Mikrober kan förutsäga dödliga utfall hos ventilerade COVID-19-patienter

Närvaron av Mycoplasma salivarium i de nedre luftvägarna hos ventilerade patienter med COVID-19-infektion förknippas med ökade chanser att dö. Resultatet var en del av en molekylär undersökning som tittade på hur luftvägsmikromiljöer påverkade allvarligt akut respiratoriskt syndrom (SARS-CoV-2).

Leopoldo N. Segal och kollegor föreslår att lungmikrober kan förutsäga allvarlig COVID -infektion och antikroppsresistens.

"Dessa data belyser vikten av överflöd av SARS-CoV-2 i de nedre luftvägarna som en förutsägare för dödlighet, och värdcellstranskriptomens betydande bidrag, som återspeglar det nedre luftvägscellsvaret på infektion, "skrev forskarna.

Resultaten kan hjälpa till att identifiera patienter som löper mest risk för dåliga kliniska resultat och ge alternativa behandlingar tidigt.

Studien "Mikrobiella signaturer i de nedre luftvägarna hos mekaniskt ventilerade COVID19 -patienter i samband med dåligt kliniskt utfall" finns som förtryck på medRxiv * server, medan artikeln genomgår peer review.

Klassificering av mikrobiella signaturer

De insamlade nedre luftvägsproven från patienter på ventilation från COVID-19-infektion under den första vågen i New York City. De samlade luftvägsprover från 142 patienter med COVID-19-infektion.

Mycoplasma salivarium i luftvägarna är kopplat till sämre kliniska resultat

Med metagenomics, forskarna kopplade mikroberna som lever i lungmikrobiomet med patienternas kliniska resultat.

Resultaten visade att ha höga mängder av Mycoplasma salivarium var associerad med en högre viral belastning av SARS-CoV-2. Dessutom, ett begränsat immunglobulinsvar i de nedre luftvägarna korrelerade med ökad dödlighetsrisk.

"Data som presenteras här genom användning av direkta kvantitativa metoder (RT-PCR) och en semikvantitativ oinriktad metod (metatranscriptomsekvensering) stöder hypotesen att SARS-CoV-2-virusbelastningen i de nedre luftvägarna spelar en avgörande roll i den kliniska utvecklingen av kritiskt sjuka COVID-19-patienter, "skrev forskarna.

Inga tecken på sämre kliniska resultat från samtidig infektion med andningspatogener

Medan de flesta patienter fick bredspektrum antibiotika och svampdödande medel, det fanns inga tecken på försämrade effekter från samtidig infektion med bakterier, viral, och svampar respiratoriska patogener.

För att titta på risken för dödlighet av COVID-19-infektion, teamet analyserade laboratoriekulturer från 589 patienter som var inlagda på sjukhus för andningssvikt på grund av allvarlig COVID-19-infektion.

Resultaten visade att patienter med dåliga kliniska resultat inte gav efter för andra luftvägsinfektioner. Det fanns inte heller någon koppling mellan positiva mikrobiella kulturer och dödlighet vid allvarliga COVID-19-infektioner.

Samband mellan kulturpositivitet och kliniskt resultat. Oddsförhållanden och motsvarande 95% konfidensintervall för kulturen positivitet för hela kohorten (n =589) under längden på deras sjukhusvistelse (vänster) och under de första två veckorna av sjukhusvistelse (höger).

Bakteriella förändringar observerade hos patienter ventilerade i mer än 28 dagar

Ser bortom mikrober, de nedre luftvägarna visade en hög förekomst av SARS-CoV-2, som förknippades med döden. Ett litet urval av patienter hade influensa A- eller B -virus, vilket tyder på att det är osannolikt att influensan inträffade samtidigt med coronavirusinfektion.

När man observerar bakterier i de nedre luftvägarna, metatranscriptom data hittade fager aktivt närvarande. Forskarna föreslår att detta kan vara ett bevis på att alternationer i det bakteriella mikrobiomet kan hända hos patienter med svår COVID-19-infektion.

Förändringar observerades i Stafylokock fag, och Mycoplasma salivarium var aktivt närvarande hos patienter som behövde ventilation för mer än 28 och patienter som dog jämfört med patienter som var ventilerade i mindre än 28 dagar.

Mikrobiell påverkan på immunsvaret

Patienter med dåliga kliniska resultat uttryckte vägar som aktiverade gener relaterade till nedbrytning, transport, samt att uttrycka antimikrobiella resistensgener och signalera.

Forskarna skriver:

"Dessa skillnader kan indikera viktiga funktionella skillnader som leder till en annan metabolisk miljö i de nedre luftvägarna som kan påverka värdens immunsvar. Det kan också vara representativt för skillnader i mikrobiellt tryck hos patienter med högre virusbelastning och olika inflammatoriska miljöer."

Det fanns också en uppreglering i Sirtuin- och Ferroptos-signalvägarna i de allvarligast sjuka covid-19-fallen. Detta sammanföll med inaktiverade immunresponsfunktioner, inklusive fagocyter, neutrofiler, granulocyter, och leukocyter. En nedreglering av immunglobulinuttrycksnivåer och mitokondriell dysfunktion observerades också.

Baserat på data, teamet föreslår lungorna hos kritiskt sjuka patienter som kräver ventilation från COVID-19-infektion uttrycker ett obalanserat tillstånd snarare än förhöjd inflammation. Det verkar vara förutsägbart för sämre prognoser.

Ytterligare analys fann överlevnadsrelaterade skillnader i interferonsvar. Aktivering av typ I -interferon var en förutsägande faktor för ökad dödlighet.

"Medan ytterligare longitudinella data kommer att behövas för att tydliggöra interferonsignaleringens roll för sjukdomen, uppgifterna som presenteras här tyder på att kombination av mikrobiella och värdsignaturer kan hjälpa till att förstå den ökade risken för dödlighet hos kritiskt sjuka COVID-19-patienter. "

* 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.

• Studie:Tarmmikrobiom kan förutsäga förändringar i typ 2 -diabetesrelaterad glukosreglering
• Studie visar ett direkt samband mellan tarmmikrobiomet och Alzheimers-liknande beteende