Stomach Health > magen Hälsa >  > Q and A > magen fråga

Tarm- och orala mikrobiomer förutsäger allvarligheten av COVID-19

En fråga som fortsätter att vara obesvarad under den pågående coronavirus-sjukdomen 2019 (COVID-19) har varit varför finns det ett utpräglat mönster när det gäller svår sjukdom? En intressant ny studie som visas på medRxiv* förtrycksservern pekar ut en mycket relevant riskfaktor:tillståndet för orala och tarmmikrobiomer.

Vårvågan av COVID-19 har fyllt många sjukhus och intensivvårdsavdelningar med patienter som andas. Många gånger screenas det numret för antagning. Behovet av effektiva och tillförlitliga riskbiomarkörer har aldrig varit större.

Studie:De intestinala och orala mikrobiomerna är robusta förutsägare för covid-19-svårighetsgrad, den främsta prediktorn för COVID-19-relaterad dödlighet. Bildkredit:Kateryna Kon / Shutterstock

Studiedetaljer

4C -dödlighetspoängen beskrevs i september 2020 för att tillgodose detta behov av International Severe Acute Respiratory and Emerging Infections Consortium (ISARIC) och World Health Organization (WHO). Detta omfattande riskbedömningssystem omfattar åtta variabler, inklusive ålder, sex, andra redan existerande sjukdomar, medvetenhetsnivå, syremättnad i perifert blod, och C-reaktivt protein (CRP).

Med denna information, dock, förutsägelsens noggrannhet var bara 79%, med 30% av patienterna med hög risk att dödligheten missas. Detta drev försöket att förutsäga risken för dödsfall med en annan metod. Forskarna i den aktuella studien använde det faktum att tarmmikrobiomer hos COVID-19-patienter uppvisar allvarliga störningar, kallas dysbios, med 23 bakteriefamiljer som är särskilt kopplade till sjukdomens svårighetsgrad bland patienter som var inlagda på sjukhus med COVID-19.

Forskarna sätter upp en robust ram med beräknings- och analysverktyg för att spåra nätverk av länkar mellan mikrobiota, kliniska egenskaper, och sjukdomens svårighetsgrad. Det fann de Enterococcus , en art av orala och tarmbakterier, kan robust förutsäga ett dödligt utfall hos dessa patienter.

Denna lilla studie omfattade 69 COVID-19-patienter med måttliga till svåra symptom, det är, de som behövde mindre än eller mer än 4 liter syre, respektive. Av dessa, 63 hade fullständiga journaler. Baslinjens kliniska egenskaper var jämförbara i båda grupperna, svår och måttlig. Svåra patienter fick stanna på sjukhuset i sex dagar till, i genomsnitt, än måttligt sjuka patienter.

Vid analys av data om komorbiditeter, forskarna fann att en kombination av kliniska variabler, inklusive svårighetsgraden av COVID-19, hade 89% noggrannhet i att förutsäga ett dödligt utfall. Faktiskt, kravet på 4 liter syre var den främsta faktorn för att förutsäga ett sådant resultat. När svårighetsgraden av sjukdomen inte beaktades, noggrannheten sjönk till 84%. Denna upptäckt visar att andningssymtom är av betydelse för att förutsäga COVID-19-utfall.

COVID-19 dödsfall förutsägs av svårighetsgraden av andningssymtom och andra komorbiditeter som vanligtvis används för att triagera patienter. (A) Område under kurvan-mottagande driftskurva (AUC-ROC) för korsvalidering med uteslutande utvärdering av utvärdering av förutsägelse av noggrannhet vid dödsfall i covid-19. Röda linjer motsvarar modellen inklusive alla kliniska kovariater (CC), svart linje motsvarar modellen inklusive alla kliniska kovariater utom sjukdomens svårighetsgrad (CC, ingen svårighetsgrad). (B) Kovariater utvalda av slumpmässiga skogsklassificeringsmodellen rankade efter deras betydelse för att klassificera dödsfall som ett sjukdomsresultat. (C) För kategoriska kovariater (Ja =1, Nej =0) antalet patienter av de 63 som ingår i analyserna inom en specifik kategori färgades efter utfall (överlevde, i blått; Död, i rött). (D) För numerisk variabel, morrhårstomter (median, box interkvartil intervall, 5:e och 9:e percentilen för linjer) används med varje fast prick som motsvarar en enda patient. (BH -justerat p -värde <0,05)

Avföring eller oralt mikrobiom förutspår svårighetsgrad

Det är känt att en virusinfektion i lungan har en långsiktig inverkan på tarmmikrobiomet. Forskarna, därför, använde denna kunskap för att förutsäga allvarligheten av COVID-19, relaterar det till andra gemensamma åtgärder. De testade effekten av att endast använda kliniska variabler, endast tarmmikrobiomkomposition, endast oral mikrobiomkomposition, de två första tillsammans, och den första och den tredje i kombination.

De fann att noggrannheten för den första modellen var ~ 76%. På nytt, de komorbiditeter som bäst förutsade sjukdomens svårighetsgrad var sådana som högt kolesterol, Latino race, kranskärlssjukdom, astma, fetma, andningssvårigheter i samband med hypoxi, snabb andningsfrekvens, antal dagar på sjukhus, trombos, och manligt kön.

Med den andra och tredje modellen, med avföringens eller munens mikrobiota som förutsägare, de hittade noggrannheter på 92% och 84%, respektive. Detta är en förbättring av noggrannheten på 122% och 111%, respektive.

De kombinerade modellerna visade högsta förutsägbarhet, vid 96%, tyder på att oral eller tarmmikrobiota är bättre på att förutsäga allvarligheten av COVID-19. Vid ytterligare analys av mikrobiota, forskarna hittade en indikatorart som kan odlas i det kliniska laboratoriet.

Toppspådom

De tre bästa bakteriearterna för förutsägelse av COVID-19-svårighetsgrad i tarmmikrobiomet var Bacteroides uniformis , Enterococcus faecalis , och Monoglobus pectinilyticus , medan de från det orala mikrobiomet var Porphyromonas endodontalis, Veillonella tobetsuensis, och Bifidobacterium breve.

Enterococcus faecalis bakterier som kallas Streptococcus faecalis. Dessa bakterier är rundade eller ovala kocker, ses här bildar vanligtvis cellkedjor. Bildkredit:Shutterstock

Riktningsanalys visade att en minskning av överflödet av Enterococcus faecalis , och Porphyromonas endodontalis, i tarmen och munnen, respektive, hos måttligt sjuka COVID-19-patienter, eller en ökning av förekomsten av dessa patologiska arter hos svårt sjuka patienter, var de bästa förutsägarna för allvarlig COVID-19.

Prediktorer för måttlig COVID-19 inkluderade en ökning av överflöd av Bacteroides fragilis , Bacteroides caccae, och Clostridium clostridioforme , i pallen eller Muribaculum intestinale i munnen.

De kunde inte upptäcka någon korrelation mellan antalet bakterier av någon art och antikroppstitrar, även om högre anti-RBD IgG-nivåer är korrelerade med överlevnad. Detta kan innebära att mikrobiota- och IgG -nivåerna är oberoende förutsägare för allvarliga utfall.

Slutsats

I den här studien, vi har visat att svårighetsgraden av COVID-19 kan förutsägas av avföring eller oral mikrobiomkomposition med högre noggrannhet än traditionella kliniska poängmetoder. Särskilt, två patobionter i antingen oral (Porphyromonas endodontalis) eller intestinal (Enterococcus faecalis) mikrobiota kan fungera som indikatorarter för att robust förutsäga svårighetsgraden av SARS-CoV-2-infektioner . ”

Detta kan leda till bättre risklagring av patienter, speciellt eftersom Enterococcus faecalis är lätt och billigt för kulturen. Detta kan hjälpa till att ge tidigare stöd till patienter som sannolikt kommer att utveckla dödlig sjukdom. Forskarna uppmanar att denna bakterie ska ingå i klinisk riskskiktning inom vården.

Sjukdomens svårighetsgrad är kopplad till okontrollerad inflammation, och detta kan vara ett resultat av tarmdysbios, som har utsatts för flera kroniska inflammatoriska tillstånd. Detta område kräver ytterligare forskning, särskilt för att förstå rollen som reglerande T -celler (Tregs), som är ansvariga för immunmodulering under normala omständigheter men kan uttryckas onormalt i COVID-19.

Sådana studier kan hjälpa till att fastställa hur ” dysbiosen hos SARS-CoV-2-infekterade patienter, och specifikt berikningen av patobionterna vi observerade i denna kohort, kan bidra till allvarlighetsgraden av COVID-19 genom förändring av Treg-utvecklingen . ”

*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.