A klinikusok megfigyelték, hogy a COVID-19-ben szenvedő betegek több mint 60% -ának hasmenése van, hányinger, és hányás, és ezek a tünetek összességében rosszabb kimenetelre utalnak.
Súlyos akut légúti szindróma koronavírus 2 (SARS-CoV-2), a COVID-19 betegség kórokozója, belép az emberi gazdasejtbe az angiotenzin-konvertáló enzimhez (ACE) 2 kötődve, amely vírusreceptorként működik. Ez a molekula nagyobb koncentrációban található az ileumban és a vastagbélben, és szabályozza a bélgyulladást. Az ACE2 közvetlenül befolyásolja a bél mikrobiómát, és közvetve a kardiopulmonális kockázatot.
Tanulmány:SARS-CoV-2 produktívan fertőzi az emberi bél enterocitáit. Mikrobióma az emberi bélben. Kép jóváírása:Alpha Tauri 3D Graphics / ShutterstockAz idősebb és beteg emberek nagyobb valószínűséggel megbetegszenek, ha ki vannak téve ennek a vírusnak. A jelenlegi tanulmány a bél mikrobioma és a COVID-19 klinikai lefolyása és jellemzői közötti lehetséges kapcsolatot vizsgálja.
A kutatók kiválasztottak egy fehérjekészletet, amely biomarkerként szolgálhat a súlyos betegség előrehaladásának előrejelzésére. Azonban, azt is megvizsgálták, hogy ezek a fehérjék segíthetnek -e abban, hogy megértsék, mi teszi az embert többé -kevésbé fogékonnyá a betegségre, és milyen szerepet játszik a bél mikrobiota ezen biomarkerek szintjének szabályozásában egészséges emberekben.
31 COVID-19-es beteg vérproteomikai adatait használták fel, a 2-es multi-omics adatokkal együtt, 400 nem fertőzött személy. A korábbi adatkészletet kockázati pontszám létrehozására használták annak megjósolására, hogy a COVID-19 esete súlyos vagy kritikus szintre fog-e haladni. Ezt nevezik vérproteómiai kockázati pontszámnak (PRS).
A vér PRS ekkor gyulladásos biomarkerekhez kapcsolódott, hogy kiderüljön, a PRS képes -e megjósolni a betegségekre való fogékonyságot egészséges egyénekben. A gyulladáshoz proteomikus és vérbiomarkereket is használtak, 990 embertől, erre a vizsgálatra.
A következő lépés a bél mikrobiota sajátosságainak azonosítása volt, amely megjósolja a COVID-19 jelentős proteomikus biomarkereit, gépi tanulás segítségével. A széklet metabolikus profilját is elemezték, hogy feltárjanak más mechanizmusokat, amelyek kulcsfontosságúak lehetnek a bél mikrobioma és a betegség sebezhetőségének kapcsolatában.
Az utolsó lépés annak felmérése volt, hogy 40 különböző gazdaszervezeti és környezeti tényező hogyan alakította ezeket a bél mikrobiom faktorokat.
A COVID-19 betegekkel kapcsolatos korábbi munkáiban a kutatók 22 szérum proteomikus biomarkert azonosítottak, amelyek elősegítették a súlyos betegség előrehaladásának előrejelzését. Ezt a biomarkereket 20 -ra metszettük, kettőt kihagyva, amelyek nem voltak elérhetőek az egészséges betegek számára.
Ezt a készletet használták a vér PRS beállítására a jelenlegi vizsgálat 31 betegében. Az esetek közül tizennyolc nem volt súlyos, míg 13 súlyos volt.
Ahogy a PRS 10%-kal nőtt, a súlyos betegségek kockázata 57%-kal nőtt. A kutatók ezt úgy bizonyították, hogy a kockázati pontszám megjósolhatja a COVID-19 előrehaladását.
Munkájuk kiterjesztésében, a PRS -t ugyanazon 20 fehérje felhasználásával hozták létre, de egészséges résztvevők adatbázisa alapján, beleértve a proteomikát és a gyulladásos markereket is. A vér proteomikai adatai a kiinduláskor vett szérummintákból származtak. A gyulladásos markerek közé tartozott az IL-1β, IL-6, TNF-α, és hsCRP.
Azt találták, hogy a PRS pozitív korrelációt mutatott a hsCRP és a TNF-α között. Egy alcsoport elemzésben, életkor szerint rétegezve, szignifikáns kapcsolatot találtak a magasabb PRS és az összes gyulladásos marker magasabb vérszintje között az idősebb, de nem a fiatalabb alcsoportokban (58 év felett és alatt, illetőleg).
A kérdés, amellyel a kutatók szembesülnek, az, hogy ezekben a fehérjékben bekövetkező változások hátterében áll -e az ilyen betegeknél tapasztalt immunaktiváció, vagy annak eredménye. Bármi legyen is a válasz, a tanulmány egyértelmű kapcsolatot mutat az immunrendszer egyensúlyhiánya és a magasabb PRS között, különösen idősebb felnőtteknél, támogatja a biomarker szerepét.
A következő lépést körülbelül 300 résztvevőből álló csoporton hajtották végre. A kutatók összefüggést mértek a bél mikrobiota mikrobiális profilja és a vér proteomikája között. Végeztek keresztmetszeti vagy pillanatfelvételi vizsgálatot is egy minta résztvevőin (n =132), míg egy másik prospektív vizsgálatot végeztek 169 résztvevőn. Itt, a proteomikát körülbelül három évvel később elemezték, mint a székletgyűjteményt.
Az első esetben, gépi tanulást használtak a top 20 baktériumhalmaz (operatív taxonómiai egységek, OTU-k) a COVID-19-érzékenység előrejelzésére. A legtöbb OTU a következő nemzetségekből és családokból származik: Bacteroides, Streptococcus, Lactobacillus, Ruminococcaceae 119, Lachnospiraceae, és Clostridiales. Ezt felhasználva, a PRS változékonyságának több mint ötöde magyarázható.
Az elemzés kiváló korrelációt mutatott ki az alapvető OTU-jósolt PRS és a tényleges PRS között. Szoros összefüggés volt a 20 mag OTU és a 20 proteomikus biomarker között, amelyek súlyos COVID-19-et jósolnak. Kor szerint rétegezve, az összefüggést csak az idősebb korosztályokban látták jelentősnek.
Az eredményeket megismételték a prospektív vizsgálatban. Ez azt mutatja, hogy a bél mikrobiom változásai korábban jelentkeznek, mint a vér proteomikájának változása. Ha igen, okozati szerepük lehet.
Egy megerősítő vizsgálat egy nagyobb, 366 résztvevőből álló alcsoportban kimutatta, hogy 11 OTU jelentős kapcsolatban volt a gyulladásos citokinekkel, vagy negatív ( Bacteroides , Streptococcus, és Clostridiales ), vagy pozitív ( Ruminococcus , Blautia, és Lactobacillus ).
A kutatók megvizsgálták a kapcsolatot a magbél mikrobiális profilja és a széklet metabolitjai között körülbelül 1, 000 résztvevő. Azt találták, hogy a vizeletben lévő 45 metabolit szignifikáns kapcsolatban állt az OTU -k több mint felével.
Többségük aminosav volt, zsírsavak, vagy epesavak, három útvonalon vesz részt. A szövetekben található aminosavszint létfontosságú az egészséges immunitás fenntartásában, mivel az anyagcsere -stressz útvonalaitól és a tápanyagok rendelkezésre állásától függ. A specifikus aminosavak csökkent szintje elnyomja a gyulladást.
És így, ezek az anyagcsere utak, az étrend és a függő baktériumpopulációk által modulálva, befolyásolhatja a bél mikrobiota hatását a gazdaszervezet anyagcseréjére és a gyulladásra.
Az ACE2 relatív bősége és funkciója az aminosavszintek szabályozásában az étrendi bevitelre válaszul, és a veleszületett immunitásban, második kapcsolat lehet a bél mikrobiomja és a gyulladás között, ami viszont megjósolja a COVID-19 súlyosságát.
A tanulmány azt is kimutatja, hogy a betegségre való fogékonyság különbségének 2,4% -át a minta demográfiájához és klinikai jellemzőihez kapcsolódó 9 tényező magyarázza, mint például az iskolai végzettség, szex, és különböző élettani paraméterek, például a vérnyomás és a biokémia. Ezek közvetve modulálják a bél mikrobiom összetételét.
A kutatók azt javasolják, hogy egészséges embereknél a bél mikrobióma összetétele nagymértékben megjósolja a súlyos COVID-19-hez kötődő vérproteomikus biomarkereket.
A súlyos COVID-19-hez kapcsolódó „citokinvihart” (a szervezetben a gyulladást elősegítő vegyi anyagok túlzott szintje) hatékonyan kell kezelni az állapot halálozásának csökkentése érdekében. A proteomikus biomarkerek asszociációja gyulladásos molekulákkal, különösen az idősebb korosztályokban, azt jelzi, hogy a citokin vihar a mögöttes gyulladás eredménye, amely gyakoribbnak látszik ebben az alcsoportban.
A kutatók összefoglalják:„A felfedezett alapvető bélmikrobiális tulajdonságok és a kapcsolódó metabolitok potenciális megelőző/kezelési célként szolgálhatnak a beavatkozáshoz, különösen azok körében, akik hajlamosak a SARS-CoV-2 fertőzésre. A gyógyszerfejlesztés potenciális terápiás célpontjai is lehetnek. ”
medRxiv előzetes tudományos jelentéseket tesz közzé, amelyeket nem vizsgálnak felül, és ezért, nem tekinthető döntőnek, irányítja a klinikai gyakorlatot/az egészséggel kapcsolatos viselkedést, vagy megállapított információként kezelik.
A bioRxiv előzetes tudományos jelentéseket tesz közzé, amelyeket nem vizsgálnak felül, és ezért, nem tekinthető döntőnek, irányítja a klinikai gyakorlatot/az egészséggel kapcsolatos viselkedést, vagy megállapított információként kezelik.