-2, является цитокиновый шторм, нарушение регуляции секреции цитокинов, которое вызывает системное воспаление. Это во многом загадочное продолжение инфекции, при этом не так много известно о том, как это происходит.

Недавнее исследование исследователей из Китайского университета науки и технологий, опубликованное в препринте. medRxiv * в августе 2020 года сообщает о доказательствах того, что микробиом кишечника может играть определенную роль в тяжелой инфекции COVID-19.

Исследование:Анализ микробиоты кишечника у пациентов с COVID-19 и ее корреляция с воспалительным фактором IL-18 и IgA, специфичным для SARS-CoV-2. Кредит изображения:3D-графика Alpha Tauri / Shutterstock

Кишечник и COVID-19

Предыдущие исследования показывают, что SARS-CoV-2 поражает ткань кишечника. Это было показано экспериментальным заражением органоидов кишечника человека, а также высокая частота кишечных симптомов у пациентов с COVID-19.

Вирусная РНК обнаруживается в кале более 30 дней, а также инфекционные вирусные частицы. Важность кишечника во взаимодействии между организмом и огромным миром патогенных и симбиотических микробов не подлежит сомнению. В самом кишечнике обитает организм микробов, который называется кишечной микробиотой. который жизненно важен для многих функций организма, таких как иммунная регуляция.

Ил-18, IgA, и воспаление

Несбалансированный микробиом кишечника связан со многими воспалительными состояниями. Это делает вероятным, что заражение этим вирусом может привести к аномальным воспалительным реакциям, которые ухудшают симптомы COVID-19. Исследователи в текущем исследовании изучали IL-18, провоспалительный цитокин, секретируемый различными клетками кишечника, такими как эпителий кишечника, иммунные клетки, и кишечные нейроны. Уровень этого цитокина выше нормы у пациентов с COVID-19.

Они также исследовали уровни IgA, так как это доминирующий иммуноглобулин слизистой оболочки. Это также самый распространенный иммуноглобулин у людей, произведено в дозе 40–60 мг / кг – 1 сут – 1, что превышает общий выход всех остальных иммуноглобулинов вместе взятых. Кроме того, В собственной пластинке кишечника содержится 8 из каждых 10 плазматических клеток в организме.

В недавней статье сообщалось о связи специфических уровней IgA к SARS-CoV-2 с тяжестью COVID-19. Настоящее исследование расширяет и подтверждает этот вывод, изучение того, как микробиота кишечника изменяется в этом состоянии и как она соотносится с IL-18 и специфическим IgA к SARS-CoV-2.

Изменения микробиома кишечника и COVID-19

В исследование были включены 62 пациента с COVID-19, 33 с сезонным гриппом, и 40 здоровых контролей. Все пациенты сдали образцы кала и сыворотки крови. которые были секвенированы. Анализ обработанных последовательностей показал, что микробиота кишечника у этих пациентов с COVID-19 была менее разнообразной, чем у пациентов двух других. Их также было меньше. Исследователи обнаружили, что роды Стрептококк, Клостридиум, Лактобациллы , а также Бифидобактерии были перепредставлены, и роды Bacteroidetes, Розебурия, Faecalibacterium, Копрококк, а также Parabacteroides было меньше, относительно здорового контроля.

Бактерии Bifidobacterium, грамположительные анаэробные палочковидные бактерии, которые являются частью нормальной микрофлоры кишечника человека, используются в качестве пробиотиков и в производстве йогуртов. 3D-иллюстрация Кредит:Катерина Кон / Shutterstock

По сравнению с больными сезонным гриппом, представители родов Стрептококк, Вейлонелла, Фузобактерии, Клостридиум, Бифидобактерии , а также Эшерихия были увеличены, но роды Parabacteroides а также Суттерелла были недопредставлены среди пациентов с COVID-19.

Исследователи пришли к выводу, " Повышенное количество Streptococcus у пациентов с COVID-19 свидетельствует о риске заражения условно-патогенными бактериями в этой группе. . "

IgA и COVID-19

Исследователи обнаружили, что уровень IgA, нацеленный на вирусный спайковый белок, был значительно выше у COVID-19 по сравнению с контрольной группой. Известно, что вирусные инфекции кишечника вызывают выработку IgA. Вместе, это указывает на то, что вирус вызывает инфекцию слизистых оболочек. Тем не мение, образцы фекалий не показали значительных различий в специфических уровнях IgA, что указывает на то, что инфекция слизистой оболочки, вероятно, произошла в дыхательных путях, а не в кишечнике.

ИЛ-18 и COVID-19

Поскольку вирусная инфекция кишечника также увеличивает уровень IL-18, провоспалительный цитокин, исследователи проанализировали уровни этой молекулы. Они обнаружили, что образцы сыворотки и кала имели более высокие уровни IL-18 у пациентов с COVID-19 по сравнению с двумя другими. Уровни были выше в ПЦР-положительных случаях, чем в других случаях COVID-19, показывая, что вирус вызывает сильное воспаление в кишечнике.

Фекальный IL-18 и кишечная микробиота

Исследователи также обнаружили, что уровни IL-18 в кале были выше, когда представители рода Пептострептококк, Фузобактерии, а также Citrobacter были более многочисленны. Это указывает на то, они говорят, что " изменения в составе кишечной микробиоты могут способствовать индуцированной SARS-CoV-2 продукции воспалительных цитокинов в кишечнике и, возможно, также к началу цитокинового шторма . "

Подразумеваемое

Исследователи пришли к выводу, что изменения в составе микробиома кишечника у пациентов с COVID-19 очевидны. Кроме того, имеется относительное обилие родов, подобных Стрептококк, Клостридиум, Лактобациллы , а также Бифидобактерии, и более низкие относительные уровни Bacteroidetes, Розебурия, Faecalibacterium, Копрококк, а также Parabacteroides у этих пациентов. В-третьих, Уровни IL-18 в сыворотке и кале выше при COVID-19. Ни одно из этих изменений не наблюдалось ни у пациентов с сезонным гриппом, ни у контрольной группы.

Это может означать, они говорят, что " дисбактериоз кишечной микробиоты из-за инфекции SARS-CoV-2 может способствовать тяжести заболевания, и что IL-18 может служить индикатором кишечной инфекции у пациентов с COVID-19. . "Они действительно включают важную оговорку:все пациенты с COVID-19 лечились в течение периода исследования, что могло быть мешающим фактором. Дальнейшие исследования должны исключить влияние антибиотиков и других лекарств, используемых на микробиоту кишечника у этих пациентов.

*Важное замечание

medRxiv публикует предварительные научные отчеты, не прошедшие рецензирование, и, следовательно, не следует рассматривать как окончательный, руководить клинической практикой / поведением, связанным со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.

• Разнообразие микробов может улучшить лечение онкологических больных
• Исследование:добавление витамина D связано с изменениями состава микробиома ребенка.