Mikroben könnten tödliche Folgen bei beatmeten COVID-19-Patienten vorhersagen

Das Vorhandensein von Mykoplasmen-Speichel in den unteren Atemwegen von beatmeten Patienten mit einer COVID-19-Infektion ist mit einem erhöhten Sterberisiko verbunden. Das Ergebnis war Teil einer molekularen Untersuchung, die untersuchte, wie sich Mikroumgebungen der Atemwege auf das schwere akute respiratorische Syndrom (SARS-CoV-2) auswirken.

Leopoldo N. Segal und Kollegen schlagen vor, dass Lungenmikroben eine schwere COVID-Infektion und Antikörperresistenz vorhersagen könnten.

„Diese Daten unterstreichen die Bedeutung der SARS-CoV-2-Häufigkeit in den unteren Atemwegen als Prädiktor für die Sterblichkeit. und der signifikante Beitrag des Wirtszelltranskriptoms, die die Reaktion der Zellen der unteren Atemwege auf eine Infektion widerspiegelt, “ schrieben die Forscher.

Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, Patienten mit dem höchsten Risiko für schlechte klinische Ergebnisse zu identifizieren und frühzeitig alternative Behandlungen bereitzustellen.

Die Studie „Mikrobielle Signaturen in den unteren Atemwegen von mechanisch beatmeten COVID19-Patienten in Verbindung mit schlechtem klinischem Ergebnis“ ist als Vordruck auf der medRxiv * Server, während der Artikel einem Peer-Review unterzogen wird.

Klassifizierung mikrobieller Signaturen

Die gesammelten Proben der unteren Atemwege von Patienten, die aufgrund einer COVID-19-Infektion während der ersten Welle in New York City beatmet wurden. Sie sammelten Atemwegsproben von 142 Patienten mit COVID-19-Infektion.

Mykoplasmen-Speichel in den Atemwegen ist mit schlechteren klinischen Ergebnissen verbunden

Mit Metagenomik, die Forscher verknüpften die im Lungenmikrobiom lebenden Mikroben mit den klinischen Ergebnissen der Patienten.

Die Ergebnisse zeigten, dass mit hohen Mengen an Mykoplasmen-Speichel war mit einer höheren Viruslast von SARS-CoV-2 verbunden. Zusätzlich, eine begrenzte Immunglobulinantwort in den unteren Atemwegen korrelierte mit einem erhöhten Mortalitätsrisiko.

„Die hier präsentierten Daten durch den Einsatz direkter quantitativer Methoden (RT-PCR) und eines semiquantitativen ungezielten Ansatzes (Metatranskriptom-Sequenzierung) unterstützen die Hypothese, dass die SARS-CoV-2-Viruslast in den unteren Atemwegen eine entscheidende Rolle für den klinischen Verlauf spielt.“ von schwerkranken COVID-19-Patienten, “ schrieben die Forscher.

Keine Hinweise auf schlechtere klinische Ergebnisse durch Koinfektion mit Atemwegserregern

Während die meisten Patienten Breitbandantibiotika und Antimykotika erhielten, Es gab keine Hinweise auf eine Verschlechterung der Auswirkungen einer Koinfektion mit bakteriellen, viral, und Pilze Atemwegserreger.

Um das Sterblichkeitsrisiko durch eine COVID-19-Infektion zu untersuchen, Das Team analysierte Laborkulturen von 589 Patienten, die wegen Atemversagens aufgrund einer schweren COVID-19-Infektion ins Krankenhaus eingeliefert wurden.

Die Ergebnisse zeigten, dass Patienten mit schlechten klinischen Ergebnissen nicht an anderen Atemwegsinfektionen erlagen. Es gab auch keinen Zusammenhang zwischen positiven mikrobiellen Kulturen und der Sterblichkeit bei schweren COVID-19-Infektionen.

Assoziationen zwischen Kulturpositivität und klinischem Ergebnis. Odds Ratios und entsprechende 95%-Konfidenzintervalle für die Kulturpositivraten für die gesamte Kohorte (n=589) während der Dauer ihres Krankenhausaufenthalts (links) und während der ersten 2 Wochen des Krankenhausaufenthalts (rechts).

Bakterielle Veränderungen, die bei Patienten beobachtet wurden, die länger als 28 Tage beatmet wurden

Über Mikroben hinausschauen, die unteren Atemwege zeigten ein hohes Vorkommen von SARS-CoV-2, was mit dem Tod verbunden war. Eine winzige Stichprobe von Patienten hatte Influenza A- oder B-Viren, Dies deutet darauf hin, dass es unwahrscheinlich ist, dass die Grippe gleichzeitig mit einer Coronavirus-Infektion aufgetreten ist.

Bei der Beobachtung von Bakterien in den unteren Atemwegen Metatranskriptom-Daten zeigten, dass Phagen aktiv vorhanden sind. Die Forscher vermuten, dass dies ein Beweis dafür sein könnte, dass bei Patienten mit schwerer COVID-19-Infektion Veränderungen im bakteriellen Mikrobiom auftreten könnten.

Veränderungen wurden beobachtet in Staphylokokken Phagen, und Mykoplasmen-Speichel war aktiv bei Patienten, die länger als 28 Tage beatmet werden mussten, und bei Patienten, die starben, im Vergleich zu Patienten, die weniger als 28 Tage beatmet wurden.

Mikrobielle Wirkung auf die Immunantwort

Patienten mit schlechten klinischen Ergebnissen exprimierten Signalwege, die Gene im Zusammenhang mit dem Abbau aktivierten, Transport, sowie die Expression von Genen für die antimikrobielle Resistenz und die Signalübertragung.

Die Forscher schreiben:

„Diese Unterschiede können auf wichtige funktionelle Unterschiede hinweisen, die zu einer unterschiedlichen metabolischen Umgebung in den unteren Atemwegen führen, die die Immunantwort des Wirts beeinflussen könnte. Sie könnte auch für Unterschiede im mikrobiellen Druck bei Patienten mit höherer Viruslast und unterschiedlichen entzündlichen Umgebungen repräsentativ sein.“

Auch bei den schwersten COVID-19-Fällen kam es zu einer Hochregulierung der Signalwege Sirtuin und Ferroptose. Dies fiel zusammen mit inaktivierten Immunantwortmerkmalen, einschließlich Fresszellen, Neutrophile, Granulozyten, und Leukozyten. Eine Herunterregulierung der Immunglobulin-Expressionsspiegel und eine mitochondriale Dysfunktion wurden ebenfalls beobachtet.

Basierend auf den Daten, Das Team schlägt vor, dass die Lungen von schwerkranken Patienten, die aufgrund einer COVID-19-Infektion beatmet werden müssen, eher einen unausgeglichenen Zustand als eine erhöhte Entzündung aufweisen. Dies scheint eine Verschlechterung der Prognosen vorauszusagen.

Weitere Analysen fanden Überlebens-assoziierte Unterschiede in den Interferon-Antworten. Die Aktivierung von Typ-I-Interferon war ein prädiktiver Faktor für eine erhöhte Mortalität.

„Während weitere Längsschnittdaten benötigt werden, um die Rolle der Interferon-Signalgebung bei der Krankheit zu klären, Die hier präsentierten Daten legen nahe, dass die Kombination von mikrobiellen und Wirtssignaturen dazu beitragen könnte, das erhöhte Sterberisiko bei kritisch kranken COVID-19-Patienten zu verstehen."

* Wichtiger Hinweis

medRxiv veröffentlicht vorläufige wissenschaftliche Berichte ohne Peer-Review und deshalb, sollte nicht als schlüssig angesehen werden, die klinische Praxis/das gesundheitsbezogene Verhalten anleiten, oder als etablierte Information behandelt.

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