Matematinis modelis atskleidžia SARS-CoV-2 infekcijos riziką po išmatų mikrobiotos transplantacijos

Savo naujame dokumente galima rasti bioRxiv* išankstinio spausdinimo serveris, JAV mokslininkai iš ne pelno siekiančios organizacijos „OpenBiome“ panaudojo matematinį modelį, skirtą imituoti įvairių išmatų mėginių tyrimo strategijų naudingumą, ir parodė, kad tikimybė išleisti išmatų mikrobiotos donorystę su sunkiu ūminiu kvėpavimo sindromu 2 (SARS-CoV-2) yra maža. kai atsižvelgiama į kelis svarbius kintamuosius.

Naujas koronavirusas SARS-CoV-2 Spalvotas nuskaitymo elektroninis mikrografas apoptozinės ląstelės (žalia), labai užkrėstos SARS-COV-2 viruso dalelėmis (oranžinė), išskirtas iš paciento mėginio. Vaizdas NIAID integruotame tyrimų centre (IRF) Fort Detricke, Merilandas. Kreditas:NIAID

SARS-CoV-2, žalingos koronaviruso ligos (COVID-19) pandemijos sukėlėjas, pirmiausia laikomas kvėpavimo takų patogenu; vis dėlto, įrodymai rodo, kad virusas gali savarankiškai daugintis žarnyne, padidina fekalinio-oralinio perdavimo tikimybę.

Tai iš tikrųjų gali būti svarbi išmatų mikrobiotos transplantacijos problema, Tai yra išmatų perkėlimo iš sveiko donoro į paciento žarnyną procesas, siekiant atkurti žarnyno mikrobiomą. Šiuo metu, šis metodas rekomenduojamas sergant dažnai ligoninėje įgytomis infekcijomis Clostridioides difficile ir šiuo metu yra tiriamas kaip eksperimentinis daugelio kitų sąlygų metodas.

Tačiau, nepaisant sutarimo, kad vaisiaus mikrobiotos donorai turėtų būti tikrinami dėl SARS-CoV-2, optimali asimptominio pernešimo tarp donorų aptikimo strategija vis dar yra sunkiai pasiekiama, o bandymų derinys dar nebuvo įvertintas ar palygintas.

Vadinasi, tyrėjai iš „OpenBiome“ (t. y. ne pelno siekianti organizacija Masačusetse, kuri valdo viešą išmatų banką ir palaiko žmogaus mikrobiomos sukurtus tyrimus) sukūrė išmatų persodinimo donorų matematinį SARS-CoV-2 infekcijos modelį, kuris imituoja įvairių bandymų strategijų poveikį.

Kiekybinis bandymo poveikis mažinant SARS-CoV-2 perdavimą

Trumpai tariant, šie mokslininkai sukūrė abstraktų išmatų mikrobiotos transplantacijos donorų modelį, imituoti jų donorystės tvarkaraštį, infekcijos dažnis sergant SARS-CoV-2, taip pat COVID-19 ligos eiga.

Įvairios atrankos strategijos buvo išdėstytos ant šių modeliavimų, atsižvelgiant į kiekvieno tyrimo neoptimalų jautrumą ir specifiškumą, siekiant įvertinti, kiek viruso neigiamų ir viruso teigiamų donorų būtų tinkamai ar nepageidaujamai išleista, atitinkamai.

Atitinkamai, sukurtas modelis pateikė du rezultatus:„tikro neigiamo, „išleistos viruso neigiamos aukos, ir „klaidingai neigiamų“ skaičių, „išleistos virusui teigiamos aukos.

Vadinasi, pageidaujamas atrankos metodas atleistų daug virusui neigiamų donorų ir tik keletą sausa virusų arba jų nebūtų; iš kitos pusės, prasta strategija be reikalo sunaikintų daugybę virusų neigiamų aukų ar išlaisvintų daugybę viruso teigiamų donorystės atvejų.

„Modelis kiekybiškai įvertina griežtesnių bandymų poveikį pageidaujamam potencialiai infekcinio sumažėjimui, viruso teigiamos aukos, perdirbtos į išmatų mikrobiotos transplantacijos medžiagą ir išleistos naudoti, taip pat nepageidaujamas virusų neigiamų donorystės atvejų sumažėjimas “, tyrimo autoriai apibendrina savo metodinį požiūrį.

Išleistų virusų neigiamų ir teigiamų aukų skaičius (stulpeliai, x ašis) simuliacijose (y ašis) skirtingiems kasdieniams įvykiams (eilutės, infekcijos vienam asmeniui per dieną), kai naudojamos skirtingos testavimo strategijos (spalvos). Tamponai visada atliekami kas 14 dienų, o serologija-kas 60 dienų. Išmatų tyrimai atliekami kas 14 dienų, 28 dienų intervalai, arba už kiekvieną auką.

Pagrindiniai parametrai:donorystės intervalas, tyrimų specifika ir virusų paplitimas

Išleistų virusų teigiamų ir virusų neigiamų donorystės atvejų skaičius buvo skirtingas, palyginti su modeliavimu, ir priklausė nuo bandymų strategijos ir infekcijų paplitimo. Trumpai tariant, jautriausios strategijos buvo ir mažiausiai konkrečios.

"Apskritai, jautresnės strategijos išleido mažiau viruso teigiamų donorų, bet taip pat pašalino donorus anksti dėl klaidingų teigiamų rezultatų, todėl vienam donorui buvo išleista mažiau virusų neigiamų donorų, "toliau patikslino tyrimo autoriai.

Be to, išleistos viruso teigiamos medžiagos rizikos skirtumas, kai buvo lyginamos griežčiausios ir mažiausiai griežtos strategijos, buvo lygus 100 kartų kasdienio SARS-CoV-2 dažnio pokyčio poveikiui.

Atliekant jautrumo analizę, parametrai, kurie buvo stipriai susiję su dviem aukščiau paminėtais rezultatais, buvo donorystės intervalas (t.y. ilgesnis intervalas davė mažiau virusų neigiamų donorų), trijų bandymų charakteristikos (t. y. daugiau virusų neigiamų donorų, išleistų naudojant specialius testus), ir SARS-CoV-2 dažnis (t.y. didesnis sergamumas koreliuoja su daugiau išleistų viruso donorų).

Modelio vertės nustatymas

Šios analizės stiprybė yra kiekybinis degančio klinikinio klausimo gydymas. Vis dėlto, visos kiekybinės modelio prognozės turėtų būti laikomos klinikinių samprotavimų gairėmis, o ne aiškiomis ir nedviprasmiškomis prognozėmis.

Be to, patikrinti šį modelį gali būti gana sudėtinga, kadangi nepatvirtinta SARS-CoV-2 išmatų ir oralinio perdavimo galimybė, ir nėra „auksinio standarto“ šiam virusiniam agentui aptikti išmatų mėginiuose. Taip pat, daugelis modelio prielaidų gali būti netaikomos.

„Nors šie rezultatai džiuginantys, dar kartą įspėjame, kad jie priklauso nuo daugelio prielaidų apie bandymų kokybę ir SARS-CoV-2 epidemiologiją, kurios bus patobulintos artimiausiais mėnesiais “, sako tyrimo autoriai.

Nepaisant to, metodas iš tiesų yra vertingas vertinant perdavimo riziką šioje vykstančioje pandemijoje. Be to, šis metodas gali būti naudojamas kaip šablonas, siekiant įvertinti kitų patogeninių mikroorganizmų bandymų strategijas arba iš žmogaus gautas terapijas, išskyrus išmatų mikrobiotos transplantaciją.

*Svarbus pastebėjimas

bioRxiv 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.

• UNC tyrėjas vadovauja šalies masto apklausai, kurioje vertinamas COVID-19 pandemijos poveikis psichinei sveikatai
• Psichologiniai veiksniai yra svarbesni nei fizinis pajėgumas treniruojant jūrą