Závažný akútny respiračný syndróm koronavírusu 2 (SARS-CoV-2) sa šíri predovšetkým vdýchnutím vzduchom prenášaných vírusových častíc. Verí sa, že hlavným miestom počiatočnej replikácie vírusu je nos, namiesto úst, kvôli vyššej expresii receptorového enzýmu konvertujúceho angiotenzín 2 (ACE2) v nose.
Rýchla replikácia vírusu v horných dýchacích cestách môže viesť k infekcii dolných dýchacích ciest a závažnému ochoreniu. Avšak, mnohé štúdie nepreukázali žiadnu koreláciu medzi závažnosťou ochorenia a vírusovou záťažou v nose, čo naznačuje, že môžu existovať ďalšie faktory, ktoré prispievajú k závažnosti ochorenia.
Niekoľko štúdií naznačilo, že mikrobióm v nose a hrdle môže hrať úlohu pri vírusových infekciách. Vírusová infekcia môže narušiť mikrobiotu a viesť k koinfekcii, čo môže zápal ešte zhoršiť a narušiť imunitnú odpoveď. Závažná infekcia môže tiež viesť k strate čuchu a chuti. Avšak, Existuje iba niekoľko štúdií, ktoré skúmali respiračný mikrobióm u pacientov s COVID-19.
V novej štúdii publikovanej na bioRxiv* server predtlače, vedci z Kalifornskej univerzity Irvine skúmali vplyv infekcie SARS-CoV-2 na nosový mikrobióm.
Tím vedcov použil sekvenovanie génového amplikónu 16S ribozomálnej ribonukleovej kyseliny (rRNA) na určenie, či infekcia SARS-CoV-2 viedla k zmene zloženia nosového mikrobiómu. Tento experiment zistil, že nosový mikrobióm pacientov s COVID-19 bol, v skutočnosti, odlišné v porovnaní s tými, ktorí túto chorobu nemali, ako aj to, čo bolo prítomné v nosoch zdravotníckych pracovníkov. Nosový mikrobióm pacientov s COVID-19 a zdravotníckych pracovníkov bol bohatší ako bez pacientov; však medzi mikrobiómami všetkých troch typov vzoriek dominovalo niekoľko vybraných mikróbov.
Nosový mikrobióm zdravého človeka pozostáva hlavne z Corynebacterium, Zlatý stafylokok, Streptococcus, Dolosigranulum, a Moraxella. Autori zistili, že mnoho patogénnych baktérií, ako napr Rothia , Acinetobacter , a Pseudomonas, boli časté u pacientov s COVID-19, s obzvlášť vysokými hladinami Pseudomonas aeruginosa hlásené u týchto pacientov.
Štúdie ukázali, že akútne vírusové infekcie môžu zmeniť nosový mikrobióm a podporiť nárast patogénnych baktérií. Zvýšenie v Pseudomonas bolo hlásené aj v prípadoch chrípky, čo naznačuje, že jeho prítomnosť nemusí byť špecifická pre COVID-19, ale je to skôr všeobecná reakcia na zápalové procesy.
Nosový mikrobióm pacientov infikovaných SARS-CoV-2 je odlišný. (A) Schéma návrhu štúdie. (B) Analýza hlavných koordinátov nazálnych mikrobiálnych komunít nevážená vzdialenosť UniFrac zafarbená podľa stavu hostiteľa. Príspevok stavu hostiteľa k celkovému rozptylu v nevážených matriciach odlišnosti UniFrac sa meral pomocou PERMANOVA (Adonis s 10, 000 permutácií). (C, D, E) Husľový graf ilustrujúci (D) priemerné nevážené vzdialenosti UniFrac (C) počet pozorovaných variantov sekvenovania amplikónov a (D) diverzitu shannonu (E) rozdelenú podľa stavu hostiteľa. Význam pre panely C-E bol stanovený pomocou Kruskal Wallis neparametrickej ANOVA (hodnoty p vložené v spodnej časti každého panelu), s Dunnovým viacnásobným porovnaním * =p <0,05, ** =p <0,01, *** =p <0,001, **** =p <0,0001. (F) Bublinové grafy bakteriálnych rodov nájdené s viac ako 1% priemerným výskytom v celej študovanej populácii zoradené zľava doprava v zostupnom priemernom zastúpení. Veľkosť každého kruhu naznačuje priemernú relatívnu početnosť pre jednotlivé taxóny v označenej skupine a farba každého kruhu označuje, ku ktorej bakteriálnej Phyle patria jednotlivé rody.Tieto výsledky zodpovedajú nálezom sekundárnych bakteriálnych infekcií u pacientov s COVID-19. Nosová mikrobiómová kompozícia by preto mohla fungovať ako primárny typ vzorky na posúdenie rizika sekundárnych infekcií osoby po zotavení sa z určitých vírusových infekcií.
Navyše, Kalifornská výskumná skupina tiež zistila, že vírusová záťaž v nose neovplyvňuje diverzitu nazálneho mikrobiómu. Zistilo sa, že pacienti s COVID-19 s nízkou vírusovou záťažou majú významnejšie množstvo Streptokok v ich nosovom mikrobióme , keďže pacienti s COVID-19 so stredne ťažkou vírusovou záťažou mali väčšie množstvo Corynebacterium . Po tretie, Zistilo sa, že pacienti s COVID-19 s vysokou vírusovou záťažou majú vyššie hladiny Cutibacterium, Neisseria, a Pseudomonas druhy prítomné v ich nosových mikrobiómoch.
Autori potom porovnali nosové transkriptómy testovaných subjektov a zistili, že 692 génov je medzi pacientmi s COVID-19 a zdravotníckymi pracovníkmi exprimovaných odlišne. Upregulované gény u jedincov pozitívnych na COVID-19 boli spojené s obrannými cestami hostiteľa. Gény, ktoré sú spojené s bunkovou smrťou, ako aj tie, ktoré kódujú inhibičné receptory, boli tiež upregulované u pacientov s COVID-19.
Porovnateľne niektoré gény v COVID-19, u ktorých sa zistilo, že sú downregulované, zahŕňali tie, ktoré sú spojené s udržiavaním konzistentných vnútorných podmienok, bunková organizácia, a spracovanie neuronálneho tkaniva. Okrem toho, gény zodpovedné za produkciu mucínu v nosových priechodoch, ako aj tie, ktoré ovplyvňujú zmyslové orgány, Zistilo sa tiež, že sú znížené. Vzaté dokopy, tieto zistenia by mohli vysvetliť stratu čuchu a chuti, ktorá bola široko hlásená u pacientov s COVID-19.
Infekcie získané v nemocnici zostávajú hlavnou výzvou v klinickom prostredí. Tieto infekcie často vznikajú v dôsledku kontaminovaného nemocničného prostredia a zdravotníckych pracovníkov. Vzhľadom na ich dlhodobú expozíciu v nemocniciach zdravotnícki pracovníci sú bežnými nosičmi patogénnych mikróbov.
Autori zistili vyššie hladiny podobných patogénom Escerichia, Klebsiella, a Burkholderia v nosovom mikrobióme zdravotníckych pracovníkov. Hojnosť Acinetobacter bolo zistené, že je vyšší ako u pacientov s COVID-19, tak u zdravotníckych pracovníkov, čo môže byť spôsobené možným prenosom medzi týmito dvoma.
Výsledky tejto štúdie naznačujú zmenu nazálneho mikrobiómu osôb infikovaných SARS-CoV-2, s nárastom patogénov ako Pseudomonas aeruginosa . Jednou z obmedzení tejto štúdie bola skutočnosť, že bol hodnotený iba časový bod; preto, budúce štúdie, ktoré porovnávajú zloženie nazálnych mikrobiómov pacientov s COVID-19, zdraví jedinci, a hospitalizácia v priebehu času môže zlepšiť pochopenie toho, ako sa nosový mikrobióm mení.
bioRxiv vydáva predbežné vedecké správy, ktoré nie sú predmetom vzájomného hodnotenia, a preto, by nemali byť považované za presvedčivé, viesť klinickú prax/správanie súvisiace so zdravím, alebo sa s nimi zaobchádza ako so zavedenými informáciami.