Коронавирус 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2) распространяется в основном при вдыхании вирусных частиц, переносимых по воздуху. Считается, что основным местом первоначальной репликации вируса является нос, а не рот, из-за более высокой экспрессии рецептора ангиотензин-превращающего фермента 2 (ACE2) в носу.
Быстрая репликация вируса в верхних дыхательных путях может привести к инфекции нижних дыхательных путей и тяжелому заболеванию. Тем не мение, многие исследования не показали корреляции между тяжестью заболевания и вирусной нагрузкой в носу, предполагая, что могут быть другие факторы, которые влияют на тяжесть заболевания.
Несколько исследований показали, что микробиом в носу и горле может играть роль в вирусных инфекциях. Вирусная инфекция может нарушить микробиоту и привести к коинфекции, которые могут усугубить воспаление и нарушить иммунный ответ. Тяжелая инфекция также может привести к потере запаха и вкуса. Тем не мение, Существует всего несколько исследований, посвященных изучению респираторного микробиома у пациентов с COVID-19.
В новом исследовании, опубликованном на bioRxiv * сервер препринтов, Исследователи из Калифорнийского университета в Ирвине исследовали влияние инфекции SARS-CoV-2 на носовой микробиом.
Команда исследователей использовала секвенирование ампликона гена рибосомальной рибонуклеиновой кислоты (рРНК) 16S, чтобы определить, привела ли инфекция SARS-CoV-2 к изменению состава носового микробиома. Этот эксперимент показал, что носовой микробиом пациентов с COVID-19 был:по факту, отличается от тех, кто не болел, а также то, что было в носу у медработников. Носовой микробиом пациентов с COVID-19 и медицинских работников был богаче, чем у других пациентов; тем не мение, В микробиомах всех трех типов образцов доминировали несколько избранных микробов.
Микробиом носа здорового человека в основном состоит из Коринебактерии, Стафилококк, Стрептококк, Долосигранулум, а также Моракселла. Авторы обнаружили, что многие болезнетворные бактерии, Такие как Ротия , Acinetobacter , а также Псевдомонады, были обычным явлением у пациентов с COVID-19, с особенно высоким уровнем Синегнойная палочка сообщили у этих пациентов.
Исследования показали, что острые вирусные инфекции могут изменять микробиом носа и способствовать увеличению количества патогенных бактерий. Увеличение Псевдомонады также сообщалось о случаях гриппа, что предполагает, что его присутствие не может быть специфическим для COVID-19, а скорее является общей реакцией на воспалительные процессы.
Микробиом носа у пациентов, инфицированных SARS-CoV-2, отличается. (A) Схема исследования исследования. (B) Анализ основных координат носовых микробных сообществ, невзвешенное расстояние UniFrac, окрашенное статусом хозяина. Вклад статуса хозяина в общую дисперсию невзвешенных матриц несходства UniFrac был измерен с помощью PERMANOVA (Адонис с 10, 000 перестановок). (C, D, E) График скрипки, иллюстрирующий (D) средние невзвешенные расстояния UniFrac (C) количество наблюдаемых вариантов секвенирования ампликона и (D) разнообразие Шеннона (E), разделенное по статусу хозяина. Значимость для панелей C-E определялась с использованием непараметрического дисперсионного анализа Краскела Уоллиса (значения p вставлены в нижней части каждой панели). с множественным сравнением Данна * =p <0,05, ** =p <0,01, *** =p <0,001, **** =p <0,0001. (F) Пузырьковые графики бактериальных родов, обнаруженных при средней численности более 1% по всей исследуемой популяции, упорядоченные слева направо в порядке убывания средней численности. Размер каждого кружка указывает среднюю относительную численность для каждого таксона в обозначенной группе, а цвет каждого кружка указывает, к какому бактериальному типу принадлежит каждый род.Эти результаты соответствуют данным о вторичных бактериальных инфекциях у пациентов с COVID-19. Таким образом, состав носового микробиома может выступать в качестве основного типа образца для оценки риска вторичных инфекций у человека после выздоровления от определенных вирусных инфекций.
Кроме того, Калифорнийская исследовательская группа также обнаружила, что вирусная нагрузка в носу не влияет на разнообразие носового микробиома. Было обнаружено, что пациенты с COVID-19 с низкой вирусной нагрузкой имеют более значительное количество Стрептококк в их носовом микробиоме , тогда как пациенты с COVID-19 с умеренной вирусной нагрузкой имели большее количество Коринебактерии . В-третьих, Было обнаружено, что пациенты с COVID-19 с высокой вирусной нагрузкой имеют более высокий уровень Кутибактерии, Нейссерия, и псевдомонады виды присутствуют в их носовых микробиомах.
Затем авторы сравнили носовые транскриптомы испытуемых и обнаружили, что 692 гена по-разному экспрессируются у пациентов с COVID-19 и медицинских работников. Активированные гены у COVID-19-позитивных людей были связаны с механизмами защиты хозяина. Гены, связанные с гибелью клеток, а также те, которые кодируют ингибирующие рецепторы, также были активированы у пациентов с COVID-19.
Сравнительно, Некоторые из генов COVID-19, которые были обнаружены с пониженной регуляцией, включали те, которые связаны с поддержанием постоянных внутренних условий, клеточная организация, и обработка нервной ткани. Более того, гены, отвечающие за выработку муцина в носовых ходах, а также те, которые влияют на органы чувств, также были обнаружены подавляемые. Взяты вместе, Эти результаты могут объяснить потерю запаха и вкуса, о которой часто сообщалось у пациентов с COVID-19.
Внутрибольничные инфекции остаются серьезной проблемой в клинических условиях. Эти инфекции часто возникают из-за загрязненной больничной среды и медицинских работников. Из-за их длительного воздействия в больницах, работники здравоохранения являются распространенными переносчиками патогенных микробов.
Авторы обнаружили более высокий уровень патогенов, таких как Эскерихия, Клебсиелла, а также Burkholderia в носовом микробиоме медицинских работников. Обилие Acinetobacter было обнаружено, что он выше как у пациентов с COVID-19, так и у медицинских работников, что может быть связано с возможной передачей между ними.
Результаты настоящего исследования указывают на изменение микробиома носа у людей, инфицированных SARS-CoV-2, с увеличением таких патогенов, как Синегнойная палочка . Одним из ограничений этого исследования был тот факт, что оценивалась только временная точка; следовательно, будущие исследования, сравнивающие состав носового микробиома пациентов с COVID-19, здоровые люди, и больница со временем может улучшить понимание того, как меняется носовой микробиом.
bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, не прошедшие рецензирование, и, следовательно, не следует рассматривать как окончательный, руководить клинической практикой / поведением, связанным со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.