Stomach Health > elodec Zdravje >  > Q and A > želodec vprašanje

Črevesna mikrobiota bi lahko napovedala resnost COVID-19

Pandemija COVID-19 se širi po vseh koncih sveta. Vendar ne zbolijo vsi enako hitro. Nova študija, objavljena na strežniku za tiskanje medRxiv aprila 2020 kaže, da bi lahko sestava črevesnega mikrobioma delno razložila razliko v občutljivosti. To dodaja novo razsežnost tistemu, kar je trenutno znano o bolezni.

Ali je COVID-19 povezan s črevesjem?

Kliniki so opazili, da ima več kot 60% bolnikov s COVID-19 drisko, slabost, in bruhanje, in ti simptomi na splošno napovedujejo slabši izid.

Hudi akutni respiratorni sindrom koronavirus 2 (SARS-CoV-2), povzročitelj bolezni COVID-19, vstopi v človeško celico gostitelja z vezavo na encim, ki pretvarja angiotenzin (ACE) 2, ki deluje kot virusni receptor. Ta molekula se nahaja v višjih koncentracijah v ileumu in debelem črevesu in uravnava črevesno vnetje. ACE2 neposredno vpliva na črevesni mikrobiom, posredno pa tudi kardiopulmonalno tveganje.

Študija:SARS-CoV-2 produktivno okuži človeške črevesne enterocite. Mikrobiom v črevesju človeka. Zasluge za sliko:3D grafika Alpha Tauri / Shutterstock

Kako je potekala študija?

Starejši in bolnejši posamezniki pogosteje zbolijo, ko so izpostavljeni temu virusu. Sedanja študija raziskuje potencialno povezavo med črevesnim mikrobiomom in kliničnim potekom ter značilnostmi COVID-19.

Raziskovalci so izbrali niz beljakovin, ki bi lahko delovale kot biomarkerji za napovedovanje napredovanja do hude bolezni. Vendar pa preučili so tudi, ali bi te beljakovine lahko pomagale razumeti, zakaj je oseba bolj ali manj dovzetna za bolezen, in kakšno vlogo ima črevesna mikrobiota pri uravnavanju ravni teh biomarkerjev pri zdravih ljudeh.

Iskanje PRS

Uporabljeni so bili podatki o proteomiki krvi 31 bolnikov s COVID-19, skupaj s podatki iz več omic iz 2, 400 neokuženih posameznikov. Nekdanji nabor podatkov je bil uporabljen za oblikovanje ocene tveganja za napoved, ali bo primer COVID-19 napredoval na hudo ali kritično raven. To se imenuje ocena tveganja proteomske krvi (PRS).

Krvni PRS je bil nato povezan z vnetnimi biomarkerji, da bi ugotovili, ali je PRS sposoben napovedati dovzetnost za bolezni pri zdravih posameznikih. Za vnetje so uporabili proteomske in krvne biomarkerje, od 990 ljudi, za to preiskavo.

Naslednji korak je bil ugotoviti posebne značilnosti črevesne mikrobiote, ki bi napovedal pomembne proteomske biomarkerje za COVID-19, z uporabo strojnega učenja. Analiziran je bil tudi presnovni profil iztrebkov, da bi odkrili druge mehanizme, ki bi lahko bili ključni za povezavo črevesnega mikrobioma z ranljivostjo za bolezni.

Zadnji korak je bil oceniti, kako je 40 različnih dejavnikov gostitelja in okoljskih dejavnikov oblikovalo te črevesne mikrobiomske dejavnike.

PRS napoveduje resnost COVID-19

V prejšnjem delu o bolnikih s COVID-19, Raziskovalci so odkrili 22 proteomičnih biomarkerjev v serumu, ki so pomagali napovedati napredovanje do hude bolezni. Ta niz biomarkerjev je bil obrezan na 20, izpustiti dva, ki za zdrave bolnike nista bila na voljo.

Ta niz je bil uporabljen za določitev krvnega PRS za 31 bolnikov v trenutni študiji. Osemnajst primerov ni bilo hudih, 13 pa hudih.

Ker se je PRS povečal za 10%, tveganje hude bolezni se je povečalo za 57%. Raziskovalci so to razlagali kot dokaz, da bi lahko ocena tveganja napovedala napredovanje COVID-19.

PRS, povezan z vnetjem pri starejših

Kot razširitev njihovega dela, ustvarili so PRS z uporabo istih 20 beljakovin, vendar na podlagi baze zdravih udeležencev, vključno s proteomiko in vnetnimi označevalci. Proteomski podatki krvi so bili pridobljeni iz vzorcev seruma, vzetih na začetku. Vnetni markerji so vključevali IL-1β, IL-6, TNF-α, in hsCRP.

Ugotovili so, da je bil PRS med tem nizom pozitivno povezan s hsCRP in TNF-α. V analizi podskupin, stratificirani po starosti, ugotovili so pomembno povezavo med višjim PRS in višjo koncentracijo vseh vnetnih markerjev v krvi pri starejših, ne pa tudi pri mlajših podskupinah (nad 58 let in manj). oziroma).

Vprašanje, s katerim se soočajo raziskovalci, je, ali so spremembe v teh beljakovinah osnova imunske aktivacije pri teh bolnikih, ali so njegovi rezultati. Ne glede na odgovor, študija kaže jasno povezavo med imunskim neravnovesjem in višjim PRS, zlasti pri starejših odraslih, podpira svojo vlogo biomarkerja.

PRS, povezan z črevesnim mikrobiomom in vnetnimi spremembami

Naslednji korak je bil izveden na kohorti približno 300 udeležencev. Raziskovalci so izmerili korelacijo med mikrobnim profilom črevesne mikrobiote in proteomiko krvi. Opravili so tako presečno kot posneto študijo udeležencev v enem vzorcu (n =132), medtem ko je bila izvedena še ena prospektivna študija pri 169 udeležencih. Tukaj, proteomiko smo analizirali približno tri leta kasneje kot zbirko blata.

V prvem primeru, s strojnim učenjem smo razkrili 20 najboljših bakterijskih grozdov (operativne taksonomske enote, OTU) za napovedovanje dovzetnosti za COVID-19. Večina OTU je prišla iz naslednjih rodov in družin: Bakteroidi, Streptococcus, Laktobacili, Ruminococcaceae 119, Lachnospiraceae, in Clostridiales. Z uporabo tega, več kot petino variabilnosti v PRS bi lahko razložili.

Analiza je pokazala vrhunsko korelacijo med osnovnim PRS, ki ga predvideva OTU, in dejanskim PRS. Obstaja tudi tesna povezava med 20 jedrnimi OTU in 20 proteomskimi biomarkerji, ki napovedujejo hud COVID-19. Ko so stratificirani glede na starost, zveza je bila pomembna le v starejših starostnih skupinah.

Rezultati so bili podvojeni v prospektivni študiji. To kaže, da se spremembe črevesnega mikrobioma pojavijo prej kot sprememba proteomike krvi. Če je tako, lahko imajo vzročno vlogo.

Potrditvena študija v večji podskupini s 366 udeleženci je pokazala, da je 11 OTU pomembno povezano z vnetnimi citokini, bodisi negativno ( Bakteroidi , Streptococcus, in Clostridiales ), ali pozitivno ( Ruminokok , Blautia, in Lactobacillus ).

Fekalni presnovki lahko povezujejo PRS, črevesni mikrobiom in vnetje

Raziskovalci so med približno 1 preučevali povezavo med osnovnim črevesnim mikrobnim profilom in fekalnimi presnovki. 000 udeležencev. Ugotovili so, da je 45 presnovkov v urinu pomembno povezanih z več kot polovico jedrnih OTU.

Večina jih je bila bodisi aminokislin, maščobne kisline, ali žolčne kisline, sodeluje na treh poteh. Raven aminokislin v tkivih je bistvena za vzdrževanje zdrave imunosti, saj je odvisna od presnovnih poti stresa in razpoložljivosti hranil. Zmanjšana raven specifičnih aminokislin zavira vnetje.

Tako te presnovne poti, modulirano s prehrano in odvisno populacijo bakterij, lahko povzroči učinke črevesne mikrobiote na presnovo gostitelja in vnetje.

Relativna številčnost ACE2 in njegova funkcija pri uravnavanju ravni aminokislin kot odgovor na vnos s hrano, in prirojeno imuniteto, je lahko druga povezava med črevesnim mikrobiomom in vnetjem, kar napoveduje resnost COVID-19.

Ali so dejavniki gostitelja in okolja pomembni?

Študija tudi kaže, da 2,4% razlike v dovzetnosti za bolezen pojasnjujejo 9 dejavnikov, povezanih z demografskimi in kliničnimi značilnostmi vzorca, na primer izobrazbena raven, seks, in različne fiziološke parametre, kot sta krvni tlak in biokemija. Ti posredno modulirajo sestavo črevesnega mikrobioma.

Ali lahko črevesni mikrobiom napoveduje hud COVID-19?

Raziskovalci kažejo, da pri zdravih ljudeh sestava črevesnega mikrobioma močno napoveduje proteomske biomarkerje v krvi, ki so povezani s hudim COVID-19.

„Nevihto citokinov“ (prekomerno količino vnetnih kemikalij v telesu), povezano s hudim COVID-19, je treba učinkovito zdraviti, da se zmanjša smrtnost stanja. Povezava proteomskih biomarkerjev z vnetnimi molekulami, zlasti v starejših starostnih skupinah, kaže, da je citokinska nevihta posledica osnovnega vnetja, ki je pogostejše v tej podskupini.

Raziskovalci povzemajo:"Odkrite jedrske črevesne mikrobne lastnosti in z njimi povezani presnovki lahko služijo kot potencialna preventivna/terapevtska tarča za intervencijo, zlasti med tistimi, ki so dovzetni za okužbo s SARS-CoV-2. Lahko bi služili tudi kot potencialni terapevtski cilji za razvoj zdravil. "

Pomembno obvestilo

medRxiv objavlja predhodna znanstvena poročila, ki niso recenzirana in, zato, ne velja za dokončno, vodi klinično prakso/vedenje, povezano z zdravjem, ali se obravnavajo kot uveljavljeni podatki.

Pomembno obvestilo

bioRxiv objavlja predhodna znanstvena poročila, ki niso recenzirana in, zato, ne velja za dokončno, vodi klinično prakso/vedenje, povezano z zdravjem, ali se obravnavajo kot uveljavljeni podatki.