Tarmene er en veletableret infektionsvej og mål for viral skade ved alvorligt akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), forårsagende middel til COVID-19. Dette understøttes af den kliniske observation, at omkring halvdelen af COVID-19-patienter udviser gastrointestinale (GI) symptomer.
Indlagte patienter med kritisk COVID-19 har også ofte tarmkomplikationer. Udover ovenstående, venøs eller arteriel tromboemboli i de mesenteriske kar og tyndtarmsiskæmi er rapporteret, især hos patienter indlagt i længere perioder.
SARS-CoV-2-infektion forstyrrer tarmbarrieren og fører til forhøjelse af systemisk bakteriel lipopolysaccharid og peptidoglycan og tjener til at forbedre systemisk inflammation. Derfor, utæt tarm og mikrobiel dysbiose kan bidrage til cytokinstorm hos patienter alvorligt syge med COVID -19.Den aktuelle undersøgelse, med base i Birmingham, Alabama, i USA, sigter mod at fange tilstedeværelsen af plasmabiomarkører, der angiver brud på tarmepitelbarrieren, og tilstedeværelsen af tarmmikrober i plasmaet.
Desværre, begge kunne ikke testes i den samme undersætning af patienter på grund af den lille mængde plasma, der var tilgængelig.
Af de 30 patienter, der var tilmeldt undersøgelsen med bekræftet SARS-CoV-2-infektion, alle havde diarré og kvalme sammen med feber og åndenød. Medianalderen var 63 år. Kun to patienter havde en kritisk sygdom.
Over en tredjedel var diabetikere, og halvdelen oplevede blodpropper. Af de 30, 23 patienter var overvægtige. Fem patienter havde et dødeligt udfald på hospitalet.
Lymfopeni og anæmi blev observeret i halvdelen, og to tredjedele af patienterne, sammen med høje monocyttal. Neutrofiler blev også forhøjet, hos 60% af mændene sammenlignet med 45% af hunnerne. Dette er signifikant, da de er de første respondenter på enhver infektion.
Det samlede antal leukocytter blev forhøjet hos cirka 40% af personer med COVID-19, men blodpladetal abnormiteter blev observeret hos kun 17% af forsøgspersonerne. Kun to patienter viste høje niveauer af natriuretisk peptid i hjernen (BNP), sandsynligvis på grund af hjertesvigt.
C-reaktivt peptid, en inflammatorisk markør, var forhøjet hos alle patienter, med seks patienter, der viste niveauer i overensstemmelse med alvorlig betændelse. Otte forsøgspersoner viste høje ferritinniveauer, med halvdelen af dem med niveauer, der angiver betændelse.
Næsten alle patienterne havde høje fastende glucose- og lactatdehydrogenase (LDH) niveauer. Omkring to tredjedele havde anæmi, Øgede troponin-I niveauer, tyder på hjerteskade, blev fundet hos 80% af mandlige forsøgspersoner, vs kun et kvindeligt emne.
De 14 plasmaprøver sendt til vurdering for tilstedeværelsen af bakterier gav over 150, 000 sekventering læser, med signalet, der indikerer stærk bakteriel tilstedeværelse i to tredjedele af prøverne. Den samlede mikrobielle population var sammenlignelig mellem patienter med COVID-19.
Ved hjælp af polymerasekædereaktion, der blev opnået et dysbioseindeks for at måle mængden af bakteriegrupper i hver prøve. Alle de ni prøver, der angav tilstedeværelsen af bakterier, viste de samme tre store phyla, Proteobakterier , Firmicutes , og Actinobacteria , med en patient, der viser ukendte bakterier i et større antal blandt alle 14.
Disse er de samme, som er fundet i sundt plasma, såvel.
Den mest berigede fylde var Proteobakterier , mens Bakteroider var til stede i et meget begrænset antal. Blandt de to patienter med et fatalt COVID-19-udfald, antallet af Firmicutes var lavt. Måske kan overflod af denne fylde være en biomarkør for sygdommens sværhedsgrad.
Både gramnegative bakterier og lipopolysaccharider (LPS), som er et stort endotoksin, der stammer fra cellevæggen af disse bakterier, er højere i plasmaprøverne fra COVID-19-patienter.
Tilstedeværelsen af tarmmikrober i plasma kan tyde på defekter i tarmepitelbarrieren, tillader bakterier at migrere gennem epitelcellerne ind i de systemiske blodkar. Dette er en vigtig komponent i systemisk inflammation og ligger til grund for udviklingen af COVID-19 hos disse patienter.
Som en markør for tarmpermeabilitet, fedtsyrebindende protein-2 (FABP2) niveauer blev målt, da dette er et protein, der findes i tarmepitelcellerne for at binde frie fedtsyrer, kolesterol, og retinoider. Som sådan, dets forhøjelse i plasma indikerer slimhindebeskadigelse i tarmen.
Som forventet, FABP2-niveauer var høje i plasmaet af COVID-19-patienter i forhold til raske individer.
Tarmmikrobielle peptider i plasma er toksiske, idet de udløser inflammatoriske veje og fører til systemisk skade. Som et mål for dette fænomen, forskerne observerede højere niveauer af peptidoglycan (PGN) og LPS i COVID-19 plasma, på næsten det dobbelte af niveauerne i sunde kontroller.
Translokation af tarmmikrober, findes normalt kun i afføring, i den systemiske cirkulation er en grundlæggende determinant for immunfunktion og metabolisme. Tilstedeværelsen af tarmmikrober i plasma kan udløse og også forværre inflammatoriske signalveje i kroppen.
Inflammation er nøglen til patogenesen af alvorlig og kritisk COVID-19. Denne undersøgelses resultater kan støtte teorien om, at dette er drevet af tarmbakteriel bevægelse ind i kroppens kredsløb hos disse patienter. Det her, på tur, kan skyldes højere tarmpermeabilitet på grund af dysfunktion i epitelbarrieren.
Virusudslip i afføringen har vist sig at vedvare i op til en måned efter, at lungesymptomer forsvinder, hvilket indikerer, at viral kolonisering af tarmen kan være af længere varighed end af luftvejene.
COVID-19-patienter i denne prøve var mere tilbøjelige til at være diabetiske og overvægtige i forhold til kontrollerne. Hos sådanne patienter, kommensale bakterier Lactobacillus er mindre rigelige, og denne reduktion blev fundet i en lille gruppe på ni patienter, der blev testet i begyndelsen af hospitalsindlæggelse i denne undersøgelse.
De fleste dødsfald af COVID-19 skyldes sepsis. I dette studie, overflod af flere patogene arter som f.eks Acinetobacter og Pseudomona var højere i tarmen. Selv efter infektionen var løst, dysbiose vedvarede, hvilket indikerer, at tarmen kan lide af denne sygdom på lang sigt.
Plasmametabolomet er forbundet med tarmmikrobiomet i patogenesen af mange sygdomme. Manglende tarmbarriere fører til påvisning af bakterielle metaboliske produkter i plasmaet, ved tilstande som ulcerøs colitis.
Undersøgelsen tyder på, " L eaky tarm og mikrobiel dysbiose kan bidrage til cytokinstorm hos patienter alvorligt syge med COVID -19 . "
bioRxiv udgiver foreløbige videnskabelige rapporter, der ikke er peer-reviewed og, derfor, ikke skal betragtes som afgørende, vejlede klinisk praksis/sundhedsrelateret adfærd, eller behandles som etablerede oplysninger.