Skillnader i mikrobiomet observerades hos intuberade patienter som visade en högre prevalens för Stafylokock . Större mängder av Anelloviridae och Redondoviridae korrelerades också med intuberade patienter med allvarliga COVID-19-komplikationer.
Forskarna skriver:
Studie:Signaturer av COVID-19-svårighetsgrad och immunsvar i luftvägarnas mikrobiom. Bildkredit:Kateryna Kon / Shutterstock”Vi rapporterar djupgående dysbios av bakterier i luftvägarna och viralt mikrobiom hos sjukhusvistade COVID-19-patienter, som skiljer sig från icke-COVID-patienter, uppvisar accelererad destabilisering över tid, och associerar med sjukdomens svårighetsgrad och systemiska immunprofiler.
Teamet samlade in orofaryngeala eller nasofaryngeala pinnar från 83 patienter som var inlagda på grund av COVID-19-infektion. Patienterna hade en median på 64 år och inkluderade 39 kvinnor och 44 män. Ungefär 67% av patienterna var svarta, följt av 24% av patienterna som identifierade sig som vita. Förutom fem, alla hade komorbiditeter. Proverna erhölls vid en median på fyra dagar efter att de var inlagda på sjukhus. Det fanns också 48% av deltagarna som intuberades, med 24% döende. Dessa patienter gav också endotrakeala aspiratprover.
Tretton deltagare utan COVID-19 men med underliggande tillstånd var inlagda på sjukhus men på ICU. Cirka 62% behövde intuberas, och av dem, 46% dog.
Sjukdomens svårighetsgrad mättes med hjälp av WHO:s 11-gradiga skala, med sjukhusvård som en nivå 4 och döden märkt en nivå 10.
Totalt 582 prover för mikrobiomanalyser samlades in från covid-positiva patienter och 75 från icke-covid.
Studiekontroller bestod av 30 friska individer som gav provprov och 12 prover som genomgick bronkoskopi och bronkoalveolär sköljning.
RNA extraherat från patientprover var varierande, och virusbelastningen sjönk till odetekterbar hos de flesta patienter under sjukdomsprogression. Dock, vissa patienter fortsatte att uppvisa SARS-CoV-2 RNA 3 veckor efter symptomdebut.
RNA -nivåer korrelerade inte med kliniska resultat.
Genomsekvensering från 26 patientprover visade att SARS-CoV-2 föll under B.1-släktlinjen. Denna härstamning innehåller D614G -mutationen på spikproteinet tillsammans med P314L -varianten.
De respiratoriska mikrobiomerna hos intuberade patienter inkluderade vanliga respiratoriska patogener, Inklusive Stafylokock, Klebsiella, och Stenotrophomonas . Dock, mindre olika mikrobiomer observerades hos patienter med COVID-19.
Av de 24 intuberade patienterna 6 mikrobiomer visade en hög prevalens för Stafylokock . Cirka 5 patienter visade Staphylococcus -dominans i mikrobiomet en vecka efter odlingstest, och bara 3 hade S. aureus . Tre patienter hade Enterococcus .
Andra patogener förekommer men i mindre mängder ingår Stenotrophomonas , Enterobacteriaceae , och Enterobacterales .
Forskare fann stabilitet i mikrobiomet för vissa patienter medan andra visade förändringar över tiden. De drar slutsatsen:
"Således, det nedre luftvägarnas mikrobiom hos kritiskt sjuka intuberade COVID-19-patienter är låg mångfald, kan domineras av antingen patogener eller normala taxa i övre luftvägarna, kan ha en förkärlek för Staphylococcus, och kan vara mycket dynamisk. ”
Störningar i mikrobiomet förutsade också immunitet mot COVID-19-ett lägre lymfocyt-till-neutrofil-förhållande kopplat till mindre olika luftvägs-mikrobiomgemenskaper. De minskade nivåerna korrelerade med ökad sjukdomens svårighetsgrad.
Teamet tittade också på 193 individuella cellulära immunfunktioner från perifera blodmononukleära cellfenotypprover från 34 patienter. Resultaten visade att orofaryngeal mikrobiom är associerad med systemisk immuncellkomposition.
Tidig provtagning visade Anelloviridae och Redondoviridae var en av de mest utmärkta mikrobiella indikatorerna för att kräva intubation på sjukhuset. DNA -virusen kopplades också till en högre WHO -poäng, vilket indikerade större sjukdomens svårighetsgrad.
Forskare använde maskininlärningsalgoritmer hos två patienter för att hitta förhöjda nivåer av små cirkulära DNA-virus som förutspåddes om en person skulle intuberas-även om de inte var lika starka som bakterier för att förutsäga allvarligheten av COVID-19-sjukdomen. Prevotella och Mykoplasma i orofaryngeala prover var också associerade med en större risk för intubation på sjukhus. Detta tyder på att bakteriella släktlinjer snarare än DNA -virus korrelerar med högre sjukdomens svårighetsgrad.
”Vår longitudinella analys avslöjade större destabilisering av orofaryngeal bakteriell mikrobiom hos COVID-19 än icke-COVID-patienter. Detta resultat är särskilt slående med tanke på att icke-COVID-patienter var överlag sjukare (alla på ICU; 40% dödlighet) än COVID-19-patienter (både ICU- och icke-ICU-patienter; 24% dödlighet). ”
*medRxiv publicerar preliminära vetenskapliga rapporter som inte är fackgranskade och, därför, ska inte betraktas som avgörande, vägleda klinisk praxis/hälsorelaterat beteende, eller behandlas som etablerad information.