Studie:Eine akute SARS-CoV-2-Infektion ist mit einer Ausbreitung von bakteriellen Erregern in der Nase einschließlich Pseudomonas Aeruginosa verbunden. Bildquelle:Christoph Burgstedt / Shutterstock Das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) verbreitet sich hauptsächlich durch Inhalation von luftgetragenen Viruspartikeln. Es wird angenommen, dass der Hauptort der anfänglichen Virusreplikation die Nase ist. eher der Mund, wegen der höheren Expression des Rezeptors Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2) in der Nase.
Eine schnelle Virusreplikation in den oberen Atemwegen kann zu einer Infektion der unteren Atemwege und zu schweren Erkrankungen führen. Jedoch, viele Studien haben keinen Zusammenhang zwischen der Schwere der Erkrankung und der Viruslast in der Nase gezeigt, Dies deutet darauf hin, dass andere Faktoren zur Schwere der Erkrankung beitragen können.
Mehrere Studien haben gezeigt, dass das Mikrobiom in Nase und Rachen eine Rolle bei Virusinfektionen spielen kann. Eine Virusinfektion kann die Mikrobiota stören und zu einer Koinfektion führen, die die Entzündung verschlimmern und die Immunantwort stören können. Eine schwere Infektion kann auch zu Geruchs- und Geschmacksverlust führen. Jedoch, Es gibt nur wenige Studien, die das respiratorische Mikrobiom bei COVID-19-Patienten untersucht haben.
In einer neuen Studie, die am . veröffentlicht wurde bioRxiv* Preprint-Server, Forscher der University of California Irvine untersuchten die Wirkung einer SARS-CoV-2-Infektion auf das Nasenmikrobiom.
Das Forscherteam verwendete eine 16S ribosomale Ribonukleinsäure (rRNA)-Gen-Amplikon-Sequenzierung, um festzustellen, ob eine SARS-CoV-2-Infektion zu einer Veränderung der Zusammensetzung des nasalen Mikrobioms führte. Dieses Experiment ergab, dass das nasale Mikrobiom von COVID-19-Patienten in der Tat, anders als diejenigen, die die Krankheit nicht hatten, sowie das, was in den Nasen der Mitarbeiter des Gesundheitswesens vorhanden war. Das nasale Mikrobiom von COVID-19-Patienten und medizinischem Personal war reicher als das von Nichtpatienten; jedoch, die Mikrobiome aller drei Probenarten wurden von einigen wenigen Mikroben dominiert.
Das nasale Mikrobiom eines gesunden Menschen besteht hauptsächlich aus Corynebakterium, Staphylokokken, Streptokokken, Dolosigranulum, und Moraxella. Die Autoren fanden heraus, dass viele pathogene Bakterien, wie zum Beispiel Rothia , Acinetobacter , und Pseudomonas, waren bei COVID-19-Patienten häufig, mit besonders hohem Pseudomonas aeruginosa bei diesen Patienten berichtet.
Studien haben gezeigt, dass akute Virusinfektionen das Nasenmikrobiom verändern und eine Zunahme pathogener Bakterien begünstigen können. Ein Anstieg in Pseudomonas wurde auch bei Influenza-Fällen berichtet, was darauf hindeutet, dass sein Vorhandensein möglicherweise nicht spezifisch für COVID-19 ist, sondern eher eine allgemeine Reaktion auf entzündliche Prozesse ist.
Das nasale Mikrobiom von SARS-CoV-2-infizierten Patienten ist unterschiedlich. (A) Studiendesignschema. (B) Hauptkoordinatenanalyse von nasalen mikrobiellen Gemeinschaften ungewichtete UniFrac-Distanz, gefärbt nach Wirtsstatus. Der Beitrag des Wirtsstatus zur Gesamtvarianz in den ungewichteten UniFrac-Unähnlichkeitsmatrizen wurde mittels PERMANOVA (Adonis mit 10, 000 Permutationen). (C, D, E) Violinplot, der (D) die durchschnittlichen ungewichteten UniFrac-Abstände (C) die Anzahl der beobachteten Amplikon-Sequenzierungsvarianten und (D) die Shannon-Diversität (E) aufgeteilt nach Wirtsstatus veranschaulicht. Die Signifikanz für die Panels C-E wurde unter Verwendung der nichtparametrischen ANOVA von Kruskal Wallis (p-Werte am unteren Rand jedes Panels) bestimmt. mit Dunns multiplem Vergleich * =p <0,05, ** =p <0,01, *** =p <0,001, **** =p <0,0001. (F) Blasendiagramme von Bakteriengattungen, die in einer durchschnittlichen Häufigkeit von mehr als 1% über die gesamte Studienpopulation gefunden wurden, geordnet von links nach rechts in absteigender durchschnittlicher Häufigkeit. Die Größe jedes Kreises gibt die durchschnittliche relative Häufigkeit für jedes Taxa in der angegebenen Gruppe an und die Farbe jedes Kreises gibt an, zu welchem Bakterienphyla jede Gattung gehört. Diese Ergebnisse korrespondieren mit Befunden zu bakteriellen Sekundärinfektionen bei COVID-19-Patienten. Die Zusammensetzung des nasalen Mikrobioms könnte daher als primärer Probentyp dienen, um das Risiko einer Person für Sekundärinfektionen nach der Genesung von bestimmten Virusinfektionen zu bewerten.
Zusätzlich, Die kalifornische Forschungsgruppe fand auch heraus, dass die Viruslasten in der Nase die Diversität des nasalen Mikrobioms nicht beeinflussten. Es wurde festgestellt, dass COVID-19-Patienten mit niedriger Viruslast eine signifikantere Menge an Streptokokken in ihrem Nasenmikrobiom , in der Erwägung, dass COVID-19-Patienten mit moderater Viruslast eine größere Menge an Corynebakterium . Drittens, Es wurde festgestellt, dass COVID-19-Patienten mit hoher Viruslast ein höheres Maß an Cutibakterium, Neisseria, und Pseudomonas Arten, die in ihrem nasalen Mikrobiom vorkommen.
Die Autoren verglichen dann die nasalen Transkriptome der Testpersonen und stellten fest, dass 692 Gene zwischen COVID-19-Patienten und medizinischem Personal unterschiedlich exprimiert werden. Die hochregulierten Gene bei COVID-19-positiven Personen wurden mit Abwehrwegen des Wirts in Verbindung gebracht. Die Gene, die mit dem Zelltod in Verbindung gebracht werden, sowie solche, die für inhibitorische Rezeptoren kodieren, wurden auch bei COVID-19-Patienten hochreguliert.
Verhältnismäßig, Einige der Gene in COVID-19, bei denen festgestellt wurde, dass sie herunterreguliert waren, umfassten diejenigen, die mit der Aufrechterhaltung konsistenter interner Bedingungen in Verbindung stehen, Zellorganisation, und neuronale Gewebeverarbeitung. Außerdem, die Gene, die für die Produktion von Mucin in den Nasengängen verantwortlich sind, sowie solche, die Sinnesorgane beeinflussen, Es wurde auch festgestellt, dass sie herunterreguliert sind. Zusammen genommen, Diese Ergebnisse könnten den Geruchs- und Geschmacksverlust erklären, über den bei COVID-19-Patienten häufig berichtet wurde.
Im Krankenhaus erworbene Infektionen bleiben eine große Herausforderung im klinischen Umfeld. Diese Infektionen entstehen oft durch kontaminierte Krankenhausumgebungen und medizinisches Personal. Aufgrund ihrer längeren Exposition in Krankenhäusern, Mitarbeiter im Gesundheitswesen sind häufige Überträger von pathogenen Mikroben.
Die Autoren fanden höhere Konzentrationen von Krankheitserregern wie Escerichia, Klebsiella, und Burkholderia im nasalen Mikrobiom von medizinischem Personal. Die Fülle an Acinetobacter wurde sowohl bei COVID-19-Patienten als auch bei Mitarbeitern des Gesundheitswesens höher festgestellt. was an einer möglichen Übertragung zwischen den beiden liegen kann.
Die Ergebnisse der vorliegenden Studie weisen auf eine Veränderung des nasalen Mikrobioms von mit SARS-CoV-2 infizierten Personen hin, mit einer Zunahme von Krankheitserregern wie Pseudomonas aeruginosa . Eine Einschränkung dieser Studie war die Tatsache, dass nur der Zeitpunkt bewertet wurde; deshalb, zukünftige Studien, die die Zusammensetzung des nasalen Mikrobioms von COVID-19-Patienten vergleichen, gesunde Menschen, und Krankenhaus im Laufe der Zeit das Verständnis dafür verbessern kann, wie sich das nasale Mikrobiom verändert.
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