Teški akutni respiratorni sindrom koronavirus 2 (SARS-CoV-2) širi se uglavnom udisanjem virusnih čestica u zraku. Vjeruje se da je glavno mjesto početne replikacije virusa nos, nego usta, zbog veće ekspresije receptora angiotenzin konvertirajućeg enzima 2 (ACE2) u nosu.
Brza replikacija virusa u gornjim dišnim putevima može dovesti do infekcije u donjim dišnim putovima i teške bolesti. Međutim, mnoge studije nisu pokazale povezanost između težine bolesti i virusnog opterećenja u nosu, sugerirajući da mogu postojati i drugi čimbenici koji pridonose ozbiljnosti bolesti.
Nekoliko je studija pokazalo da mikrobiom u nosu i grlu može igrati ulogu u virusnim infekcijama. Virusna infekcija može poremetiti mikrobiotu i dovesti do koinfekcije, što može pogoršati upalu i poremetiti imunološki odgovor. Teška infekcija također može dovesti do gubitka i mirisa i okusa. Međutim, postoji samo nekoliko studija koje su istraživale respiratorni mikrobiom u pacijenata s COVID-19.
U novoj studiji objavljenoj na bioRxiv* poslužitelj predispisa, istraživači sa Sveučilišta California Irvine istraživali su učinak infekcije SARS-CoV-2 na nosni mikrobiom.
Tim istraživača upotrijebio je sekvenciranje amplikona gena 16S ribosomalne ribonukleinske kiseline (rRNA) kako bi utvrdio je li infekcija SARS-CoV-2 dovela do promjene u sastavu nosnog mikrobioma. Ovaj je eksperiment otkrio da je nosni mikrobiom pacijenata s COVID-19 bio, zapravo, drugačiji u odnosu na one koji nisu imali bolest, kao i ono što je bilo prisutno u nosu zdravstvenim radnicima. Nosni mikrobiom pacijenata i zdravstvenih radnika bio je bogatiji od pacijenata koji nisu oboljeli od COVID-19; međutim, mikrobiomima sva tri tipa uzorka dominiralo je nekoliko odabranih mikroba.
Nosni mikrobiom zdrave osobe uglavnom se sastoji od Corynebacterium, Stafilokok, Streptococcus, Dolosigranulum, i Moraxella. Autori su otkrili da mnoge patogene bakterije, kao što su Rothia , Acinetobacter , i Pseudomonas, bili su česti u pacijenata s COVID-19, s posebno visokim razinama Pseudomonas aeruginosa prijavljeno kod ovih pacijenata.
Studije su pokazale da akutne virusne infekcije mogu promijeniti nosni mikrobiom i pogodovati povećanju patogenih bakterija. Povećanje u Pseudomonas zabilježeni su i slučajevi gripe, što sugerira da njegova prisutnost možda nije specifična za COVID-19, već je općeniti odgovor na upalne procese.
Nosni mikrobiom pacijenata zaraženih SARS-CoV-2 je različit. (A) Shema dizajna studije. (B) Glavne koordinatne analize nazalnih mikrobnih komunikacija, neponderirana udaljenost UniFrac obojena statusom domaćina. Doprinos statusa domaćina ukupnoj varijanci u neponderiranim UniFrac matricama različitosti mjeren je pomoću PERMANOVE (Adonis s 10, 000 permutacija). (C, D, E) Nacrt za violinu koji prikazuje (D) prosječne neponderirane UniFrac udaljenosti (C) broj promatranih varijanti sekvenciranja amplikona i (D) raznolikost Shannona (E) podijeljen prema statusu domaćina. Značaj za ploče C-E određen je pomoću neparametarske ANOVA-e Kruskal Wallis (p-vrijednosti umetnute na dnu svake ploče), s Dunnovom višestrukom usporedbom * =p <0,05, ** =p <0,01, *** =p <0,001, **** =p <0,0001. (F) Mjehurići ploha bakterijskih rodova pronađeni na više od 1% prosječne brojnosti u cijeloj populaciji istraživanja poredani slijeva nadesno u opadajućoj prosječnoj brojnosti. Veličina svakog kruga označava prosječnu relativnu brojnost za svaku svojtu u označenoj skupini, a boja svakog kruga označava kojoj bakterijskoj Phyli pripada svaki rod.Ovi rezultati odgovaraju nalazima sekundarnih bakterijskih infekcija u pacijenata s COVID-19. Sastav nosnog mikrobioma mogao bi stoga funkcionirati kao primarni tip uzorka za procjenu rizika osobe od sekundarnih infekcija nakon oporavka od određenih virusnih infekcija.
Dodatno, istraživačka skupina sa sjedištem u Kaliforniji također je otkrila da virusna opterećenja u nosu nisu utjecala na raznolikost nosnog mikrobioma. Utvrđeno je da pacijenti s COVID-19 s niskim virusnim opterećenjem imaju značajniju količinu Streptococcus u njihovom nosnom mikrobiomu , dok su pacijenti s COVID-19 s umjerenim virusnim opterećenjem imali veću količinu Corynebacterium . Treće, Utvrđeno je da bolesnici s COVID-19 s visokim virusnim opterećenjem imaju veće razine Cutibacterium, Neisseria, i Pseudomonas vrste prisutne u njihovim nosnim mikrobiomima.
Autori su zatim usporedili nosne transkriptome ispitanika i otkrili da se 692 gena različito izražavaju između pacijenata s COVID-19 i zdravstvenih radnika. Povišeni geni kod osoba pozitivnih na COVID-19 bili su povezani s obrambenim putevima domaćina. Geni koji su povezani sa staničnom smrću, kao i oni koji kodiraju inhibitorne receptore, također su povećane u pacijenata s COVID-19.
Usporedno, neki geni u COVID-19 za koje je ustanovljeno da su sniženi, uključujući one koji su povezani sa održavanjem dosljednih unutarnjih stanja, stanična organizacija, i obrada neuronskog tkiva. Nadalje, geni koji su odgovorni za proizvodnju mucina u nosnim prolazima, kao i oni koji utječu na osjetilne organe, također je utvrđeno da su snižene. Uzeto zajedno, ti bi nalazi mogli objasniti gubitak mirisa i okusa koji se naširoko prijavljuje kod pacijenata s COVID-19.
Bolnički stečene infekcije ostaju veliki izazov u kliničkom okruženju. Ove infekcije često nastaju zbog zagađenog bolničkog okruženja i zdravstvenih radnika. Zbog duže izloženosti u bolnicama, zdravstveni radnici česti su prijenosnici patogenih mikroba.
Autori su otkrili veću razinu patogena poput Escerichia, Klebsiella, i Burkholderia u nosnom mikrobiomu zdravstvenih radnika. Obilje od Acinetobacter utvrđeno je da je veća i kod pacijenata s COVID-19 i kod zdravstvenih radnika, što može biti posljedica mogućeg prijenosa između to dvoje.
Rezultati ovog istraživanja ukazuju na promjenu nosnog mikrobioma osoba zaraženih SARS-CoV-2, s povećanjem patogena poput Pseudomonas aeruginosa . Jedno ograničenje ove studije bila je činjenica da se procjenjivala samo vremenska točka; stoga, buduće studije koje uspoređuju sastav nosnih mikrobioma pacijenata s COVID-19, zdravi pojedinci, a bolnica s vremenom može poboljšati razumijevanje o tome kako se mijenja nosni mikrobiom.
bioRxiv objavljuje preliminarna znanstvena izvješća koja nisu recenzirana i, stoga, ne treba smatrati konačnim, usmjeriti kliničku praksu/ponašanje povezano sa zdravljem, ili se tretira kao utvrđena informacija.