Verschillen in het microbioom werden waargenomen bij geïntubeerde patiënten die een hogere prevalentie vertoonden voor: Stafylokokken . grotere hoeveelheden Anelloviridae en Redondoviridae waren ook gecorreleerd met geïntubeerde patiënten met ernstige COVID-19-complicaties.
De onderzoekers schrijven:
“We rapporteren een ernstige dysbiose van het bacteriële en virale microbioom van de luchtwegen bij gehospitaliseerde COVID-19-patiënten, die verschilt van die van niet-COVID-patiënten, vertoont versnelde destabilisatie in de tijd, en associeert met de ernst van de ziekte en systemische immuunprofielen.
Studie:handtekeningen van de ernst van COVID-19 en de immuunrespons in het microbioom van de luchtwegen. Afbeelding tegoed:Kateryna Kon / ShutterstockHet team verzamelde orofaryngeale of nasofaryngeale uitstrijkjes van 83 patiënten die in het ziekenhuis waren opgenomen voor een COVID-19-infectie. De patiënten hadden een mediaan van 64 jaar en omvatten 39 vrouwen en 44 mannen. Ongeveer 67% van de patiënten was zwart, gevolgd door 24% van de patiënten die zich als blank identificeerden. Behalve vijf, hadden allemaal comorbiditeiten. De monsters werden verkregen met een mediaan van vier dagen na opname in het ziekenhuis. Er waren ook 48% van de deelnemers die werden geïntubeerd, met 24% overlijden. Deze patiënten gaven ook endotracheale aspiraatmonsters.
Dertien deelnemers zonder COVID-19 maar met een onderliggende aandoening werden opgenomen in het ziekenhuis maar op de niet-ICU. Ongeveer 62% moest worden geïntubeerd, en daarvan, 46% stierf.
De ernst van de ziekte werd gemeten met behulp van de 11-puntsschaal van de WHO, met ziekenhuisopname als niveau 4 en overlijden als niveau 10.
In totaal werden 582 monsters voor microbioomanalyse verzameld van COVID-positieve patiënten en 75 van niet-COVID.
Studiecontroles bestonden uit 30 gezonde personen die uitstrijkjes leverden en 12 monsters die bronchoscopie en bronchoalveolaire lavage ondergingen.
RNA geëxtraheerd uit patiëntmonsters was variabel, en de virale belasting daalde bij de meeste patiënten tijdens ziekteprogressie tot ondetecteerbaar. Echter, sommige patiënten bleven 3 weken na het begin van de symptomen SARS-CoV-2-RNA vertonen.
RNA-niveaus correleerden niet met klinische resultaten.
Genoomsequencing van 26 patiëntmonsters toonde aan dat SARS-CoV-2 onder de B.1-lijn viel. Deze afstamming bevat de D614G-mutatie op het spike-eiwit samen met de P314L-variant.
De respiratoire microbiomen bij geïntubeerde patiënten omvatten veelvoorkomende respiratoire pathogenen, inclusief stafylokokken, Klebsiella, en Stenotrophomonas . Echter, minder diverse microbiomen werden waargenomen bij patiënten met COVID-19.
Van de 24 geïntubeerde patiënten, 6 microbiomen vertoonden een hoge prevalentie voor Stafylokokken . Ongeveer 5 patiënten vertoonden Staphylococcus-dominantie in het microbioom een week na het testen van de kweek, en slechts 3 hadden S. aureus . Drie patiënten hadden Enterokokken .
Andere pathogenen aanwezig, maar in kleinere hoeveelheden inbegrepen Stenotrophomonas , Enterobacteriën , en Enterobacterales .
Onderzoekers vonden bij sommige patiënten stabiliteit in het microbioom, terwijl anderen in de loop van de tijd veranderingen vertoonden. Ze concluderen:
"Dus, het microbioom van de onderste luchtwegen bij ernstig zieke geïntubeerde COVID-19-patiënten is een lage diversiteit, kan worden gedomineerd door pathogenen of normale taxa van de bovenste luchtwegen, kan een voorliefde hebben voor Staphylococcus, en kan zeer dynamisch zijn.”
Verstoringen in het microbioom voorspelden ook de immuniteit tegen COVID-19 – een lagere lymfocyt-tot-neutrofielen-ratio die verband houdt met minder diverse microbioomgemeenschappen in de luchtwegen. De verlaagde niveaus correleerden met een verhoogde ernst van de ziekte.
Het team keek ook naar 193 individuele cellulaire immuunkenmerken van perifere mononucleaire celfenotyperingsmonsters van 34 patiënten. Resultaten toonden aan dat het orofaryngeale microbioom geassocieerd is met systemische immuuncelsamenstelling.
Vroege bemonstering toonde: Anelloviridae en Redondoviridae waren een van de meest uitstekende microbiële indicatoren voor het vereisen van intubatie in het ziekenhuis. De DNA-virussen waren ook gekoppeld aan een hogere WHO-score, wat duidde op een grotere ernst van de ziekte.
Onderzoekers gebruikten algoritmen voor machinaal leren bij twee patiënten om verhoogde niveaus van kleine circulaire DNA-virussen te vinden die voorspeld waren als een persoon zou worden geïntubeerd – hoewel ze niet zo sterk waren als bacteriën bij het voorspellen van de ernst van de ziekte van COVID-19. Prevotella en Mycoplasma in orofaryngeale monsters waren ook geassocieerd met een groter risico op intubatie in het ziekenhuis. Dit suggereert dat bacteriële lijnen in plaats van DNA-virussen gecorreleerd zijn met een hogere ernst van de ziekte.
“Onze longitudinale analyse onthulde een grotere destabilisatie van het orofaryngeale bacteriële microbioom bij COVID-19 dan niet-COVID-patiënten. Deze bevinding is vooral opvallend gezien het feit dat niet-COVID-patiënten over het algemeen zieker waren (allemaal op de IC; 40% mortaliteit) dan COVID-19-patiënten (zowel IC- als niet-IC-patiënten; 24% mortaliteit).”
*medRxiv publiceert voorlopige wetenschappelijke rapporten die niet peer-reviewed zijn en, daarom, mag niet als definitief worden beschouwd, begeleiden klinische praktijk/gezondheidsgerelateerd gedrag, of behandeld als gevestigde informatie.