Studie:Darmmikrobiom-Dysbiose während COVID-19 ist mit einem erhöhten Risiko für Bakteriämie und mikrobielle Translokation verbunden. Bildquelle:Alpha Tauri 3D-Grafik / Shutterstock Ein möglicher Zusammenhang zwischen Darmmikrobiom-Dysbiose und dem Schweregrad von COVID-19 wurde kürzlich festgestellt. In diesem Kontext, Studien haben ergeben, dass eine SARS-CoV-2-Infektion die im Darm vorhandenen mikrobiellen Populationen stören kann. Darmmikrobiom-Dysbiose ist definiert als eine Verringerung der mikrobiellen Vielfalt, sowie ein Ungleichgewicht zwischen nützlichen und pathogenen Mikrobenpopulationen im Darm.
Bei einem erheblichen Anteil der COVID-19-Patienten Magen-Darm-Komplikationen zusammen mit dem Verlust kommensaler Darmmikroben wurden häufig beobachtet. Kommensale Mikroben sind nützliche Mikroben, die direkt auf das Immunsystem des Wirts einwirken, um das Eindringen und die Besiedlung pathogener Mikroben zu verhindern. Vor kurzem, Studien haben ergeben, dass COVID-19-Patienten, die mit Breitbandantibiotika behandelt werden, ein deutlich höheres Risiko für Sekundärinfektionen durch multiresistente Bakterien haben, was wiederum mit einer fast 2-fach höheren Sterblichkeit durch septischen Schock verbunden ist.
In der aktuellen Studie Die Wissenschaftler wollten verstehen, ob eine Darmmikrobiom-Dysbiose das Risiko einer sekundären systemischen Infektion bei COVID-19-Patienten erhöhen kann. Außerdem, Sie haben untersucht, ob eine SARS-CoV-2-Infektion unabhängig von Krankenhausaufenthaltsstatus und Behandlungsschema direkt eine Darmdysbiose verursachen kann.
Die Studie wurde an transgenen Mäusen durchgeführt, die das humane Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2) exprimieren. Die Mäuse wurden intranasal mit einer niedrigen oder hohen Dosis von SARS-CoV-2 herausgefordert. und die Stuhlproben wurden täglich gesammelt, um Bakterienpopulationen zu testen. Zusätzlich, Stuhlproben wurden von SARS-CoV-2-infizierten Patienten entnommen, um die Zusammensetzung des Darmmikrobioms zu bestimmen.
Bei Mäusen, die mit hochdosiertem SARS-CoV-2 herausgefordert wurden, die Wissenschaftler beobachteten eine signifikante Veränderung des Darmmikrobioms, einschließlich einer Reduzierung obligat anaerober Mikroben und einer Expansion von Verrucomicrobiales. Innerhalb einer Woche nach der Ansteckung sie beobachteten eine Verringerung der Alpha-Diversität im Darmmikrobiom. Wichtig, bei infizierten Mäusen, sie beobachteten Symptome einer schweren systemischen Infektion, einschließlich Körpergewichtsverlust, Atembeschwerden, reduzierte Aktivität, und gebeugter Haltung. Zusammen genommen, Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine SARS-CoV-2-Infektion bei Mäusen direkt eine Dysbiose des Darmmikrobioms verursacht.
Durch die Analyse der bakteriellen Zusammensetzung in Stuhlproben, die von COVID-19-Patienten aus zwei verschiedenen Krankenhäusern gesammelt wurden, die Wissenschaftler beobachteten eine große Bandbreite an bakteriellen Diversitäten. Sie beobachteten keinen Unterschied in der bakteriellen Zusammensetzung der Stuhlproben zwischen den beiden Krankenhäusern. Jedoch, sie beobachteten in allen Proben stark variierende bakterielle Zusammensetzungen. Mit weiterer Analyse, sie beobachteten häufige Mikrobiom-Dominanzen, die als mikrobielle Gemeinschaft definiert ist, in der eine bestimmte Gattung mehr als 50% der Bevölkerung umfasst. Diese Beobachtungen weisen auf eine schwere Schädigung des Darmmikrobioms bei COVID-19-Patienten hin.
Bei 21 Patienten mit systemischen Sekundärinfektionen sie beobachteten eine verringerte bakterielle Diversität. Alle diese Patienten wurden während des Krankenhausaufenthalts mit Antibiotika behandelt. 80 % erhielten Antibiotika noch vor dem Nachweis einer Sekundärinfektion. Die Analyse der von diesen Patienten gesammelten Stuhlproben ergab, dass die Gattung Faecalibacterium negativ mit einer systemischen Sekundärinfektion korreliert war. Die Bakterienarten der Gattung Faecalibacterium sind die lebenswichtigsten und am häufigsten vorkommenden kommensalen Bakterien der Darmmikrobiota. Es ist bekannt, dass eine Reduktion der Gattung Faecalibacterium die Funktionen der Darmbarriere stört.
Außerdem, durch Vergleich zwischen bakteriellen Zusammensetzungen im Stuhl und bakteriellen Zusammensetzungen im Blut, in entsprechenden Kotproben beobachteten die Wissenschaftler eine hohe Häufigkeit von sekundärinfektionserregenden Bakterien. Dies deutet darauf hin, dass bestimmte Bakterienpopulationen aus dem Darm in den Blutkreislauf gelangen, um bei COVID-19-Patienten eine Sekundärinfektion zu verursachen. Dies könnte möglicherweise aufgrund eines virusinduzierten Verlusts der Integrität der Darmbarriere auftreten.
Die Studie zeigt, dass die SARS-CoV-2-vermittelte Dysbiose im Darmmikrobiom direkt mit der bei COVID-19-Patienten beobachteten systemischen Sekundärinfektion zusammenhängt. Außerdem, Die Studie weist darauf hin, dass schwere Sekundärinfektionen durch Darm-Blut-Translokation von Bakterienpopulationen nach Darm-Mikrobiom-Dysbiose induziert werden können.
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