Tarmen er en veletablert infeksjonsvei og mål for virusskade av alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), årsakssaken til COVID-19. Dette støttes av den kliniske observasjonen at omtrent halvparten av COVID-19-pasientene viser gastrointestinale (GI) symptomer.
Sykehusinnlagte pasienter med kritisk COVID-19 har også ofte tarmkomplikasjoner. I tillegg til det ovennevnte, venøs eller arteriell tromboembolisme i de mesenteriske karene og iskemi av tynntarmen er rapportert, spesielt hos pasienter som er innlagt på sykehus i lengre perioder.
SARS-CoV-2-infeksjon forstyrrer tarmbarrieren og fører til forhøyelse av systemisk bakteriell lipopolysakkarid og peptidoglykan og tjener til å forbedre systemisk betennelse. Derfor, lekk tarm og mikrobiell dysbiose kan bidra til cytokinstorm hos pasienter som er alvorlig syke med COVID -19.Den nåværende studien, med base i Birmingham, Alabama, i USA, rettet mot å fange tilstedeværelsen av plasmabiomarkører som indikerer brudd på tarmepitelbarrieren, og tilstedeværelsen av tarmmikrober i plasmaet.
Dessverre, begge kunne ikke testes i samme undergruppe av pasienter på grunn av det lille volumet av plasma.
Av de 30 pasientene som var påmeldt studien med bekreftet SARS-CoV-2-infeksjon, alle hadde diaré og kvalme sammen med feber og kortpustethet. Medianalderen var 63 år. Bare to pasienter hadde en kritisk sykdom.
Over en tredjedel var diabetiker, og halvparten opplevde blodpropper. Av de 30, 23 pasienter var overvektige. Fem pasienter hadde dødelig utgang på sykehuset.
Lymfopeni og anemi ble observert i halvparten, og to tredjedeler av pasientene, sammen med høye monocyttall. Neutrofiler ble også forhøyet, hos 60% av mennene sammenlignet med 45% av hunnene. Dette er betydelig siden de er de første som reagerer på infeksjoner.
Totalt antall leukocytter ble forhøyet hos omtrent 40% av individer med COVID-19, men blodplateantall ble observert hos bare 17% av pasientene. Bare to pasienter viste høye nivåer av natriuretisk peptid i hjernen (BNP), sannsynligvis på grunn av hjertesvikt.
C-reaktivt peptid, en inflammatorisk markør, var forhøyet hos alle pasienter, med seks pasienter som viser nivåer som stemmer overens med alvorlig betennelse. Åtte personer viste høye ferritinnivåer, med halvparten av dem som har nivåer som indikerer betennelse.
Nesten alle pasientene hadde høyt fastende glukose og laktat dehydrogenase (LDH) nivå. Omtrent to tredjedeler hadde anemi, Økte troponin-I-nivåer, tyder på hjerteskade, ble funnet hos 80% av mannlige individer, kontra bare ett kvinnefag.
De 14 plasmaprøvene som ble sendt for evaluering for tilstedeværelse av bakterier ga over 150, 000 sekvensering leser, med signalet som indikerer sterk bakteriell tilstedeværelse i to tredjedeler av prøvene. Den totale mikrobielle populasjonen var sammenlignbar mellom pasienter med COVID-19.
Ved å bruke polymerasekjedereaksjon, Det ble oppnådd en dysbioseindeks for å måle mengden av bakteriegrupper i hver prøve. Alle de ni prøvene som indikerte tilstedeværelsen av bakterier, viste de samme tre store filene, Proteobakterier , Firmicutes , og Actinobacteria , med en pasient som viser ukjente bakterier i et større antall blant alle 14.
Disse er de samme som har blitt funnet i sunt plasma, også.
Den mest berikede fylmen var Proteobakterier , samtidig som Bacteroides var tilstede i svært begrenset antall. Blant de to pasientene med dødelig utfall av COVID-19, antallet Firmicutes var lavt. Kanskje overflod av denne fylmen kan være en biomarkør for alvorlighetsgraden av sykdom.
Både gramnegative bakterier og lipopolysakkarider (LPS), som er et viktig endotoksin som stammer fra celleveggen til disse bakteriene, er høyere i plasmaprøver fra COVID-19 pasienter.
Tilstedeværelsen av tarmmikrober i plasma kan tyde på defekter i tarmepitelbarrieren, slik at bakterier kan vandre gjennom epitelcellene inn i de systemiske blodårene. Dette er en viktig komponent i systemisk betennelse og ligger til grunn for utviklingen av COVID-19 hos disse pasientene.
Som en markør for tarmpermeabilitet, fettsyrebindende protein-2 (FABP2) nivåer ble målt, siden dette er et protein som finnes i tarmepitelceller for å binde frie fettsyrer, kolesterol, og retinoider. Som sådan, dens høyde i plasma indikerer slimhinneskader i tarmen.
Som forventet, FABP2-nivåene var høye i plasmaet til COVID-19-pasienter i forhold til friske individer.
Tarmmikrobielle peptider i plasma er giftige ved at de utløser inflammatoriske veier og fører til systemisk skade. Som et mål på dette fenomenet, forskerne observerte høyere nivåer av peptidoglykan (PGN) og LPS i COVID-19-plasma, på nesten det dobbelte av nivåene i friske kontroller.
Translokasjon av tarmmikrober, finnes vanligvis bare i avføring, inn i systemisk sirkulasjon er en grunnleggende determinant for immunfunksjon og metabolisme. Tilstedeværelsen av tarmmikrober i plasma kan utløse og også forverre inflammatoriske signalveier i kroppen.
Betennelse er nøkkelen til patogenesen av alvorlig og kritisk COVID-19. Denne studiens funn kan støtte teorien om at dette er drevet av tarmbakteriell bevegelse inn i kroppens sirkulasjon hos disse pasientene. Dette, i sin tur, kan skyldes høyere tarmpermeabilitet på grunn av dysfunksjon i epitelbarrieren.
Det har vist seg at virusutslipp i avføringen vedvarer i opptil en måned etter at lungesymptomer forsvinner, indikerer at viral kolonisering av tarmen kan ha lengre varighet enn luftveiene.
COVID-19 pasienter i denne prøven var mer sannsynlig å være diabetiker og overvektige i forhold til kontrollene. Hos slike pasienter, kommensale bakterier Lactobacillus er mindre rikelig, og denne reduksjonen ble funnet i en liten gruppe på ni pasienter som ble testet i begynnelsen av sykehusinnleggelse i denne studien.
De fleste dødsfallene av COVID-19 skyldes sepsis. I denne studien, overflod av flere patogene arter som f.eks Acinetobacter og Pseudomona var høyere i tarmen. Selv etter at infeksjonen var løst, dysbiose vedvarte, indikerer at tarmen kan lide av denne sykdommen på lang sikt.
Plasmametabolomet er knyttet til tarmmikrobiomet i patogenesen av mange sykdommer. Svikt i tarmbarrieren fører til påvisning av bakterielle metabolske produkter i plasmaet, ved tilstander som ulcerøs kolitt.
Studien antyder, " L eaky tarm og mikrobiell dysbiose kan bidra til cytokinstorm hos pasienter som er alvorlig syke med COVID -19 . "
bioRxiv publiserer foreløpige vitenskapelige rapporter som ikke er fagfellevurdert og, derfor, skal ikke betraktes som avgjørende, veilede klinisk praksis/helserelatert atferd, eller behandles som etablert informasjon.