Endring av mikrobiom i øvre luftveier hos barn relatert til følsomhet for SARS-CoV-2

Forskere testet nasofaryngeal mikrobiom hos barn opp til 21 år og fant mikrobiomet endres med alderen. Spesifikke bakterier, hvis overflod også endres med alderen, er assosiert med alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infeksjon og sårbarhet.

SARS-CoV-2 har smittet hundrevis av millioner over hele verden, men barn ser ut til å være mindre utsatt for denne infeksjonen, i strid med andre luftveisinfeksjoner. De smittede barna ser også ut til å ha mildere sykdom sammenlignet med voksne. I tillegg, Alvorligheten av infeksjonen, selv blant barn, ser ut til å øke med alderen.

Mikrober i øvre luftveier har i økende grad vist seg å påvirke virusinfeksjonens følsomhet og symptomene som oppleves. Mikrober som er tilstede i nese og svelg ser ut til å endre alvorlighetsgraden av respiratorisk syncytialvirus (RSV) hos små barn. Intranasal administrering av levende bakterier endret immunresponsen mot influensavirus og RSV i dyremodeller. En annen studie antydet at bakteriene i nesen og halsen også kan påvirke symptomer på luftveisinfeksjon, antagelig ved å modulere vertens immunrespons.

Tidligere studier har vist at minst en tredjedel av infiserte barn og ungdom er asymptomatiske, og hvis symptomene utvikler seg, de er vanligvis milde luftveissymptomer. En annen rapport fant bare 576 sykehusinnleggelser og 208 dødsfall blant barn under 18 år i løpet av de første seks månedene av pandemien i USA.

Dette antyder at det kan være biologiske eller immunologiske faktorer som varierer med alderen, som endrer følsomhet og alvorlighetsgrad for SARS-CoV-2. Mikrobiomet i øvre luftveier gjennomgår betydelige endringer i tidlig barndom og antas å spille en rolle i hvordan luftveisinfeksjoner påvirker verten.

Forskjell i noen bakterier mellom uinfiserte og infiserte barn

Så, forskere fra Duke University og Duke University School of Medicine undersøkte hals- og nesemikrobiomene til 274 barn og ungdom under 21 år som var i nær kontakt med en SARS-CoV-2-infisert person for å se om det er en sammenheng mellom mikrobiomet og følsomhet for infeksjoner. De publiserte resultatene sine på medRxiv* forhåndstrykk -server.

Relative mengder av svært store slekter etter alder. Hver stolpe viser den gjennomsnittlige relative mengden av svært store slekter i nasofaryngealprøver fra deltakere i en bestemt alderskategori. Bare de ni mest forekommende slektene i nasofaryngeale prøver fra hele studiepopulasjonen er vist.

I tillegg til å samle vattpinneprøver, teamet samlet også eksponering og sosioøkonomisk informasjon via spørreskjemaer. Basert på dataene som er samlet inn, studiedeltakerne ble kategorisert i uinfiserte, infisert uten luftveissymptomer, og infisert med luftveissymptomer. Bakteriesamfunnets sammensetning i vattpinneprøvene ble bestemt ved bruk av 16S ribosomal RNA (rRNA) sekvensering.

Av de 274 deltakerne som er inkludert i analysen, 27% var uinfiserte, 32% var smittet, men hadde ingen luftveissymptomer, og 41% var smittet og hadde luftveissymptomer, og de var eldre enn barna i de andre kategoriene. En høyere andel av de infiserte personene identifisert som latinoer eller latinamerikanere sammenlignet med uinfiserte barn.

Forfatterne fant at mangfoldet av mikrobiomer i hals og nese målt ved bruk av Shannon mangfoldsindeks økte med alderen, mens mikrobiomrikdommen bruker en annen indeks, Chao1 -indeksen, redusert med alderen. Mikrobiomsammensetningen endret seg også med alderen.

Det var ingen forskjell i mikrobiom -mangfoldet mellom infiserte og ikke -infiserte individer. Derimot, mikrobiomrikdommen var høyere hos individer infisert med SARS-CoV-2. I tillegg, to amplikon -sekvensvarianter (ASV) av slekten Corynebacterium var mer utbredt hos de infiserte barna enn hos ikke -infiserte barn. Disse to ASV -ene økte også med alderen, uavhengig av om barna var smittet eller ikke.

Sammenligning av mikrobiomer til infiserte barn med og uten luftveissymptomer, teamet fant ut at mikrobiomet var forskjellig mellom dem. De to Corynebacterium assosiert med infiserte individer var også høyere hos de med symptomer, og det var en nedgang i mengden av D. pigrum hos de med symptomer.

Endring av mikrobiom endrer infeksjonsfølsomhet

Tidligere studier har vist samspillet mellom Corynebacterium og D. pigrim med menneskelig nasopharynx er viktig. Større Corynebacterium beløp har vært negativt knyttet til Streptococcus lungebetennelse hos spedbarn og barn.

Forskerne fant også to andre bakterier av denne slekten som var høyere hos de med symptomer sammen med bakterier fra andre slekter. Disse var positivt assosiert med økende alder, og noen få ble bare funnet hos barn eldre enn 12 år.

Og dermed, resultatene viser at endringene i nasofaryngeal mikrobiom fortsetter å utvikle seg gjennom barndommen, og disse endringene er forbundet med SARS-CoV-2-infeksjon og dens symptomer. Det skiftende mikrobiomet hos barn spiller sannsynligvis en rolle i følsomheten og alvorlighetsgraden av SARS-CoV-2. Og dermed, manipulering av det øvre respiratoriske mikrobiomet kan være en potensiell metode for behandling av luftveisvirus.

*Viktig varsel

medRxiv 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.

• Ny studie kan belyse inflammatorisk tarmsykdom
• Studie finner vedvarende kolonisering av probiotiske B. infantis hos morsmelkfødte babyer