Микробиомы кишечника и полости рта предсказывают тяжесть COVID-19

Один вопрос, который продолжает оставаться без ответа во время продолжающейся пандемии коронавирусного заболевания 2019 года (COVID-19), заключался в том, почему в тяжелом заболевании наблюдается четкая закономерность попаданий и промахов? Новое интересное исследование, которое появляется на medRxiv * Сервер препринтов определяет один очень важный фактор риска:состояние микробиомов полости рта и кишечника.

Весенняя волна COVID-19 заполнила многие больницы и отделения интенсивной терапии пациентами, тяжело дыша. Много раз это число проверяется для поступления. Как никогда потребность в эффективных и надежных биомаркерах риска.

Исследование:микробиомы кишечника и полости рта являются надежными предикторами тяжести COVID-19 как основного предиктора летальности, связанной с COVID-19. Кредит изображения:Катерина Кон / Shutterstock

Детали исследования

Показатель смертности от 4C был описан в сентябре 2020 года для удовлетворения этой потребности Международным консорциумом по тяжелым острым респираторным и возникающим инфекциям (ISARIC) и Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ). Эта широкая система оценки рисков включает восемь переменных:включая возраст, секс другие ранее существовавшие заболевания, уровень сознания, насыщение кислородом периферической крови, и С-реактивный белок (CRP).

Имея эту информацию, тем не мение, точность прогноза составила всего 79%, с 30% пациентов с высоким риском смерти. Это привело к попытке предсказать риск летального исхода другим методом. Исследователи в текущем исследовании использовали тот факт, что микробиомы кишечника у пациентов с COVID-19 демонстрируют серьезные нарушения, называется дисбактериоз, 23 семейства бактерий особенно связаны с тяжестью заболевания среди пациентов, госпитализированных с COVID-19.

Ученые создали надежную основу, используя вычислительные и аналитические инструменты для отслеживания сетей связей между микробиотой, Клинические особенности, и тяжесть заболевания. Они обнаружили, что Энтерококк , вид бактерий полости рта и кишечника, может надежно предсказать летальный исход у этих пациентов.

Это небольшое исследование включало 69 пациентов с COVID-19 с умеренными и тяжелыми симптомами, то есть, тем, кому требуется меньше или больше 4 литров кислорода, соответственно. Из этих, 63 человека имели полную медицинскую карту. Исходные клинические характеристики были сопоставимы в обеих группах. тяжелая и умеренная. Тяжелым больным приходилось оставаться в больнице еще шесть дней, в среднем, чем пациенты средней степени тяжести.

Анализируя данные о сопутствующих заболеваниях, исследователи обнаружили, что комбинация клинических переменных, включая тяжесть COVID-19, точность предсказания летального исхода составила 89%. По факту, потребность в 4 литрах кислорода была главным фактором в предсказании такого исхода. Когда не учитывалась тяжесть заболевания, точность упала до 84%. Это открытие показывает, что респираторные симптомы важны для прогнозирования исходов COVID-19.

Смертность от COVID-19 определяется тяжестью респираторных симптомов и другими сопутствующими заболеваниями, обычно используемыми для сортировки пациентов. (A) Область под кривой - рабочая кривая приема (AUC-ROC) для перекрестной проверки с исключением по одному, оценивающей прогноз точности летальности от COVID-19. Красные линии соответствуют модели, включающей все клинические ковариаты (CC), черная линия соответствует модели, включающей все клинические ковариаты, кроме тяжести заболевания (CC, без серьезности). (B) Ковариаты, выбранные с помощью модели случайной классификации лесов, ранжированы в соответствии с их важностью при классификации летального исхода как результата болезни. (C) Для категориальных ковариат (Да =1, Нет =0) количество пациентов из 63, включенных в анализ в рамках определенной категории, было окрашено в зависимости от исхода (Выжившие, в синем; Умер, в красном). (D) Для числовой переменной участки усов (медиана, коробчатый межквартильный размах, 5-й и 9-й процентили для линий) используются с каждой сплошной точкой, соответствующей одному пациенту. (Скорректированное значение ЧД p <0,05)

Стул или микробиом полости рта предсказывают тяжесть

Известно, что вирусная инфекция легких оказывает долгосрочное влияние на микробиом кишечника. Исследователи, следовательно, использовали эти знания для прогнозирования степени тяжести COVID-19, связывая это с другими общими мерами. Они проверили эффект использования только клинических переменных, только состав кишечного микробиома, только состав микробиома полости рта, первые два вместе, и первый и третий в комбинации.

Они обнаружили, что точность первой модели составила ~ 76%. Опять таки, сопутствующие заболевания, которые лучше всего предсказывали тяжесть заболевания, были такими, как высокий холестерин, Латиноамериканская гонка, ишемическая болезнь сердца, астма ожирение, затрудненное дыхание, связанное с гипоксией, учащенное дыхание, количество дней в больнице, тромбоз, и мужской пол.

Используя вторую и третью модели, с микробиотой стула или рта в качестве предикторов, они нашли точность 92% и 84%, соответственно. Это повышение точности на 122% и 111%, соответственно.

Комбинированные модели показали наивысшую точность прогнозов, на 96%, предполагая, что микробиота полости рта или кишечника лучше предсказывает тяжесть COVID-19. При дальнейшем анализе микробиоты, исследователи нашли индикаторный вид, который можно культивировать в клинической лаборатории.

Главный предсказатель

Три основных вида бактерий для прогнозирования серьезности COVID-19 в кишечном микробиоме были Bacteroides uniformis , Enterococcus faecalis , а также Monoglobus pectinilyticus , в то время как те из микробиома полости рта были Порфиромонада эндодонтический, Veillonella tobetsuensis, а также Bifidobacterium breve.

Бактерии Enterococcus faecalis, известные как Streptococcus faecalis. Эти бактерии представляют собой кокки округлой или овальной формы, здесь обычно образуются цепочки клеток. Кредит изображения:Shutterstock

Направленный анализ показал, что снижение численности Enterococcus faecalis , а также Porphyromonas endodontalis, в кишечнике и во рту, соответственно, у умеренно больных COVID-19, или увеличение численности этих патологических видов у тяжело больных пациентов, были лучшими предикторами тяжелой формы COVID-19.

Предикторы умеренного COVID-19 включали увеличение численности Bacteroides fragilis , Bacteroides caccae, а также Clostridium clostridioforme , в стуле или Мурибакул кишечник во рту.

Они не смогли обнаружить никакой корреляции между количеством бактерий любого вида и титрами антител. даже несмотря на то, что более высокие уровни IgG к RBD коррелируют с выживаемостью. Это может означать, что микробиота и уровни IgG являются независимыми предикторами тяжелых исходов.

Заключение

<цитата>

« В этом исследовании, мы продемонстрировали, что тяжесть заболевания COVID-19 можно предсказать по стулу или составу микробиома полости рта с более высокой точностью, чем традиционные методы клинической оценки. Особенно, два патобионта в оральной (Porphyromonas endodontalis) или кишечной (Enterococcus faecalis) микробиоте могут служить индикаторными видами для надежного прогнозирования тяжести инфекций SARS-CoV-2 . »

Это может привести к лучшей стратификации риска пациентов, особенно с Enterococcus faecalis легко и недорого выращивать. Это может помочь обеспечить более раннюю поддержку пациентам, у которых может развиться летальное заболевание. Исследователи призывают включить эту бактерию в стратификацию клинического риска в медицинских учреждениях.

Тяжесть заболевания связана с неконтролируемым воспалением, и это могло быть результатом дисбактериоза кишечника, которому инкриминировали несколько хронических воспалительных состояний. Эта область требует дальнейших исследований, особенно для понимания роли регуляторных Т-клеток (Treg), которые в нормальных условиях отвечают за иммуномодуляцию, но могут аномально экспрессироваться при COVID-19.

<цитата>

Такие исследования могут помочь установить, как « дисбактериоз у пациентов, инфицированных SARS-CoV-2, и, в частности, обогащение патобионтов, которые мы наблюдали в этой когорте, может способствовать серьезности заболевания COVID-19 за счет изменения развития Treg . »

*Важное замечание

medRxiv 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.

• Мера Консорциума C-Path PRO теперь включена в утвержденную FDA этикетку
• Раковые клетки впадают в спячку, чтобы выжить в суровых условиях, созданных химиотерапией