Klinikere har observeret, at mere end 60% af patienterne med COVID-19 har diarré, kvalme, og opkastning, og disse symptomer forudsiger generelt et dårligere resultat.
Alvorligt akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), forårsagende middel til COVID-19 sygdom, går ind i den menneskelige værtscelle ved at binde sig til det angiotensin-konverterende enzym (ACE) 2, som fungerer som den virale receptor. Dette molekyle findes i højere koncentrationer i ileum og tyktarm og regulerer tarmbetændelse. ACE2 påvirker tarmmikrobiomet direkte, og indirekte kardiopulmonal risiko.
Undersøgelse:SARS-CoV-2 inficerer produktivt menneskelige tarm-enterocytter. Mikrobiom i menneskelig tarm. Billedkredit:Alpha Tauri 3D Graphics / Shutterstock Ældre og sygere personer er mere tilbøjelige til at blive syge, når de udsættes for denne virus. Den nuværende undersøgelse undersøger den potentielle forbindelse mellem tarmmikrobiomet og det kliniske forløb og funktioner ved COVID-19.
Forskerne valgte et sæt proteiner, der kunne fungere som biomarkører til at forudsige udviklingen til alvorlig sygdom. Imidlertid, de undersøgte også, om disse proteiner kunne hjælpe med at forstå, hvad der gør en person mere eller mindre modtagelig for sygdommen, og hvilken rolle tarmmikrobiota spiller i at regulere niveauet af disse biomarkører hos raske mennesker.
Blodproteomdata fra 31 patienter med COVID-19 blev brugt, sammen med multi-omics data fra 2, 400 ikke -inficerede personer. Det tidligere datasæt blev brugt til at oprette en risikoscore til at forudsige, om et tilfælde af COVID-19 ville udvikle sig til et alvorligt eller kritisk niveau. Dette kaldes blodproteomisk risikoscore (PRS).
Blod -PRS var derefter relateret til inflammatoriske biomarkører for at se, om PRS var i stand til at forudsige sygdomsfølsomhed hos raske individer. De brugte både proteomiske og blodbiomarkører til betændelse, fra 990 mennesker, til denne undersøgelse.
Det næste trin var at identificere de specifikke træk ved tarmmikrobiota, som ville forudsige de betydelige proteomiske biomarkører for COVID-19, ved hjælp af maskinlæring. Afførings metaboliske profil blev også analyseret for at afdække andre mekanismer, der kan være nøglen til koblingen af tarmmikrobiomet til sårbarhed i sygdommen.
Det sidste trin var at vurdere, hvordan 40 forskellige værtsfaktorer og miljøfaktorer formede disse tarmmikrobiomfaktorer.
I tidligere arbejde med COVID-19 patienter, forskerne identificerede 22 serumproteomiske biomarkører, der hjalp med at forudsige progression til alvorlig sygdom. Dette sæt biomarkører blev beskåret til 20, udelader to, som ikke var tilgængelige for de raske patienter.
Dette sæt blev brugt til at oprette en PRS i blod for de 31 patienter i den aktuelle undersøgelse. Atten af sagerne var ikke alvorlige, mens 13 var alvorlige.
Da PRS steg med 10%, risikoen for alvorlig sygdom steg med 57%. Forskerne fortolkede dette som et bevis på, at risikoscoren kunne forudsige udviklingen af COVID-19.
I forlængelse af deres arbejde, de oprettede PRS ved hjælp af de samme 20 proteiner, men baseret på en database over raske deltagere, herunder både proteomik og inflammatoriske markører. De blodproteomiske data kom fra serumprøverne taget ved baseline. De inflammatoriske markører inkluderede IL-1β, IL-6, TNF-α, og hsCRP.
De fandt ud af, at PRS var positivt korreleret med hsCRP og TNF-α blandt dette sæt. I en undergruppeanalyse lagdelt efter alder, de fandt en signifikant sammenhæng mellem en højere PRS og højere blodniveauer af alle inflammatoriske markører hos ældre, men ikke i yngre undergrupper (over og under 58 år, henholdsvis).
Det spørgsmål, forskerne står over for, er, om ændringerne i disse proteiner ligger til grund for immunaktiveringen, der ses hos disse patienter, eller er resultatet af det. Uanset svaret, undersøgelsen viser en klar sammenhæng mellem immun ubalance og en højere PRS, især hos ældre voksne, understøtter sin rolle som biomarkør.
Det næste trin blev udført på en kohorte på cirka 300 deltagere. Forskerne målte sammenhængen mellem tarmmikrobiotens mikrobielle profil og blodproteomikken. De udførte både et tværsnits- eller snapshot-studie af deltagerne i en prøve (n =132), mens en anden prospektiv undersøgelse blev udført i 169 deltagere. Her, proteomikken blev analyseret cirka tre år senere end afføringssamlingen.
I det første tilfælde, maskinlæring blev brugt til at afsløre de 20 bedste bakterieklynger (operationelle taksonomiske enheder, OTU'er) for at forudsige modtagelighed for COVID-19. De fleste af OTU'erne kom fra følgende slægter og familier: Bakteroider, Streptococcus, Lactobacillus, Ruminococcaceae 119, Lachnospiraceae, og Clostridiales. Ved hjælp af dette, over en femtedel af variabiliteten i PRS kunne forklares.
Analysen viste en overlegen korrelation mellem det kerne-OTU-forudsagte PRS og det faktiske PRS. Der var også en tæt sammenhæng mellem de 20 kerne-OTU'er og de 20 proteomiske biomarkører, der forudsagde alvorlig COVID-19. Når lagdelt efter alder, foreningen blev kun set signifikant i ældre aldersgrupper.
Resultaterne blev duplikeret i den prospektive undersøgelse. Dette viser, at tarmmikrobiomændringer sker tidligere end ændringen i blodproteomikken. Hvis så, de kunne have en kausal rolle.
En bekræftende undersøgelse i en større undergruppe på 366 deltagere viste, at 11 OTU'er havde en signifikant forbindelse med de inflammatoriske cytokiner, enten negativt ( Bakteroider , Streptococcus, og Clostridiales ), eller positiv ( Ruminococcus , Blautia, og Lactobacillus ).
Forskerne undersøgte sammenhængen mellem tarmens mikrobielle profil og de fækale metabolitter blandt cirka 1, 000 deltagere. De fandt ud af, at 45 metabolitter i urinen var signifikant forbundet med over halvdelen af kerne -OTU'erne.
De fleste af dem var enten aminosyrer, fedtsyrer, eller galdesyrer, involveret i tre veje. Aminosyreniveauet i vævene er afgørende for at opretholde en sund immunitet, fordi det afhænger af metaboliske stressveje og tilgængeligheden af næringsstoffer. Reducerede niveauer af specifikke aminosyrer undertrykker inflammation.
Dermed, disse metaboliske veje, moduleret efter kost og de afhængige bakteriepopulationer kan drive virkningerne af tarmmikrobiota på værtens metabolisme og betændelse.
Den relative overflod af ACE2 og dets funktion i regulering af aminosyreniveauer som reaktion på kostindtag, og i medfødt immunitet, kan være en anden forbindelse mellem tarmmikrobiomet og betændelse, hvilket igen forudsiger sværhedsgraden af COVID-19.
Undersøgelsen viser også, at 2,4% af forskellen i modtagelighed for sygdommen forklares af 9 faktorer relateret til prøvens demografi og kliniske egenskaber, såsom uddannelsesniveau, køn, og forskellige fysiologiske parametre som blodtryk og biokemi. Disse modulerer indirekte sammensætningen af tarmmikrobiomet.
Forskerne foreslår, at hos raske mennesker, sammensætningen af tarmmikrobiomet er stærkt forudsigelig for de blodproteomiske biomarkører, der er knyttet til alvorlig COVID-19.
'Cytokinstormen' (overdrevne niveauer af pro-inflammatoriske kemikalier i kroppen) forbundet med alvorlig COVID-19 bør behandles effektivt for at reducere dødeligheden af tilstanden. Foreningen af proteomiske biomarkører med inflammatoriske molekyler, især i ældre aldersgrupper, angiver, at cytokinstormen er et resultat af den underliggende betændelse, der ses at være mere almindelig blandt denne undergruppe.
Forskerne opsummerer:“De opdagede kerne -tarmmikrobielle træk og relaterede metabolitter kan tjene som et potentielt forebyggende/behandlingsmål for intervention, især blandt dem, der er modtagelige for SARS-CoV-2-infektionen. De kan også tjene som potentielle terapeutiske mål for lægemiddeludvikling. ”
medRxiv udgiver foreløbige videnskabelige rapporter, der ikke er peer-reviewed og, derfor, ikke betragtes som afgørende, vejlede klinisk praksis/sundhedsrelateret adfærd, eller behandles som etablerede oplysninger.
bioRxiv offentliggør foreløbige videnskabelige rapporter, der ikke er peer-reviewed og, derfor, ikke betragtes som afgørende, vejlede klinisk praksis/sundhedsrelateret adfærd, eller behandles som etablerede oplysninger.
Hele kropsvibrationer hjælper med at reducere betændelse,
Foranstaltninger til at forhindre SARS-CoV-2-transmission gennem spildevand i fattige regioner
Øvre endoskopi
Hvide blodlegemer og deres rolle i hjernen
Irritabel tarmsygdom øger risikoen for demens
Thiopuriner kan hjælpe med at stoppe viral replikation i menneskelige coronavirus
Hvad kan gammel afføring fortælle os om udviklingen af det menneskelige tarmmikrobiom?
Gamle mikrobiota -oplysninger repræsenterer en vital ressource til at studere bakteriel udvikling og udforske den biologiske spredning af kroniske sygdomme gennem historien. Et internationalt team a
Tarmmikrobiom er også en realitet i fosterlivet
En undersøgelse offentliggjort i Journal of Clinical Investigation viser, at både mus og mennesker fostrets tarm har sit eget mikrobiom, som sandsynligvis stammer direkte fra moderorganismen. Kald
Probiotika som adjuvant behandling til COVID-19-patienter
Tilbage i 1892, Doderlein etablerede først den gavnlige sammenslutning af mikroorganismer i menneskekroppen. Derfor, under COVID-19-pandemien, det kan være en fordel at vurdere mikroorganismernes roll