Mikrober kan forutsi dødelige utfall hos ventilerte COVID-19-pasienter

Nærværet av Mycoplasma salivarium i de nedre luftveiene til ventilerte pasienter med COVID-19-infeksjon er assosiert med økte sjanser for å dø. Resultatet var en del av en molekylær undersøkelse som så på hvordan luftveismikromiljøer påvirket alvorlig akutt respiratorisk syndrom (SARS-CoV-2).

Leopoldo N. Segal og kolleger antyder at lungemikrober kan være prediktive for alvorlig COVID -infeksjon og antistoffresistens.

"Disse dataene fremhever viktigheten av SARS-CoV-2-overflod i de nedre luftveiene som en prediktor for dødelighet, og det betydelige bidraget fra vertscelle -transkriptomet, som reflekterer reaksjonen på nedre luftveieceller på infeksjon, "skrev forskerne.

Funnene kan hjelpe til med å identifisere pasienter som er mest utsatt for dårlige kliniske utfall og tilby alternative behandlinger tidlig.

Studien "Mikrobielle signaturer i de nedre luftveiene til mekanisk ventilerte COVID19 -pasienter assosiert med dårlig klinisk utfall" er tilgjengelig som et forhåndstrykk på medRxiv * server, mens artikkelen gjennomgår fagfellevurdering.

Klassifisering av mikrobielle signaturer

De innsamlede nedre luftveiprøver fra pasienter på ventilasjon fra COVID-19-infeksjon under den første bølgen i New York City. De samlet luftveiprøver fra 142 pasienter med COVID-19-infeksjon.

Mycoplasma salivarium i luftveiene er knyttet til dårligere kliniske utfall

Ved hjelp av metagenomics, forskerne koblet mikrober som lever i lungemikrobiomet med pasienters kliniske utfall.

Resultatene viste at det å ha store mengder Mycoplasma salivarium var assosiert med en høyere virusmengde av SARS-CoV-2. I tillegg, en begrenset immunglobulinrespons i de nedre luftveiene korrelert med økt dødelighetsrisiko.

"Dataene som presenteres her ved bruk av direkte kvantitative metoder (RT-PCR) og en semikvantitativ, ikke-målrettet tilnærming (metatranscriptome sekvensering) støtter hypotesen om at SARS-CoV-2 virusbelastning i de nedre luftveiene spiller en kritisk rolle i den kliniske progresjonen av kritisk syke COVID-19 pasienter, "skrev forskerne.

Ingen tegn på dårligere kliniske utfall fra saminfeksjon med respiratoriske patogener

Mens de fleste pasientene fikk bredspektret antibiotika og soppdrepende midler, det var ingen tegn på forverring av effekten av samtidig infeksjon med bakterier, viral, og sopp respiratoriske patogener.

For å se på risikoen for dødelighet av COVID-19-infeksjon, teamet analyserte laboratoriekulturer fra 589 pasienter innlagt på sykehus for respirasjonssvikt fra alvorlig COVID-19-infeksjon.

Resultatene viste at pasienter med dårlige kliniske utfall ikke bukket under for andre luftveisinfeksjoner. Det var heller ingen sammenheng mellom positive mikrobielle kulturer og dødelighet ved alvorlige COVID-19-infeksjoner.

Sammenhenger mellom kulturpositivitet og klinisk utfall. Oddsforhold og tilsvarende 95% konfidensintervaller for kulturt positivitet for hele kohorten (n =589) i løpet av sykehusinnleggelsen (til venstre) og i løpet av de to første ukene av sykehusinnleggelse (til høyre).

Bakterielle endringer observert hos pasienter ventilert i mer enn 28 dager

Ser utover mikrober, de nedre luftveiene viste en høy tilstedeværelse av SARS-CoV-2, som var forbundet med døden. Et lite utvalg av pasienter hadde influensa A- eller B -virus, noe som tyder på at det er lite sannsynlig at influensa skjedde samtidig med koronavirusinfeksjon.

Når man observerer bakterier i de nedre luftveiene, metatranscriptome data funnet fager aktivt tilstede. Forskerne antyder at dette kan være et bevis på at vekslinger i det bakterielle mikrobiomet kan skje hos pasienter med alvorlig COVID-19-infeksjon.

Endringer ble observert i Staphylococcus fag, og Mycoplasma salivarium var aktivt tilstede hos pasienter som trenger ventilasjon for mer enn 28 og pasienter som døde sammenlignet med pasienter som ble ventilert i mindre enn 28 dager.

Mikrobiell innvirkning på immunresponsen

Pasienter med dårlige kliniske utfall uttrykte veier som aktiverte gener relatert til nedbrytning, transportere, i tillegg til å uttrykke antimikrobielle resistensgener og signalisere.

Forskerne skriver:

"Disse forskjellene kan indikere viktige funksjonsforskjeller som fører til et annet metabolsk miljø i de nedre luftveiene som kan påvirke immunresponsene til vertene. Det kan også være representativt for forskjeller i mikrobielt trykk hos pasienter med høyere virusbelastning og forskjellige inflammatoriske miljøer."

Det var også en oppregulering i signalveiene Sirtuin og Ferroptosis i de alvorligst syke COVID-19-tilfellene. Dette falt sammen med inaktiverte immunresponsfunksjoner, inkludert fagocytter, nøytrofile, granulocytter, og leukocytter. En nedregulering av immunglobulinuttrykksnivåer og mitokondriell dysfunksjon ble også observert.

Basert på dataene, teamet foreslår lungene til kritisk syke pasienter som krever ventilasjon fra COVID-19-infeksjon, uttrykker en ubalansert tilstand i stedet for forhøyet betennelse. Det ser ut til å være forutsigbart for forverrede prognoser.

Ytterligere analyse fant overlevelsesrelaterte forskjeller i interferonresponser. Aktivering av type I interferon var en prediktiv faktor for økt dødelighet.

"Selv om ytterligere langsgående data vil være nødvendig for å avklare rollen som interferonsignalering på sykdommen, dataene som presenteres her antyder at kombinasjon av mikrobielle og vertssignaturer kan hjelpe til med å forstå den økte risikoen for dødelighet hos kritisk syke COVID-19-pasienter. "

* 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.

• Studie:Tarmmikrobiom kan forutsi endringer i type 2 diabetesrelatert glukoseregulering
• Studie viser direkte sammenheng mellom tarmmikrobiomet og Alzheimers-lignende oppførsel