SARS-CoV-2 er et RNA-virus, der tilhører familien Coronaviridae af slægten Betacoronavirus. Spike (S) -proteinet af denne virus formidler primært interaktion med de humane værtsceller. Det receptorbindende domæne (RBD), der er til stede på overfladen af S-proteinet, binder sig til den angiotensin-konverterende enzym 2 (ACE2) -receptor i værten. ACE2 er til stede på flere værtsvæv, såsom GI -epitelceller og leverceller.
Forskere har påvist tilstedeværelsen af denne virus i flere væv, såsom spiserøret, mave, tolvfingertarmen, og endetarm. Også, endoskopi af indlagte patienter med alvorlig COVID-19-infektion har vist esophageal blødning med erosioner og sår.
Mennesker med komorbiditet lider generelt af alvorlig COVID-19-infektion. Disse patienter udviser højere niveauer af ACE2 i lungerne end dem uden komorbiditet. En nylig undersøgelse har vist, at ACE2 blev markant udtrykt i lungerne hos mennesker, der lider af kronisk obstruktiv lungesygdom og pulmonal arteriel hypertension. Da ekspressionen af ACE2 afhænger af visse forhold såsom forhøjede glukoseniveauer, hypoksi, og cellestress, forskere mener, at andre komorbiditeter relateret til GI kan være forbundet med forskellige former for COVID-19.
En ny undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Medicinske grænser angivet, at Barretts spiserør (BE) og gastroøsofageal reflukssygdom (GERD) kan repræsentere nye komorbiditeter forbundet med SARS-CoV-2 sygdom. En tidligere undersøgelse havde anslået, at i USA, 5,6% af de voksne har BE, en sygdom, hvor esophageal squamous mucosa bliver beskadiget af GERD.
I dette studie, forskere afslørede, at ACE2 er stærkt udtrykt i spiserøret hos patienter med BE. Hos disse patienter, den sure pH inducerer ekspressionen af ACE2. Teamet dyrkede menneskelige primære monocytter i reduceret pH, som afslørede forbedring i ekspressionen af ACE2 og mere signifikant viral belastning på SARS-CoV-2-infektion.
Forskerne foreslår, at sur pH øger COVID-19-infektionen ved at opregulere ACE2-receptoren, og dette, på tur, kan have kliniske konsekvenser for patienter, der lider af GERD eller BE. Selvom der ikke er tegn på mekanismer, der forbinder pH -ændringer og ACE2 -ekspression, tidligere undersøgelser har vist, at hypoksiske tilstande kan øge ekspressionen af ACE2. Denne undersøgelse afslørede, at to af de kendte regulatorer af ACE2, nemlig, HNF1B og FOXA2, blev rapporteret at være opreguleret i 6 ud af 8 BE transkriptomiske undersøgelser. Dette indikerer, at disse regulatorer kunne være forbundet med det pH-inducerede ACE2-udtryk i BE.
Et af de vigtigste karakteristiske træk ved COVID-19 sygdom er lungeskader, som kan føre til akut hypoxi og anden respiratorisk acidose. Ud over, forskere mener, at hos nogle af de alvorligt inficerede COVID-19 patienter, forekommer blodacidose. Denne tilstand forværres patientens tilstand ved at øge ACE2 -udtrykket, hvilket forbedrer indtræden af SARS-CoV-2 i humane celler. Også, et øget niveau af lactat dehydrogenase enzym, som omdanner lactat fra pyruvat, har været forbundet med alvorlig COVID-19 sygdom. Dette øgede niveau af laktat kan direkte ændre den ekstracellulære og intracellulære pH, som ændrer ACE2 -udtryk. Mere forskning er påkrævet for at evaluere, i hvilket omfang akut systemisk acidose påvirker COVID-19 sværhedsgraden. I dette studie, forskere har angivet, at pH alene kan være i stand til at ændre ACE2-ekspression og efterfølgende hæmme SARS-CoV-2-infektion hos patienter.
Denne undersøgelse omfattede to uafhængige kohorter omfattende 1, 357 SARS-CoV-2-inficerede patienter. En gruppe havde en historie med at bruge protonpumpehæmmere (PPI), og en anden gruppe indeholdt personer, der ikke brugte stoffet. Denne undersøgelse viste, at patienter behandlet med PPI (brugt til GERD-behandling) havde større risiko for at udvikle alvorlig SARS-CoV-2-infektion. Dette blev vurderet ved at observere øget intensivindlæggelse.
Yderligere, forskerne rapporterede også, at dødeligheden steg 2- til 3 gange i gruppen behandlet med PPI, sammenlignet med dem, der ikke bruger dette lægemiddel. Dette resultat stemmer overens med tidligere undersøgelser, der gennemførte en metaanalyse, der afslørede, at PPI'er øgede risikoen for progression til alvorlig COVID-19. En tidligere undersøgelse rapporterede også, at personer behandlet med PPI havde større risiko for at få COVID-19-infektion, måske fordi PPI reducerede mavebarrieren til SARS-CoV-2.
Forfatterne af denne undersøgelse mener, at pH i høj grad kan påvirke SARS-CoV-2 infektion og sværhedsgraden af sygdommen. Imidlertid, flere undersøgelser med større kohorter er påkrævet for at validere dette fund og også bestemme den molekylære mekanisme relateret til pH-induceret ACE2-ekspression.