Клиницисты отметили, что более 60% пациентов с COVID-19 страдают диареей, тошнота, и рвота, и эти симптомы предсказывают худший исход в целом.
Тяжелый острый респираторный синдром коронавирус 2 (SARS-CoV-2), возбудитель заболевания COVID-19, проникает в человеческую клетку-хозяин путем связывания с ангиотензинпревращающим ферментом (АПФ) 2, который действует как вирусный рецептор. Эта молекула обнаруживается в более высоких концентрациях в подвздошной и толстой кишке и регулирует воспаление кишечника. ACE2 напрямую влияет на микробиом кишечника, и косвенно сердечно-легочный риск.
Исследование:SARS-CoV-2 продуктивно заражает энтероциты кишечника человека. Микробиом кишечника человека. Кредит изображения:3D-графика Alpha Tauri / Shutterstock Пожилые и более больные люди с большей вероятностью заболеют при контакте с этим вирусом. В текущем исследовании изучается потенциальная связь между микробиомом кишечника и клиническим течением и особенностями COVID-19.
Исследователи выбрали набор белков, которые могут действовать как биомаркеры для прогнозирования развития тяжелого заболевания. Тем не мение, они также исследовали, могут ли эти белки помочь понять, что делает человека более или менее восприимчивым к болезни, и какую роль играет микробиота кишечника в регулировании уровней этих биомаркеров у здоровых людей.
Использованы данные протеомики крови 31 пациента с COVID-19, вместе с данными multi-omics из 2, 400 неинфицированных особей. Первый набор данных использовался для создания оценки риска, чтобы предсказать, будет ли случай COVID-19 прогрессировать до тяжелого или критического уровня. Это называется оценкой протеомного риска крови (PRS).
Затем PRS крови был связан с воспалительными биомаркерами, чтобы увидеть, способен ли PRS прогнозировать предрасположенность к заболеванию у здоровых людей. Они использовали как протеомные биомаркеры, так и биомаркеры воспаления, от 990 человек, для этого расследования.
Следующим шагом было выявление специфических особенностей микробиоты кишечника, который может предсказать важные протеомные биомаркеры COVID-19, с помощью машинного обучения. Метаболический профиль фекалий также был проанализирован, чтобы выявить другие механизмы, которые могут иметь ключевое значение для связи микробиома кишечника с уязвимостью к болезням.
Последним шагом было оценить, как 40 различных факторов хозяина и факторов окружающей среды сформировали эти факторы микробиома кишечника.
В более ранней работе с пациентами с COVID-19, исследователи определили 22 протеомных биомаркера сыворотки, которые помогли предсказать прогрессирование заболевания до тяжелого. Этот набор биомаркеров был сокращен до 20, за исключением двух, недоступных для здоровых пациентов.
Этот набор был использован для настройки PRS крови для 31 пациента в текущем исследовании. Восемнадцать случаев не были тяжелыми, в то время как 13 были тяжелыми.
Поскольку PRS увеличился на 10%, риск тяжелого заболевания увеличился на 57%. Исследователи интерпретировали это как свидетельство того, что оценка риска может предсказать прогрессирование COVID-19.
В продолжение своей работы они создали PRS, используя те же 20 белков, но на основе базы данных здоровых участников, включая протеомику и маркеры воспаления. Протеомные данные крови были получены из образцов сыворотки, взятых на исходном уровне. Воспалительные маркеры включали IL-1β, Ил-6, TNF-α, и вчСРБ.
Они обнаружили, что PRS положительно коррелировал с вчСРБ и TNF-α среди этого набора. В анализе подгрупп, стратифицированных по возрасту, они обнаружили значительную связь между более высоким PRS и более высокими уровнями всех воспалительных маркеров в крови у пожилых, но не у молодых подгрупп (старше и младше 58 лет, соответственно).
Вопрос, с которым сталкиваются исследователи, заключается в том, лежат ли изменения в этих белках в активации иммунной системы, наблюдаемой у этих пациентов. или результаты этого. Каким бы ни был ответ, исследование показывает четкую связь между иммунным дисбалансом и более высоким PRS, особенно у пожилых людей, поддерживая его роль в качестве биомаркера.
Следующий шаг был выполнен на когорте из примерно 300 участников. Исследователи измерили корреляцию между микробным профилем микробиоты кишечника и протеомикой крови. Они выполнили как перекрестное, так и моментальное исследование участников одной выборки (n =132), в то время как другое проспективное исследование было проведено с участием 169 участников. Здесь, протеомика была проанализирована примерно на три года позже, чем сбор стула.
В первом случае с помощью машинного обучения были выявлены 20 основных бактериальных кластеров (операционные таксономические единицы, OTUs) для прогнозирования восприимчивости к COVID-19. Большинство OTU происходили из следующих родов и семейств: Бактероиды, Стрептококк, Лактобациллы, Ruminococcaceae 119, Lachnospiraceae, а также Clostridiales. Используя это, можно объяснить более одной пятой вариабельности PRS.
Анализ показал превосходную корреляцию между PRS, прогнозируемой основной OTU, и фактической PRS. Также наблюдалась тесная связь между 20 основными OTU и 20 протеомными биомаркерами, предсказывающими тяжелую форму COVID-19. При стратификации по возрасту связь была значимой только в старших возрастных группах.
Результаты были продублированы в проспективном исследовании. Это показывает, что изменения микробиома кишечника происходят раньше, чем изменения протеомики крови. Если так, они могли иметь причинную роль.
Подтверждающее исследование в более крупной подгруппе из 366 участников показало, что 11 ОТЕ имели значительную связь с воспалительными цитокинами, либо отрицательный ( Бактероиды , Стрептококк, а также Clostridiales ), или положительный ( Руминококк , Блаутия, а также Лактобациллы ).
Исследователи изучили связь между микробным профилем ядра кишечника и фекальными метаболитами примерно среди 1, 000 участников. Они обнаружили, что 45 метаболитов в моче значимо связаны с более чем половиной основных ОТЕ.
Большинство из них были либо аминокислотами, либо жирные кислоты, или желчные кислоты, участвует в трех путях. Уровень аминокислот в тканях жизненно важен для поддержания здорового иммунитета, потому что он зависит от путей метаболического стресса и доступности питательных веществ. Пониженный уровень определенных аминокислот подавляет воспаление.
Таким образом, эти метаболические пути, регулируется диетой и зависимыми бактериальными популяциями, может влиять на микробиоту кишечника на метаболизм хозяина и воспаление.
Относительное количество ACE2 и его функция в регулировании уровня аминокислот в ответ на потребление пищи, и при врожденном иммунитете, может быть вторым звеном между микробиомом кишечника и воспалением, что, в свою очередь, позволяет прогнозировать серьезность COVID-19.
Исследование также показывает, что 2,4% разницы в восприимчивости к заболеванию объясняются 9 факторами, связанными с демографическими и клиническими характеристиками выборки, например, уровень образования, секс и различные физиологические параметры, такие как артериальное давление и биохимия. Они косвенно изменяют состав микробиома кишечника.
Исследователи предполагают, что у здоровых людей Состав микробиома кишечника позволяет прогнозировать протеомные биомаркеры крови, связанные с тяжелой формой COVID-19.
«Цитокиновый шторм» (чрезмерный уровень провоспалительных химических веществ в организме), связанный с тяжелой формой COVID-19, следует эффективно лечить, чтобы снизить летальность этого состояния. Связь протеомных биомаркеров с воспалительными молекулами, особенно в старших возрастных группах, указывает на то, что цитокиновый шторм является результатом основного воспаления, которое, как считается, более распространено среди этой подгруппы.
Исследователи резюмируют:«Обнаруженные основные микробные особенности кишечника и связанные с ними метаболиты могут служить потенциальной профилактической / лечебной целью для вмешательства. особенно среди тех, кто подвержен инфекции SARS-CoV-2. Они также могут служить потенциальными терапевтическими мишенями для разработки лекарств ».
medRxiv публикует предварительные научные отчеты, не прошедшие рецензирование, и, следовательно, не считаться окончательным, руководить клинической практикой / поведением, связанным со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.
bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются, и, следовательно, не считаться окончательным, руководить клинической практикой / поведением, связанным со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.
Западная диета может увеличить риск «смертельного сепсиса»,
Бактериальный профиль кишечника может предсказать повреждение кишечника после лучевой терапии
Бактериальные изменения кишечника влияют на результаты лечения волчанки во время беременности
Устойчивость к антибиотикам удвоится всего за два десятилетия
Исследователи управляют видами бактерий в кишечнике с помощью диеты
Пересадка кала от одних доноров лучше, чем от других
Исследование связывает потребление ферментированных овощей с низкой смертностью от COVID-19
Новое интригующее исследование, проведенное европейскими исследователями, предполагает, что показатели смертности от коронавируса 2019 года (COVID-19), вероятно, будут ниже в странах, где диеты богаты
Бактериофаги могут лечить кишечную палочку, не повреждая кишечник,
новое исследование говорит Исследователи из США разработали новую терапию, в которой для лечения инфекций, вызванных кишечной палочкой, используется уникальный бактериофаг. Было обнаружено, что бактер
Антиоксиданты в рационе могут повысить риск рака кишечника.
новое исследование показывает Польза антиоксидантов в пище для здоровья доказана в значительной части научной литературы. Теперь, новое исследование показывает, что слишком много хорошего может оказат