Crijevni i oralni mikrobiomi predviđaju ozbiljnost COVID-19

Jedno pitanje na koje tijekom pandemije koronavirusa 2019. (COVID-19) i dalje ostaje bez odgovora bilo je pitanje zašto postoji osebujan obrazac pogađanja kada je u pitanju teška bolest? Zanimljiva nova studija koja se pojavljuje na medRxiv* poslužitelj preprinta ukazuje na jedan vrlo relevantan faktor rizika:stanje oralnih i crijevnih mikrobioma.

Proljetni val COVID-19 ispunio je mnoge bolnice i odjele intenzivne njege pacijentima koji su disali. Mnogo puta se taj broj provjerava za prijem. Potreba za učinkovitim i pouzdanim biomarkerima rizika nikada nije bila veća.

Studija:Crijevni i oralni mikrobiomi robusni su prediktori ozbiljnosti COVID-19, glavni prediktor smrtnosti od COVID-19. Zasluga za sliku:Kateryna Kon / Shutterstock

Detalji studije

Međunarodni konzorcij za teške akutne respiratorne i infekcije u nastajanju (ISARIC) i Svjetska zdravstvena organizacija (WHO) objavili su u rujnu 2020. godine smrtnost od 4C radi podmirivanja ove potrebe. Ovaj opsežni sustav ocjenjivanja rizika sastoji se od osam varijabli, uključujući dob, seks, druge već postojeće bolesti, nivo svijesti, zasićenje kisikom u perifernoj krvi, i C-reaktivni protein (CRP).

Uz ove podatke, međutim, točnost predviđanja bila je samo 79%, pri čemu je 30% pacijenata s visokim rizikom od smrtnosti propušteno. To je dovelo do pokušaja predviđanja rizika od smrti drugom metodom. Znanstvenici su u ovoj studiji iskoristili činjenicu da mikrobiomi crijeva u pacijenata s COVID-19 pokazuju ozbiljne smetnje, naziva se disbioza, s 23 bakterijske obitelji koje su posebno povezane s težinom bolesti među pacijentima koji su hospitalizirani s COVID-19.

Znanstvenici su postavili robustan okvir koristeći računske i analitičke alate za praćenje mreža veza između mikrobiote, kliničke značajke, i ozbiljnosti bolesti. To su otkrili Enterococcus , vrsta oralnih i crijevnih bakterija, može robusno predvidjeti smrtonosni ishod u ovih pacijenata.

Ovo malo istraživanje obuhvatilo je 69 pacijenata s COVID-19 s umjerenim do teškim simptomima, to je, oni kojima je potrebno manje ili više od 4 litre kisika, odnosno. Od ovih, 63 je imalo potpunu medicinsku dokumentaciju. Početna klinička obilježja bila su usporediva u obje skupine, teška i umjerena. Teški pacijenti morali su ostati u bolnici još šest dana, U prosjeku, nego umjereno bolesni pacijenti.

Analizirajući podatke o komorbiditetima, istraživači su otkrili da je kombinacija kliničkih varijabli, uključujući ozbiljnost COVID-19, imao 89% točnosti u predviđanju kobnog ishoda. Zapravo, zahtjev za 4 litre kisika bio je glavni faktor u predviđanju takvog ishoda. Kad se nije uzela u obzir težina bolesti, točnost je pala na 84%. Ovo otkriće pokazuje da su respiratorni simptomi važni za predviđanje ishoda COVID-19.

Smrtnost od COVID-19 predviđena je ozbiljnošću respiratornih simptoma i drugim komorbiditetima koji se obično koriste za trijažu pacijenata. (A) Područje ispod krivulje-Operativna krivulja primanja (AUC-ROC) za unakrsnu provjeru izostavljanja koja procjenjuje predviđanje točnosti smrtnosti od COVID-19. Crvene linije odgovaraju modelu uključujući sve kliničke kovarijate (CC), crna linija odgovara modelu uključujući sve kliničke kovarijate osim težine bolesti (CC, bez ozbiljnosti). (B) Kovarijate odabrane modelom klasifikacije slučajnih šuma rangirane su prema njihovoj važnosti u klasifikaciji smrtnosti kao ishoda bolesti. (C) Za kategorijalne kovarijate (Da =1, Ne =0) broj pacijenata od 63 uključenih u analize unutar određene kategorije obojen je ishodom (preživjeli, u plavoj boji; Umro, u crveno). (D) Za numeričku varijablu, brkovi (medijan, interkvartilni raspon kutija, 5. i 9. percentil za linije) koriste se sa svakom punom točkom koja odgovara jednom pacijentu. (BH prilagođena vrijednost p <0,05)

Stolica ili oralni mikrobiom predviđaju ozbiljnost

Poznato je da virusna infekcija pluća ima dugotrajan utjecaj na crijevni mikrobiom. Istraživači, stoga, iskoristio ovo znanje za predviđanje ozbiljnosti COVID-19, povezujući ga s drugim uobičajenim mjerama. Testirali su učinak korištenja samo kliničkih varijabli, samo sastav crijevnih mikrobioma, samo sastav mikrobioma za oralnu primjenu, prve dvije zajedno, te prvi i treći u kombinaciji.

Otkrili su da je točnost prvog modela ~ 76%. Opet, komorbiditeti koji su najbolje predvidjeli ozbiljnost bolesti bili su oni poput visokog kolesterola, Latino utrka, koronarna bolest srca, astma, pretilost, otežano disanje povezano s hipoksijom, ubrzan ritam disanja, broj dana u bolnici, tromboza, i muški spol.

Koristeći drugi i treći model, s mikrobiotom stolice ili usta kao prediktora, utvrdili su točnost od 92% i 84%, odnosno. To je poboljšanje točnosti za 122% i 111%, odnosno.

Kombinirani modeli pokazali su najveću točnost predviđanja, na 96%, sugerirajući da su mikrobiota usne šupljine ili crijeva bolja u predviđanju ozbiljnosti COVID-19. Daljnjom analizom mikrobiote, istraživači su pronašli indikatorsku vrstu koja se može uzgajati u kliničkom laboratoriju.

Vrhunski prediktor

Tri su vrste bakterija za predviđanje ozbiljnosti COVID-19 u crijevnom mikrobiomu bile Bacteroides uniformis , Enterococcus faecalis , i Monoglobus pectinilyticus , dok su oni iz oralnog mikrobioma bili Porfiromonas endodontalis, Veillonella tobetsuensis, i Bifidobacterium breve.

Enterococcus faecalis bakterija poznata kao Streptococcus faecalis. Ove su bakterije zaobljenog ili ovalnog oblika koka, ovdje se vidi kako tipično tvore lance stanica. Kredit za sliku:Shutterstock

Analiza smjera pokazala je da je smanjenje obilja Enterococcus faecalis , i Porphyromonas endodontalis, u crijevima i ustima, odnosno, u umjereno bolesnih pacijenata s COVID-19, ili porast broja ovih patoloških vrsta u teško bolesnih pacijenata, bili najbolji prediktori teškog COVID-19.

Prediktori umjerenog COVID-19 uključivali su povećanje broja Bacteroides fragilis , Bacteroides caccae, i Clostridium clostridioforme , u stolici ili Muribaculum intestinalinale u ustima.

Nisu mogli otkriti nikakvu povezanost između broja bakterija bilo koje vrste i titra antitijela, iako su veće razine anti-RBD IgG povezane s preživljavanjem. To može značiti da su razine mikrobiote i IgG neovisni prediktori teških ishoda.

Zaključak

“ U ovoj studiji, pokazali smo da se ozbiljnost bolesti COVID-19 može predvidjeti prema stolici ili oralnom sastavu mikrobioma s većom točnošću od tradicionalnih kliničkih metoda bodovanja. Posebno, dva patobionta u oralnoj (Porphyromonas endodontalis) ili crijevnoj (Enterococcus faecalis) mikrobioti mogu poslužiti kao indikatorske vrste za robusno predviđanje težine infekcije SARS-CoV-2 . ”

To bi moglo dovesti do bolje stratifikacije rizika pacijenata, pogotovo otkad Enterococcus faecalis kultura je laka i jeftina. To bi moglo pomoći u pružanju ranije podrške pacijentima kod kojih je vjerojatno da će razviti smrtonosnu bolest. Znanstvenici pozivaju da se ova bakterija uključi u stratifikaciju kliničkog rizika u zdravstvu.

Ozbiljnost bolesti povezana je s nekontroliranom upalom, a to bi moglo biti posljedica crijevne disbioze, koji je inkriminiran u nekoliko kroničnih upalnih stanja. Ovo područje zahtijeva daljnja istraživanja, posebno za razumijevanje uloge regulatornih T stanica (Tregs), koji su odgovorni za imunomodulaciju u normalnim okolnostima, ali mogu biti nenormalno izraženi u COVID-19.

Takve studije mogle bi pomoći u utvrđivanju kako “ disbioza u pacijenata zaraženih SARS-CoV-2, a posebno obogaćivanje patobionata koje smo opazili u ovoj skupini, može pridonijeti ozbiljnosti bolesti COVID-19 promjenom razvoja Trega . ”

*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.

• Mjera konzorcija C-Path PRO sada je uključena u zahtjev za oznaku koji je odobrila FDA
• Stanice raka hiberniraju kako bi preživjele surovo okruženje stvoreno kemoterapijom