Promjena mikrobioma gornjih dišnih putova u djece povezana sa osjetljivošću na SARS-CoV-2

Istraživači su testirali nazofaringealni mikrobiom djece do 21 godine i otkrili da se mikrobiom mijenja s godinama. Specifične bakterije, čije se obilje također mijenja s godinama, povezane su s osjetljivošću i težinom infekcije akutnim respiratornim sindromom koronavirusa 2 (SARS-CoV-2).

SARS-CoV-2 inficirao je stotine milijuna ljudi širom svijeta, ali čini se da su djeca manje osjetljiva na ovu infekciju, za razliku od drugih respiratornih infekcija. Čini se da zaražena djeca imaju i blažu bolest u odnosu na odrasle. U Dodatku, čini se da se ozbiljnost infekcije čak i među djecom povećava s godinama.

Sve se više pokazuje da mikrobi u gornjem dišnom sustavu utječu na osjetljivost na infekciju virusom i simptome. Čini se da mikrobi prisutni u nosu i grlu mijenjaju ozbiljnost respiratornog sincicijskog virusa (RSV) u male djece. Intranazalna primjena živih bakterija promijenila je imunološki odgovor na virus influence i RSV na životinjskim modelima. Druga studija pokazala je da bakterije u nosu i grlu također mogu utjecati na simptome infekcije respiratornim virusom, vjerojatno moduliranjem imunološkog odgovora domaćina.

Prethodne studije pokazale su da je najmanje trećina zaražene djece i adolescenata asimptomatska, i ako se simptomi ipak razviju, obično su blagi respiratorni simptomi. Drugo izvješće otkrilo je samo 576 hospitalizacija i 208 smrtnih slučajeva među djecom mlađom od 18 godina tijekom prvih šest mjeseci pandemije u Sjedinjenim Državama.

To sugerira da mogu postojati biološki ili imunološki čimbenici koji variraju s dobi, koji mijenjaju osjetljivost i ozbiljnost na SARS-CoV-2. Mikrobiom u gornjim dišnim putevima doživljava značajne promjene u ranom djetinjstvu i smatra se da ima ulogu u tome kako respiratorne infekcije utječu na domaćina.

Razlika u nekim bakterijama između nezaražene i zaražene djece

Tako, znanstvenici sa Sveučilišta Duke i Medicinskog fakulteta Sveučilišta Duke istraživali su mikrobiome grla i nosa 274 djece i adolescenata mlađih od 21 godine koji su bili u bliskom kontaktu s pojedincem zaraženim SARS-CoV-2 kako bi provjerili postoji li povezanost između mikrobioma i osjetljivost na infekcije. Svoje rezultate objavili su na medRxiv* poslužitelj predispisa.

Relativna brojnost jako brojnih rodova prema starosti. Svaka traka prikazuje prosječnu relativnu zastupljenost jako bogatih rodova u uzorcima nazofarinksa od sudionika u određenoj dobnoj kategoriji. Prikazano je samo devet najrasprostranjenijih rodova u uzorcima nazofarinksa iz cijele ispitivane populacije.

Osim prikupljanja uzoraka brisa, tim je također prikupljao podatke o izloženosti i socioekonomske podatke putem upitnika. Na temelju prikupljenih podataka, sudionici istraživanja kategorizirani su na nezaražene, zaraženi bez respiratornih simptoma, i zaražene respiratornim simptomima. Sastav bakterijske zajednice u uzorcima brisa određen je pomoću 16S ribosomske RNA (rRNA) sekvenciranja.

Od 274 sudionika uključenih u analizu, 27% je bilo nezaraženo, 32% je bilo zaraženo, ali nije imalo respiratorne simptome, a 41% je bilo zaraženo i imalo je respiratorne simptome, i bili su stariji od djece u ostalim kategorijama. Veći udio zaraženih pojedinaca identificiranih su Latinoamerikanci ili latinoamerikanci u odnosu na nezaraženu djecu.

Autori su otkrili da se raznolikost mikrobioma u grlu i nosu mjerena pomoću Shannonovog indeksa raznolikosti povećava s godinama, dok bogatstvo mikrobioma pomoću drugog indeksa, indeks Chao1, smanjivao s godinama. Sastav mikrobioma također se mijenjao s godinama.

Nije bilo razlike u raznolikosti mikrobioma između zaraženih i nezaraženih pojedinaca. Međutim, bogatstvo mikrobioma bilo je veće u osoba zaraženih SARS-CoV-2. U Dodatku, dvije varijante sekvence amplikona (ASV) roda Corynebacterium bili prisutniji u zaražene djece nego u nezaražene djece. Ova dva ASV -a također su rasla s dobi, bez obzira na to jesu li djeca zaražena ili nisu.

Usporedba mikrobioma zaražene djece sa i bez respiratornih simptoma, tim je otkrio da je mikrobiom među njima različit. Dva Corynebacterium povezane sa zaraženim pojedincima također su bile veće u onih sa simptomima te je došlo do smanjenja obilja D. pigrum kod onih sa simptomima.

Promjena mikrobioma mijenja osjetljivost na infekcije

Prethodne studije pokazale su interakciju Corynebacterium i D. pigrim s ljudskim nazofarinkom je važno. Veći Corynebacterium iznosi su negativno povezani Streptokokna upala pluća u dojenčadi i djece.

Istraživači su također pronašli dvije druge bakterije ovog roda koje su bile veće u onih sa simptomima zajedno s bakterijama iz drugih rodova. Oni su pozitivno povezani s povećanjem dobi, a nekoliko ih je pronađeno samo u djece starije od 12 godina.

Tako, rezultati pokazuju da se promjene mikrobioma nazofarinksa nastavljaju razvijati u djetinjstvu, te su promjene povezane s infekcijom SARS-CoV-2 i njenim simptomima. Promjenjivi mikrobiom u djece vjerojatno igra ulogu u osjetljivosti i ozbiljnosti SARS-CoV-2. Tako, manipulacija mikrobiomom gornjih dišnih putova mogla bi biti potencijalna metoda liječenja respiratornih virusa.

*Važna obavijest

medRxiv 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.

• Nova studija mogla bi rasvijetliti upalnu bolest crijeva
• Studija je otkrila postojanu kolonizaciju probiotika B. infantis u crijevima dojenog majčinog mlijeka