Spreminjanje mikrobioma zgornjih dihal pri otrocih zaradi občutljivosti na SARS-CoV-2

Raziskovalci so testirali nazofaringealni mikrobiom otrok do 21. leta in ugotovili, da se mikrobiom s starostjo spreminja. Specifične bakterije, katerih številčnost se s starostjo tudi spreminja, so povezani s hudo dovzetnostjo in resnostjo okužbe s koronavirusom 2 (SARS-CoV-2) za hud akutni respiratorni sindrom.

SARS-CoV-2 je okužil na stotine milijonov ljudi po vsem svetu, vendar se zdi, da so otroci manj dovzetni za to okužbo, v nasprotju z drugimi okužbami dihal. Zdi se, da imajo okuženi otroci tudi blažjo bolezen v primerjavi z odraslimi. Poleg tega resnost okužbe se celo pri otrocih s starostjo povečuje.

Vse bolj se je izkazalo, da mikrobi v zgornjem dihalnem sistemu vplivajo na dovzetnost za okužbo z virusom in simptome. Zdi se, da mikrobi v nosu in grlu spreminjajo resnost respiratornega sincicijskega virusa (RSV) pri majhnih otrocih. Intranazalno dajanje živih bakterij je spremenilo imunski odziv na virus gripe in RSV na živalskih modelih. Druga študija je pokazala, da lahko bakterije v nosu in grlu vplivajo tudi na simptome okužbe z virusom dihal, verjetno z moduliranjem imunskega odziva gostitelja.

Prejšnje študije so pokazale, da je vsaj tretjina okuženih otrok in mladostnikov asimptomatska, in če se simptomi pojavijo, ponavadi so blagi respiratorni simptomi. Drugo poročilo je pokazalo, da je bilo v prvih šestih mesecih pandemije v Združenih državah le 576 hospitalizacij in 208 smrti med otroki, mlajšimi od 18 let.

To kaže, da so lahko biološki ali imunološki dejavniki odvisni od starosti, ki spreminjajo občutljivost in resnost na SARS-CoV-2. Mikrobiom v zgornjih dihalnih poteh se v zgodnjem otroštvu močno spremeni in naj bi imel vlogo pri vplivu okužb dihal na gostitelja.

Razlika v nekaterih bakterijah med neokuženimi in okuženimi otroki

Torej, Raziskovalci z univerze Duke in medicinske fakultete univerze Duke so raziskali mikrobiome grla in nosu 274 otrok in mladostnikov, mlajših od 21 let, ki so bili v tesnem stiku s posameznikom, okuženim s SARS-CoV-2, da bi ugotovili, ali obstaja povezava med mikrobiomom in dovzetnost za okužbo. Svoje rezultate so objavili na medRxiv* strežnik za prednatis.

Relativna številčnost zelo bogatih rodov po starosti. Vsak stolpec prikazuje povprečno relativno številčnost zelo bogatih rodov v vzorcih nazofarinksa udeležencev v določeni starostni kategoriji. Prikazanih je le devet najbolj razširjenih rodov v vzorcih nazofarinksa iz celotne populacije študije.

Poleg zbiranja vzorcev brisov, ekipa je z vprašalniki zbirala tudi izpostavljenost in družbenoekonomske informacije. Na podlagi zbranih podatkov, udeleženci študije so bili razvrščeni v neokužene, okužen brez simptomov dihanja, in okužene z respiratornimi simptomi. Sestavo bakterijske skupnosti v vzorcih brisov smo določili s sekvenciranjem 16S ribosomske RNA (rRNA).

Od 274 udeležencev, vključenih v analizo, 27% je bilo neokuženih, 32% jih je bilo okuženih, vendar niso imeli simptomov dihal, 41% jih je bilo okuženih in imelo dihalne simptome, in bili so starejši od otrok v drugih kategorijah. Večji delež okuženih posameznikov, identificiranih kot Latino ali Latinoamerikanci, v primerjavi z neokuženimi otroki.

Avtorji so ugotovili, da se raznolikost mikrobiomov v grlu in nosu, merjena s Shannonovim indeksom raznolikosti, s starostjo povečuje, medtem ko bogastvo mikrobiomov z uporabo drugega indeksa, indeks Chao1, se je s starostjo zmanjšal. S starostjo se je spremenila tudi sestava mikrobiomov.

V raznolikosti mikrobiomov med okuženimi in neokuženimi posamezniki ni bilo razlik. Vendar pa bogastvo mikrobiomov je bilo večje pri posameznikih, okuženih s SARS-CoV-2. Poleg tega dve različici amplikonskega zaporedja (ASV) rodu Corynebacterium pri okuženih otrocih je bilo več kot pri neokuženih otrocih. Ta dva ASV sta se s starostjo tudi povečala, ne glede na to, ali so bili otroci okuženi ali ne.

Primerjava mikrobiomov okuženih otrok s simptomi dihal in brez njih, ekipa je ugotovila, da je mikrobiom med njima drugačen. Dva Corynebacterium povezanih z okuženimi posamezniki so bile tudi večje pri tistih s simptomi in zmanjšalo se je število D. pigrum pri tistih s simptomi.

Spreminjanje mikrobioma spremeni dovzetnost za okužbo

Prejšnje študije so pokazale medsebojno delovanje Corynebacterium in D. pigrim pri človeškem nazofarinksu je pomemben. Večji Corynebacterium zneski so bili negativno povezani Streptokokna pljučnica pri dojenčkih in otrocih.

Raziskovalci so našli tudi dve drugi bakteriji tega rodu, ki sta bili višji pri tistih s simptomi skupaj z bakterijami iz drugih rodov. Ti so bili pozitivno povezani s povečevanjem starosti, nekaj pa so jih našli le pri otrocih, starejših od 12 let.

Tako rezultati kažejo, da se spremembe v nazofaringealnem mikrobiomu še naprej razvijajo v otroštvu, in te spremembe so povezane z okužbo s SARS-CoV-2 in njenimi simptomi. Spreminjajoči se mikrobiom pri otrocih ima verjetno vlogo pri občutljivosti in resnosti SARS-CoV-2. Tako manipulacija z mikrobiomom zgornjih dihal je lahko potencialna metoda zdravljenja respiratornih virusov.

*Pomembno obvestilo

medRxiv objavlja predhodna znanstvena poročila, ki niso recenzirana in, zato, ne velja za dokončno, vodi klinično prakso/vedenje, povezano z zdravjem, ali se obravnavajo kot uveljavljeni podatki.

• Nova študija bi lahko osvetlila vnetno črevesno bolezen
• Študija ugotavlja trajno kolonizacijo probiotika B. infantis v črevesju dojenčkov, hranjenih z materinim mlekom