Vaikų viršutinių kvėpavimo takų mikrobiomos pasikeitimas, susijęs su jautrumu SARS-CoV-2

Mokslininkai ištyrė vaikų iki 21 metų nosiaryklės mikrobiomą ir nustatė, kad mikrobiomas keičiasi su amžiumi. Specifinės bakterijos, kurių gausa taip pat keičiasi su amžiumi, yra susiję su sunkiu ūminio kvėpavimo sindromo koronaviruso 2 (SARS-CoV-2) infekcijos jautrumu ir sunkumu.

SARS-CoV-2 užkrėtė šimtus milijonų žmonių visame pasaulyje, tačiau vaikai yra mažiau jautrūs šiai infekcijai, priešingai nei kitos kvėpavimo takų infekcijos. Atrodo, kad užsikrėtę vaikai turi lengvesnę ligą nei suaugusieji. Papildomai, Infekcijos sunkumas net ir vaikams didėja su amžiumi.

Vis dažniau įrodyta, kad viršutinių kvėpavimo sistemos mikrobai daro įtaką jautrumui virusinėms infekcijoms ir patiriamiems simptomams. Atrodo, kad nosyje ir gerklėje esantys mikrobai keičia mažų vaikų kvėpavimo sincitinio viruso (RSV) sunkumą. Gyvų bakterijų vartojimas į nosį pakeitė imuninį atsaką į gripo virusą ir RSV gyvūnų modeliuose. Kitas tyrimas parodė, kad nosies ir gerklės bakterijos taip pat gali paveikti kvėpavimo takų virusinės infekcijos simptomus, greičiausiai moduliuojant šeimininko imuninį atsaką.

Ankstesni tyrimai parodė, kad mažiausiai trečdalis užsikrėtusių vaikų ir paauglių yra besimptomiai, ir jei simptomai atsiranda, dažniausiai jie yra lengvi kvėpavimo simptomai. Kitoje ataskaitoje buvo nustatyta, kad per pirmuosius šešis pandemijos mėnesius Jungtinėse Valstijose vaikai buvo hospitalizuoti ir 208 mirė iki 18 metų.

Tai rodo, kad gali būti biologinių ar imunologinių veiksnių, kurie skiriasi priklausomai nuo amžiaus, kurie keičia jautrumą ir sunkumą SARS-CoV-2. Viršutinių kvėpavimo takų mikrobiomas labai pasikeičia ankstyvoje vaikystėje ir manoma, kad jis turi įtakos kvėpavimo takų infekcijų poveikiui šeimininkui.

Kai kurių bakterijų skirtumas tarp neužkrėstų ir užsikrėtusių vaikų

Taigi, mokslininkai iš Duke universiteto ir Duke universiteto medicinos mokyklos ištyrė gerklės ir nosies mikrobiomas 274 vaikams ir paaugliams, jaunesniems nei 21 metų, kurie artimai bendravo su SARS-CoV-2 užsikrėtusiu asmeniu, norėdami išsiaiškinti, ar yra ryšys tarp mikrobiomo ir jautrumas infekcijoms. Jie paskelbė savo rezultatus medRxiv* išankstinio spausdinimo serveris.

Santykinis gausiai genčių gausumas pagal amžių. Kiekvienoje juostoje pavaizduotas vidutinis santykinis labai gausių genčių gausumas nosiaryklės mėginiuose iš konkrečios amžiaus kategorijos dalyvių. Rodomos tik devynios labiausiai paplitusios gentys nosiaryklės mėginiuose iš visos tiriamosios populiacijos.

Be tamponų mėginių rinkimo, komanda taip pat rinko klausimynus apie poveikį ir socialinę bei ekonominę informaciją. Remiantis surinktais duomenimis, tyrimo dalyviai buvo suskirstyti į neužkrėstus, užsikrėtę be kvėpavimo takų simptomų, ir užsikrėtę kvėpavimo takų simptomais. Bakterijų bendruomenės sudėtis tamponų mėginiuose buvo nustatyta naudojant 16S ribosomų RNR (rRNR) seką.

Iš 274 dalyvių, įtrauktų į analizę, 27% nebuvo užsikrėtę, 32% buvo užsikrėtę, bet neturėjo kvėpavimo takų simptomų, 41% buvo užsikrėtę ir turėjo kvėpavimo takų simptomus, ir jie buvo vyresni už kitų kategorijų vaikus. Didesnė dalis užsikrėtusių asmenų buvo identifikuoti kaip lotynų ar ispanų kilmės amerikiečiai, palyginti su neužkrėstais vaikais.

Autoriai nustatė, kad gerklės ir nosies mikrobiomų įvairovė, išmatuota naudojant Šenono įvairovės indeksą, didėjo su amžiumi, o mikrobiomų turtingumas naudojant kitą indeksą, „Chao1“ indeksas, su amžiumi sumažėjo. Mikrobiomų sudėtis taip pat pasikeitė su amžiumi.

Mikrobiomų įvairovė tarp užkrėstų ir neužkrėstų asmenų nesiskyrė. Tačiau, mikrobiomų turtingumas buvo didesnis asmenims, užsikrėtusiems SARS-CoV-2. Papildomai, du genties amplikonų sekos variantai (ASV) Corynebacterium buvo daugiau užkrėstų vaikų nei neužkrėstų vaikų. Šie du ASV taip pat didėjo su amžiumi, nepriklausomai nuo to, ar vaikai buvo užsikrėtę, ar ne.

Lyginant užsikrėtusių vaikų mikrobiomas su kvėpavimo takų simptomais ir be jų, komanda nustatė, kad jų mikrobiomas skiriasi. Du Corynebacterium susijusių su užsikrėtusiais asmenimis taip pat buvo didesnis tiems, kuriems pasireiškė simptomai, ir sumažėjo jų gausa D. pigrum tiems, kuriems pasireiškia simptomai.

Pakeitus mikrobiomą, pasikeičia jautrumas infekcijoms

Ankstesni tyrimai parodė sąveiką su Corynebacterium ir D. pigrim su žmogaus nosiarykle yra svarbi. Didesnis Corynebacterium sumos buvo neigiamai susijusios Streptokokinė pneumonija kūdikiams ir vaikams.

Mokslininkai taip pat nustatė dvi kitas šios genties bakterijas, kurių simptomai buvo didesni, kartu su kitų genčių bakterijomis. Jie buvo teigiamai susiję su didėjančiu amžiumi ir keli buvo nustatyti tik vyresniems nei 12 metų vaikams.

Taigi, rezultatai rodo, kad nosiaryklės mikrobiomos pokyčiai ir toliau vystosi vaikystėje, ir šie pokyčiai yra susiję su SARS-CoV-2 infekcija ir jos simptomais. Kintantis vaikų mikrobiomas greičiausiai turi įtakos SARS-CoV-2 jautrumui ir sunkumui. Taigi, manipuliavimas viršutinių kvėpavimo takų mikrobiomu gali būti potencialus kvėpavimo takų virusų gydymo metodas.

*Svarbus pastebėjimas

medRxiv skelbia preliminarias mokslines ataskaitas, kurios nėra recenzuojamos ir todėl, neturėtų būti laikomas galutiniu, vadovauti klinikinei praktikai/su sveikata susijusiam elgesiui, arba traktuojama kaip nustatyta informacija.

• Naujas tyrimas gali atskleisti uždegiminę žarnyno ligą
• Tyrimo metu nustatyta nuolatinė probiotiko B. infantis kolonizacija motinos pienu maitinamų kūdikių žarnyne