Ændring af mikrobiom i øvre luftveje hos børn relateret til følsomhed for SARS-CoV-2

Forskere testede nasopharyngeal mikrobiomet hos børn op til 21 år og fandt, at mikrobiomet ændres med alderen. Specifikke bakterier, hvis overflod også ændrer sig med alderen, er forbundet med alvorlig akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infektionsfølsomhed og sværhedsgrad.

SARS-CoV-2 har inficeret hundreder af millioner over hele kloden, men børn ser ud til at være mindre modtagelige for denne infektion, modsat andre luftvejsinfektioner. De inficerede børn ser også ud til at have mildere sygdom sammenlignet med voksne. Ud over, infektionens sværhedsgrad selv blandt børn ser ud til at stige med alderen.

Mikroberne i det øvre luftveje har i stigende grad vist sig at påvirke virusinfektionens modtagelighed og de oplevede symptomer. Mikroberne i næsen og halsen ser ud til at ændre sværhedsgraden af ​​respiratorisk syncytialvirus (RSV) hos små børn. Intranasal administration af levende bakterier ændrede immunrespons på influenzavirus og RSV i dyremodeller. En anden undersøgelse antydede, at bakterierne i næse og hals også kan påvirke symptomer på luftvejsinfektion, formodentlig ved at modulere værtens immunrespons.

Tidligere undersøgelser har vist, at mindst en tredjedel af de inficerede børn og unge er asymptomatiske, og hvis symptomer udvikler sig, de er normalt milde luftvejssymptomer. En anden rapport fandt kun 576 indlæggelser og 208 dødsfald blandt børn under 18 år i løbet af de første seks måneder af pandemien i USA.

Dette tyder på, at der kan være biologiske eller immunologiske faktorer, der varierer med alderen, som ændrer modtagelighed og sværhedsgrad for SARS-CoV-2. Mikrobiomet i de øvre luftveje undergår betydelige ændringer i den tidlige barndom og menes at spille en rolle i, hvordan luftvejsinfektioner påvirker værten.

Forskel i nogle bakterier mellem ikke -inficerede og inficerede børn

Så, forskere fra Duke University og Duke University School of Medicine undersøgte hals- og næsemikrobiomerne for 274 børn og unge under 21 år, der var i tæt kontakt med en SARS-CoV-2-inficeret person for at se, om der er en sammenhæng mellem mikrobiomet og modtagelighed for infektioner. De offentliggjorde deres resultater på medRxiv* fortryksserver.

Relative mængder af meget rigelige slægter efter alder. Hver søjle viser de gennemsnitlige relative mængder af meget rigelige slægter i nasopharyngeale prøver fra deltagere i en bestemt alderskategori. Kun de ni mest rigelige slægter inden for nasopharyngeal prøver fra hele undersøgelsespopulationen er vist.

Ud over at indsamle podepindeprøver, teamet indsamlede også eksponering og socioøkonomisk information via spørgeskemaer. Baseret på de indsamlede data, undersøgelsesdeltagerne blev kategoriseret i ikke -inficerede, inficeret uden luftvejssymptomer, og inficeret med luftvejssymptomer. Bakteriesamfundssammensætning i vatpindprøverne blev bestemt ved anvendelse af 16S ribosomal RNA (rRNA) sekventering.

Af de 274 deltagere, der er inkluderet i analysen, 27% var ikke inficerede, 32% var smittet, men havde ingen luftvejssymptomer, og 41% var inficeret og havde luftvejssymptomer, og de var ældre end børnene i de andre kategorier. En højere andel af de inficerede personer identificeret som latino eller latinamerikansk-amerikansk sammenlignet med ikke-inficerede børn.

Forfatterne fandt ud af, at mikrobiomdiversiteten i halsen og næsen målt ved hjælp af Shannon -mangfoldighedsindeks steg med alderen, mens mikrobiomens rigdom ved hjælp af et andet indeks, Chao1 -indekset, faldt med alderen. Mikrobiomsammensætningen ændrede sig også med alderen.

Der var ingen forskel i mikrobiomdiversiteten mellem inficerede og ikke -inficerede individer. Imidlertid, mikrobiomens rigdom var højere hos de personer, der var inficeret med SARS-CoV-2. Ud over, to amplikon -sekvensvarianter (ASV'er) af slægten Corynebacterium var mere rigelige hos de inficerede børn end hos ikke -inficerede børn. Disse to ASV'er steg også med alderen, uanset om børnene var inficerede eller ej.

Sammenligning af mikrobiomer for inficerede børn med og uden luftvejssymptomer, teamet fandt ud af, at mikrobiomet var forskelligt mellem dem. De to Corynebacterium forbundet med inficerede individer var også højere hos dem med symptomer, og der var et fald i mængden af D. pigrum hos dem med symptomer.

Ændring af mikrobiom ændrer infektionsfølsomhed

Tidligere undersøgelser har vist interaktionen mellem Corynebacterium og D. pigrim med den menneskelige nasopharynx er vigtig. Større Corynebacterium beløb har været negativt forbundet med Streptococcus lungebetændelse hos spædbørn og børn.

Forskerne fandt også to andre bakterier af denne slægt, der var højere hos dem med symptomer sammen med bakterier fra andre slægter. Disse var positivt forbundet med stigende alder, og nogle få blev kun fundet hos børn ældre end 12 år.

Dermed, resultaterne viser, at ændringer i nasopharyngeal mikrobiom fortsætter med at udvikle sig gennem barndommen, og disse ændringer er forbundet med SARS-CoV-2 infektion og dens symptomer. Det skiftende mikrobiom hos børn spiller sandsynligvis en rolle i følsomheden og sværhedsgraden af ​​SARS-CoV-2. Dermed, manipulation af det øvre respiratoriske mikrobiom kan være en potentiel metode til behandling af respiratoriske vira.

*Vigtig besked

medRxiv 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.

• Ny undersøgelse kan kaste lys over inflammatorisk tarmsygdom
• Undersøgelse finder vedvarende kolonisering af probiotiske B. infantis hos modermælksfødte babyer