Et nytt fortrykk på medRxiv * server diskuterer hvordan de underliggende sykdomsmekanismene reguleres slik at den lokale eller slimhinneimmunresponsen er forskjellig fra den systemiske responsen.
Studie:Tydelige systemiske og slimhinneimmunresponser mot SARS-CoV-2. Bildekreditt:Andrii Vodolazhskyi / Shutterstock Den første infeksjonen av epitelceller i øvre luftveier, via angiotensin-konverterende enzym 2 (ACE2), utløser tidlig medfødt forsvar som forhindrer replikativ infeksjon og progressiv sykdom.
Disse inkluderer immunkomponenter og ikke-immunkomponenter, slik som slim og visse kjemikalier som produseres i løpet av metabolismen, samt cellesignalproteiner (cytokiner) og interferoner som enten produseres under den normale cellesyklusen eller som respons på infeksjon.
Det er fastslått at viruset undertrykker aktiveringen av det medfødte immunsystemet, begynner med de dendritiske cellene som presenterer antigener for immuneffektoren og antistoffproduserende celler. Det reduserer også intensiteten av type I og II interferon antivirale responser. Resultatet er hyperaktivering av inflammatoriske makrofager.
Adaptive immunresponser spiller en senere rolle. Disse inkluderer antistoffer som sekretorisk immunglobulin (Ig) A som beskytter slimhinnehindringene og har blitt påvist hos COVID-19-pasienter, i blodet, spytt og nasopharyngeal prøver.
Antall lymfocytter i perifert blod er lave hos COVID-19-pasienter, men både B- og T -celler viser effektive og spesifikke antivirale minnesvar. Dette inkluderer et stort antall plasmaceller som utskiller spesifikke nøytraliserende antistoffer mot det virale piggproteinet.
De spesifikke T -celleresponsene i blodet er assosiert med alvorlighetsgraden av sykdommen, som derfor ikke er et resultat av defekt adaptiv immunitet, i hvert fall i begynnelsen.
Cytokinstormen preget av systemisk hyperinflammasjon, i forhold til viral ribonukleinsyre (RNA) belastning i vevet, er et kjennetegn ved alvorlig og kritisk COVID-19.
Den nåværende studien forsøkte å identifisere regulatoriske faktorer i lokal og systemisk immunitet mot SARS-CoV-2-infeksjon assosiert med den kliniske fenotypen.
Forskerne fant at nasal og systemisk immunitet var veldig forskjellige fra hverandre hos samme individ. De viktigste forskjellene inkluderer lokale cytokiner i nesen og det nasale mikrobiomet.
Etter infeksjon, forskerne fant piggspesifikke IgG- og IgA-antistoffer i plasma, med titrene og sannsynligheten som er proporsjonal med sykdommens alvorlighetsgrad. Plasmaneutraliserende aktivitet var også proporsjonal med alvorlighetsgraden av sykdommen, og til frekvensen av anti-pigg IgA og IgG.
Totalt IgM, IgG og IgA nivåer, og IgG -underklasser, var like hos pasienter og friske kontrollpersoner.
Anti-pigg IgA, og IgG, svar, var høyere i nasofaryngeal sekresjon også, i forhold til alvorlighetsgraden av sykdommen. Spesielt, kritiske pasienter viste en økning i totalt IgA i nesesekresjoner.
Disse funnene viser at de er montert mot det virale piggproteinet ved akutt COVID-19.
uavhengig regulering av slimhinne og systemisk immunitet
Gjør bruk av sammenkoblede nasofaryngeal-plasmaprøver, forskerne fant at nesten 90% av pasientene serokonverterte, med både IgG og IgA antispike antistoffer.
Derimot, mye færre viste antistoffer mot piggen i nasofaryngeal sekresjon. De som viste en slik "nasokonversjon, " derimot, utviklet anti-pigg IgG og IgA.
Blant gruppen av kontroller og infiserte personer, både plasma og nasopharynx viste piggantistoffer hos omtrent 30%. Omtrent 37% viste serokonversjon, men ikke nasokonversjon. Sistnevnte forekom alene hos 5%, og 30% av menneskene viste ingen av dem.
Alle kontroller var i den siste kategorien, selvfølgelig. Derimot, to moderate COVID-19 pasienter var også seronegative og nasonegative på dette tidspunktet.
To kritisk syke pasienter var seronegative, men sterkt nasopositive. De andre pasientene var like delt mellom å være både seropositive og nasopositive, eller seropositiv uten nasokonversjon.
Omtrent 12% klarte ikke å serokonvertere helt.
Merkelig, det var ingen åpenbar sammenheng mellom de systemiske og lokale piggantistoffene i samme individ. Plasmanivåene av anti-pigg IgA og IgG antistoffnivå vs antistofftiter i nasofarynx var ikke korrelert, IgA var heller ikke korrelert med IgG -responser.
Dette resultatet antyder uavhengig regulering av slimhinner og systemiske immunresponser mot SARS-CoV-2. ”
Studien viste også at ti cytokiner i plasma var signifikant forskjellige hos kritiske COVID-19-pasienter sammenlignet med andre pasienter, men i nesofarynx, 13 cytokiner ble differensialregulert. Bare to var vanlige mellom de to gruppene.
Noen av nesecytokinene var høyere hos sykere pasienter. Og dermed, selv cytokiner ser ut til å være differensialregulert ved SARS-CoV-2-infeksjon avhengig av infeksjonskammeret. Utskillelsen av interferoner var ikke forbundet med antivirale antistoffer.
De høyere nivåene av visse cytokiner, men ikke interferoner, i forbindelse med anti-pigg antistoffer i nasopharyngeal sekresjoner antyder at førstnevnte er involvert i betennelse, og dermed generering av lokale antistoffer.
Etterforskerne fant at virusmengden er høyere både i den lokale og den systemiske delen hos COVID-19-pasienter, men de syntes å være uavhengige av hverandre.
Plasmavirusbelastninger spådde systemisk inflammatorisk respons og høyere nivåer av spesifikke regulatoriske cytokiner, men en lavere interferonrespons. Dette støtter tidligere funn av virusindusert hyperinflammasjon. De spådde også høy plasma anti-pigg IgA og IgG, viser at de driver piggspesifikke antistoffresponser.
Nasofaryngeal viral belastning viste inverse assosiasjoner til inflammatoriske cytokiner.
Forskerne fant også at SARS-CoV-2-infeksjon er forbundet med forstyrrelser i det nasofaryngeale mikrobiomet, og at pasienter med kritiske COVID-19 pasienter viser dysbiose.
Videre, etter infeksjon med dette viruset, nivået av visse cytokiner falt, slik som IL-33, IFNγ, IFNα/β og IFNλ3. Disse er assosiert med høyere antall "gode" bakterier som kan øke resistensen mot SARS-CoV-2 og økt mangfold generelt.
Viral belastning, pigg antistoffer, nøytraliseringskapasitet og inflammatoriske cytokiner ble funnet å være assosiert med sammensetning og vekst av mikrobielt fellesskap. Og dermed, bakteriesamfunn i nesen er nært knyttet til lokal og systemisk inflammatorisk signalering og antistoffrespons under COVID-19.
Kritiske COVID-19 pasienter viste, I denne studien, en klynge av cytokiner og vekstfaktorer på høye nivåer i blodet som ikke ser ut til å være relatert til antivirale mekanismer. I stedet, de er muligens knyttet til reguleringen av nesemikrobiomet, slik at økninger i disse cytokiner driver ned hjørnesteinslekter som Corynebacterium og Dolosigranulum .
Motsatt, det inflammatoriske cytokinet IL-6 er assosiert med høyere nivåer av det patobioniske Staphylococcus slekt.
Forskerne antyder at beskyttende immunitet ved SARS-CoV-2-infeksjon er avhengig av flere viktige regulatoriske punkter. Det ene er nesemikrobiomet, som er forstyrret i denne infeksjonen og resulterer i en nedgang i noen cytokiner som er viktige for å kontrollere viruset.
Den andre er den lokale cytokinprofilen i neseslimhinnen, som bestemmer produksjonen av lokale antistoffer i nasopharynx. Og for det tredje, noen bakterielle slekter øker i forbindelse med høyere nivåer av betennelse, både slimhinne og systemisk. Disse ser ut til å være et resultat av spesifikke cytokinfrigivelsesmønstre og er forbundet med dårlige utfall.
Dette indikerer behovet for å forstå, gjennom fremtidige studier, hvordan nesemikrobiomet er involvert i de lokale og systemiske reaksjonene på infeksjonen. Noen forskere har vist en mulig sammenheng mellom mikrobiota i nesen og baseline produksjon av type I og type III interferoner.
Slike individuelle forskjeller i mengden interferon som nesebakteriene utskiller kan forklare, delvis, hvorfor forskjellige individer reagerer så forskjellig på viruset.
Utvalget av slimhinneimmunresponser (eller fravær av det) kan også bestemme nye terapeutiske metoder for å forbedre individuell beskyttelse mot viruset ved å øke spesifikk IgA -produksjon. Spesielt viktig kan være cytokinet CCL2 og type I interferon.
Tilstedeværelsen av SARS-CoV-2-infeksjon kan forårsake nedbrytning av epitelbarriere og forstyrrelser i neseflora. Disse endringene kan i sin tur, la nesepatobionter komme inn i kroppen, utløser systemisk betennelse. En lignende syklus er rapportert å forekomme i tarmen.
Som et resultat, disse pasientene kan ha en høyere risiko for alvorlig COVID-19 sykdom. “ Vår studie identifiserer nye vert-virale-mikrobiom-interaksjoner under infeksjon med SARS-CoV-2 som kan hjelpe nye strategier for å identifisere personer i fare . ”
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.
Anti-coronavirus-molekyler fra mikrober kan være nøkkelen til nye behandlinger
Kryptosporidiose forverret av ofte brukt probiotika
Plantebaserte dietter forbedrer hjertehelsen via tarmmikrobiomet
Rotavirus -vaksinasjon er ikke knyttet til risiko for type 1 diabetes mellitus
Irritabel tarmsykdom øker risikoen for demens
En multi-omics tilnærming til utvikling av medisiner mot COVID-19
Type 1 diabetes knyttet til tarmmikrobiom og genetiske faktorer
En ny studie fra Lingköping University i Sverige og University of Florida har avslørt at tarmmikrobiomet til barn med høy genetisk risiko for å utvikle type 1 diabetes er markant forskjellig fra barn
Type bakterier i øvre luftveier kan påvirke alvorlighetsgraden av astma
En ny studie øker muligheten for å modulere astmasymptomer via bakteriene som vanligvis lever i øvre luftveier. Arbeidet, som ble publisert 16. desember, 2019, i journalen Naturkommunikasjon , viser
Leverfunksjon kan være viktig for Alzheimers sykdom
En ny studie viser en sterk sammenheng mellom endret leverfunksjon og utviklingen av Alzheimers sykdom (AD). Dette korrelerer med nylige data om rollen som sykdommer påvirker den systemiske metabolism