Uusi tutkimus väittää, että vakava COVID-19 johtuu systeemisen tulehduksen laukaisemasta positiivisesta palautesilmukasta, jota välittää epänormaali suolen läpäisevyys. Tämä havainto voisi mahdollisesti avata uusia hoitomuotoja.
Aiemmat tutkimukset hengitystieinfektioista ovat osoittaneet, että keuhkovaurio keskeyttää tavallisen ristikeskustelun keuhkosolujen ja suoliston mikrobiomin välillä, laukaisee systeemisen tulehduksen ja aiheuttaa vakavia sairauksia. Tällainen tulehdus aiheuttaa myös suolen esteen hajoamisen, antaa suoliston mikrobien kulkea suoliston epiteelin läpi ja päästä systeemiseen verenkiertoon. Tämä lisää tulehdusta ja pahentaa keuhkovaurioita, positiivisen palautelenkin loppuunsaattaminen.
Suoliston virusinfektio voi myös ilmetä, johtaa välittömiin vaurioihin ja häiritsee edelleen sekä suoliston rakennetta että toimintaa, sekä suolen esteen eheys. Nämä mekanismit ovat todennäköisempiä vanhuksilla tai sairailla, jotka jo yleisemmin kärsivät suoliston dysbioosista.
Nykyinen tutkimus, julkaistu esipainantona medRxiv* palvelimelle marraskuussa 2020, perustuu systeemibiologiseen malliin, käytetään tutkimaan plasmaa 60 potilaalta, joilla on COVID-19, mutta joiden kliininen vakavuus vaihtelee. Heidän ikänsä vaihteli 50-65 vuoteen.
Tutkijat havaitsivat jyrkän lisäyksen suolen epiteelitiiviiden liitosten läpäisevyydessä vakavassa COVID-19:ssä, merkitsee suoliston suojatoiminnon menettämistä. Tähän liittyi jyrkkä proteiinin zonuliinin nousu, "Ainoa tunnettu fysiologinen välittäjä tiukan liitoksen läpäisevyydelle ruoansulatuskanavassa." Lisääntynyt zonuliini oli merkki korkeammasta kuolleisuudesta vakavassa COVID-19-taudissa.
He mitasivat myös plasman lipopolysakkaridia (LPS) sitovan proteiinin (LBP) tason, akuutin infektion tai tulehduksen merkkiaine, joka sitoutuu bakteerien LPS:ään ja laukaisee immuunijärjestelmän. Tämä heijastaa lisääntynyttä mikrobien pääsyä verenkiertoon vuotavan suolen kautta, ja sen taso nousi vakavassa COVID-19:ssä, lievempiin tapauksiin verrattuna.
Myös sienimarkkerin tasot nousivat, β-glukaani, ja tiiviin liitoksen proteiinista okkludiini, vakavassa COVID-19:ssä. Kuitenkin, suoliston rasvahappoja sitovan proteiinin (I-FABP) pitoisuus ei muuttunut, sulkea pois suoliston enterosyyttien kuoleman.
Odotetusti, suoliston mikrobien siirtymiseen suoliston esteen mukana seurasi merkkejä myelooisesta tulehduksesta, joilla on korkeammat neutrofiilien ja monosyyttitulehdusten markkerit vaikeassa taudissa, yhdessä sytokiinien kanssa, kuten IL-6 ja IL-1β, ja akuutin vaiheen reaktantit CRP ja D-dimeeri.
Immunomoduloivat molekyylit, kuten lektiinit, osoittivat myös selvästi kohonneita tasoja vakavasti sairailla potilailla, jotka lopulta menivät infektioon. Lisäksi tutkijat havaitsivat epätasapainon C3a- ja GDF15 -tasoissa, komplementaation aktivaation ja oksidatiivisen stressin indikaattorit, vastaavasti, kuolemaan johtavissa tapauksissa.
Tutkijat kommentoivat, "Nämä tiedot tukevat hypoteesiamme, jonka mukaan suoliston esteen eheys, mikä johtaa mikrobien siirtymiseen, liittyy korkeampaan systeemiseen tulehdukseen ja immuunijärjestelmän aktivoitumiseen vakavan COVID-19:n aikana. ”
Epänormaali suolen läpäisevyys ei aiheuta vain systeemistä tulehdusta, vaan se liittyy myös plasman metaboliittiryhmän pitoisuuksien muutoksiin. Nämä eivät ole vain tunnettuja suoliston toimintahäiriön merkkejä, mutta bioaktiivisia yhdisteitä, liittyy tulehdus- ja immuunivasteisiin.
Esimerkiksi, useita tärkeitä aminohapporeittejä on häiriintynyt. Näitä ovat jotkut, kuten sitrulliini, joita tuotetaan vain enterosyyteissä, tai muut, kuten tryptofaani, joita enterosyytit katabolisoivat. Tämä johtaa aminohappojen, kuten sitrulliinin, lisääntymiseen. meripihkahappo, ja tryptofaanin hajoamistuotteissa. Nämä häiriöt ovat merkkejä suoliston dysbioosista ja immuunijärjestelmän vuorovaikutuksen häiriöstä suolen mikrobiomin kanssa.
Tutkimus:Vaikea COVID-19 johtuu suoliston esteiden häiriintymisestä. Kuva:SewCream / ShutterstockNäiden muutosten havaittiin esiintyvän potilailla, joilla oli vaikea sairaus verrattuna kontrolleihin tai lievään COVID-19-tautiin.
Havaitut metaboliittimuutokset liittyivät tulehdusmerkkeihin ja suolen esteen hajoamisen merkkiaineisiin. Esimerkiksi, alhaiset sitrulliini- ja korkeat tryptofaanimetaboliittitasot yhdistettiin korkeampiin IL-6-pitoisuuksiin.
Useita lipidireittejä häiritsivät myös aminohappojen aineenvaihdunnan häiriöt vakavassa COVID-19-taudissa. Niistä 16 reitistä, joihin se vaikuttaa eniten, glyserofosfolipidien ja koliinin aineenvaihduntaan liittyvät häiriöt olivat merkittävästi häiriintyneet. Molemmat liittyvät läheisesti suoliston mikrobiomiin, ja dysbioosilla on negatiivinen vaikutus näiden lipidien hajoamiseen ja imeytymiseen. Täten, vakavaan COVID-19:een liittyy systeemisiä häiriöitä, jotka johtuvat suolen esteen hajoamisesta.
Glykaanit koristavat monia proteiineja ja vasta -aineita säätelemään immuunivastetta. Niitä hajottavat entsyymit ovat peräisin useista suoliston mikrobeista, ja jälkimmäisen siirtyminen voi johtaa muutokseen glykosylaatioprofiilissa. Tämä, vuorostaan, voi aiheuttaa lisää tulehdusta komplementin aktivoinnin kautta.
Tällaisen muutoksen plasman glykoproteiinien glykosylaatioprofiilissa tiedetään tapahtuvan tulehduksellisessa suolistosairaudessa (IBD). Lisäksi, ulosteen mikrobiston siirto suolen mikrobiomin koostumuksen korjaamiseksi vaikuttaa sekä IgG:n että seerumin glykosylaatioon.
Galaktoosin menetys, esimerkiksi, estää tulehdusta ehkäisevän tarkistuspisteen aktivoitumisen, joka tukahduttaa komplementtivälitteisen tulehduksen, joka muodostuu Dektiini-1:n galaktoosivälitteisestä sidoksesta FcyRIIB:hen myelooisissa soluissa. Tämän nähdään aiheuttavan tulehdusta ja komplementaation aktivaatiota IBD:ssä.
Tutkijat valitsivat koneoppimisalgoritmin Lasso avulla ne markkerit, jotka voisivat parhaiten erottaa lievän COVID-19:n vakavasta. Tuloksiin sisältyi zonuliini, LBP ja sCD14, AUC on yli 99%. Sitten he käyttivät tätä arvioidakseen sairaalahoidon riskiä, ja havaitsi, että sen herkkyys oli noin 98% ja spesifisyys noin 95%, 96%:n kokonaistarkkuudella. Kyn-Trp-suhde kykenee myös voimakkaaseen syrjintään. Tämä korostaa läheistä yhteyttä suoliston häiriöiden ja vakavan COVID-19:n välillä.
Tutkijat tiivistävät, "Tietomme osoittavat, että vakavaan COVID-19:een liittyy jyrkän liitoksen läpäisevyyden dramaattinen lisääntyminen ja bakteeri- ja sienituotteiden siirtyminen vereen. Tämä häiriintynyt suoliston esteen eheys ja mikrobien translokaatio korreloi voimakkaasti lisääntyneen systeemisen tulehduksen kanssa, lisääntynyt immuunijärjestelmän aktivaatio, heikentynyt suoliston toiminta, häiriintynyt plasman aineenvaihdunta ja glycome, ja korkeampi kuolleisuus. ”
Tutkijat ehdottavat myös, että tämä voi viitata mahdollisuuteen pitkäaikaisiin jälkiseurauksiin, jotka johtuvat suolen esteen ja suoliston toiminnan häiriöstä. Tämä voi sisältää aineenvaihdunnan häiriöitä COVID-19-"pitkämatkustajilla". Tutkimukset tämän ymmärtämiseksi pitäisi olla etusijalla, mukana tutkimusta tehokkaimmista tavoista parantaa tätä. Tämä voisi sopia antibioottien laajan käytön hillitsemiseen, jotka vaikuttavat taudin kulkuun, etenkin iäkkäille potilaille ja niille, joilla on aineenvaihduntasairaus.
Toiseksi, Tutkimus voi mahdollistaa lopulta ennustaa vakavan COVID-19:n, käyttämällä tunnistettua nousua useissa biomarkkereissa, mukaan lukien plasman lipidit, aminohapot ja niiden metaboliitit, ja glykaanit.
Lopuksi, tutkimus paljastaa joitain mahdollisia terapeuttisia kohteita vakavassa COVID-19-taudissa. Näitä ovat zonulin, joita voitaisiin estää onnistuneesti suoliston eheyden parantamiseksi, ja sitrulliini. Vakavan COVID-19:n ja geneettisen alttiuden suurta zonuliinituotantoa välistä yhteyttä tulisi myös tutkia tarkemmin.
Uudelleen, lektiinit ja muut tulehdusta moduloivat glykaanit voivat auttaa estämään sytokiinimyrskyn vakavassa COVID-19-taudissa. Hyvin glykosyloitujen immuunikompleksien käytön tiedetään estävän komplementtivälitteistä tulehdusta, ja sitä voidaan mukauttaa käytettäväksi COVID-19-taudissa.
Yleensä ottaen, siksi, kirjoittajat päättelevät, "Parempi ymmärrys suolen välisestä vuorovaikutuksesta, suoliston mikrobiota, ja aminohappojen aineenvaihdunta COVID-19:n aikana saattaa auttaa lääke- ja ruokavaliomenetelmissä parantamaan COVID-19-tuloksia. ”
medRxiv julkaisee alustavia tieteellisiä raportteja, joita ei ole vertaisarvioitu, ja siksi, ei pidä pitää ratkaisevana, ohjaa kliinistä käytäntöä/terveyteen liittyvää käyttäytymistä, tai käsitellään vakiintuneina tietoina.