Förändring av övre andningsmikrobiom hos barn relaterat till känslighet för SARS-CoV-2

Forskare testade nasofaryngeal mikrobiom hos barn upp till 21 år och fann att mikrobiomet förändras med åldern. Specifika bakterier, vars överflöd också förändras med åldern, är associerade med allvarligt akut respiratoriskt syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) infektionskänslighet och svårighetsgrad.

SARS-CoV-2 har infekterat hundratals miljoner världen över, men barn verkar vara mindre mottagliga för denna infektion, strider mot andra luftvägsinfektioner. De smittade barnen verkar också ha en mildare sjukdom jämfört med vuxna. Dessutom, infektionsgraden även bland barn verkar öka med åldern.

Mikroberna i övre luftvägarna har alltmer visat sig påverka virusinfektionens känslighet och de upplevda symptomen. Mikroberna i näsan och halsen verkar förändra svårighetsgraden av respiratoriskt syncytialvirus (RSV) hos små barn. Intranasal administrering av levande bakterier förändrade immunsvaret mot influensavirus och RSV i djurmodeller. En annan studie föreslog att bakterierna i näsan och halsen också kan påverka symptom på luftvägsinfektion, förmodligen genom att modulera värdens immunsvar.

Tidigare studier har visat att minst en tredjedel av infekterade barn och ungdomar är asymptomatiska, och om symtom utvecklas, de är vanligtvis lindriga andningssymtom. En annan rapport fann bara 576 sjukhusvistelser och 208 dödsfall bland barn under 18 år under de första sex månaderna av pandemin i USA.

Detta tyder på att det kan finnas biologiska eller immunologiska faktorer som varierar med ålder, som ändrar känslighet och svårighetsgrad för SARS-CoV-2. Mikrobiomet i de övre luftvägarna genomgår betydande förändringar i tidig barndom och tros spela en roll för hur luftvägsinfektioner påverkar värden.

Skillnad i vissa bakterier mellan oinfekterade och infekterade barn

Så, forskare från Duke University och Duke University School of Medicine undersökte hals- och näsmikrobiomer för 274 barn och ungdomar under 21 år som var i nära kontakt med en SARS-CoV-2-infekterad individ för att se om det finns ett samband mellan mikrobiomet och infektionskänslighet. De publicerade sina resultat på medRxiv* förtrycksserver.

Relativa mängder av mycket rikliga släkten efter ålder. Varje stapel visar de genomsnittliga relativa förekomsterna av mycket rikliga släkten i nasofaryngeala prover från deltagare i en specifik ålderskategori. Endast de nio mest förekommande släkten inom nasofaryngeala prover från hela studiepopulationen visas.

Förutom att samla provprover, teamet samlade också in exponering och socioekonomisk information via frågeformulär. Baserat på de insamlade uppgifterna, studiedeltagarna kategoriserades i oinfekterade, infekterad utan andningssymtom, och infekterad med andningssymtom. Bakteriell gemenskapssammansättning i pinnproven bestämdes med användning av 16S ribosomalt RNA (rRNA) sekvensering.

Av de 274 deltagare som ingår i analysen 27% var oinfekterade, 32% var smittade men hade inga andningssymtom, och 41% var infekterade och hade andningssymtom, och de var äldre än barnen i de andra kategorierna. En högre andel av de infekterade individerna identifieras som latinoer eller latinamerikaner jämfört med oinfekterade barn.

Författarna fann att mikrobiomdiversiteten i halsen och näsan mätt med Shannons mångfaldsindex ökade med åldern, medan mikrobiomrikedomen använder ett annat index, Chao1 -index, minskade med åldern. Mikrobiomkompositionen förändrades också med åldern.

Det var ingen skillnad i mikrobiom -mångfalden mellan infekterade och oinfekterade individer. Dock, mikrobiomrikedomen var högre hos individer som var infekterade med SARS-CoV-2. Dessutom, två amplikonsekvensvarianter (ASV) av släktet Corynebacterium var vanligare hos de infekterade barnen än hos oinfekterade barn. Dessa två ASV ökade också med åldern oavsett om barnen var smittade eller inte.

Jämförelse av mikrobiomer för infekterade barn med och utan andningssymtom, laget fann att mikrobiomen var annorlunda mellan dem. De två Corynebacterium associerade med infekterade individer var också högre hos de med symtom och det fanns en minskning av överflödet av D. pigrum hos dem med symtom.

Ändring av mikrobiom förändrar infektionsmottaglighet

Tidigare studier har visat samspelet mellan Corynebacterium och D. pigrim med människans nasofarynx är viktigt. Större Corynebacterium belopp har negativt associerats med Streptococcus lunginflammation hos spädbarn och barn.

Forskarna hittade också två andra bakterier av detta släkt som var högre hos de med symtom tillsammans med bakterier från andra släkten. Dessa var positivt associerade med stigande ålder och några få hittades endast hos barn äldre än 12 år.

Således, resultaten visar att nasofaryngeala mikrobiomförändringar fortsätter att utvecklas genom barndomen, och dessa förändringar är associerade med SARS-CoV-2-infektion och dess symtom. Det förändrade mikrobiomet hos barn spelar sannolikt en roll för mottaglighet och svårighetsgrad av SARS-CoV-2. Således, manipulering av det övre andningsmikrobiomet kan vara en potentiell metod för behandling av luftvägsvirus.

*Viktigt meddelande

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.

• Ny studie kan belysa inflammatorisk tarmsjukdom
• Studien visar på en beständig kolonisering av probiotiska B. infantis hos bröstmjölkmatade barn