Склад мікробіома зумовлює тяжкість перебігу COVID-19

SARS-CoV-2: вплив на мікробіом, імунореактивність і системне запалення

Розвиток інфекційного процесу, викликаного SARS-CoV-2, супроводжується формуванням імунної відповіді макроорганізму, яка забезпечує елімінацію вірусу. З часом з’являється все більше доказів того, що аберантна імунореактивність є причиною тяжкого перебігу захворювання, а можливо, й інших запальних процесів, окрім COVID-19. У пацієнтів із тяжкими клінічними проявами спостерігається високий вміст прозапальних цитокінів та біомаркерів запалення, таких як інтерлейкін (IL)-6, -8, -10, а також С-реактивного протеїну і лактатдегідрогенази, що відображає імунну відповідь та ушкодження тканин вірусом [2, 5]. Крім того, у деяких реконвалесцентів відзначається розвиток аутозапальних процесів, найбільш помітними з яких є мультисистемний запальний синдром і хвороба Кавасакі у дітей [1, 3]. Також наявні дані про виражене залучення до інфекційного процесу травного каналу, зокрема здатність SARS-CoV-2 до інфікування та реплікації в ентероцитах тонкої кишки, постійне виділення вірусної РНК та зміни складу мікробіоти кишечнику інфікованих осіб.

Оскільки шлунково-кишковий тракт є найбільшим органом імунного захисту організму, а його резидентний мікробіом, як відомо, модулює імунну відповідь хазяїна, доцільно припустити, що стан мікробіому кишечнику може мати взаємозв’язок із характером імунозапальної відповіді при COVID-19. Так, у нещодавній роботі співробітниками Китайського університету Гонконга (The Chinese University of Hong Kong), продемонстровано, що склад мікробіому травного каналу пацієнтів з COVID-19 під час госпіталізації корелює з тяжкістю перебігу у них захворювання, а також концентрацією декількох цитокінів і запальних маркерів у плазмі крові. Також доведено, що склад мікробіоти кишечнику реконвалесцентів залишається суттєво зміненим, потенційно зумовлюючи несприятливі наслідки для здоров’я в подальшому, окрім вже перенесеної COVID-19 [4]. Статтю з результатами та висновками дослідження опубліковано у виданні «British Medical Journal» (Британський медичний журнал) 11 січня 2021 р.

Матеріали та результати спостереження

У представленій роботі охарактеризовано склад мікробіома кишечнику та характер імунної відповіді на основі зразків плазми крові 100 пацієнтів із лабораторно підтвердженою COVID-19 на момент госпіталізації та до 30 днів після одужання. Склад мікробіома аналізували шляхом секвенування загальної ДНК отриманих зразків біоматеріалу. У плазмі крові оцінювали концентрацію запальних цитокінів та біомаркерів.

Відповідно до результатів, склад мікробіому кишечнику був суттєво зміненим у пацієнтів з COVID-19 порівняно з особами, не інфікованими SARS-CoV-2, незалежно від того, чи отримували вони фармакотерапію (р<0,01). Деякі коменсальні мікроорганізми з відомим імуномодулювальним потенціалом, такі як Faecalibacterium prausnitzii, Eubacterium rectale та біфідобактерії, були недостатньо представлені у пацієнтів з COVID-19 і залишалися на такому ж рівні у зразках, отриманих у період до 30 днів після одужання. Більше того, описані порушення складу мали характерні варіації, відповідно до тяжкості перебігу інфекційного процесу, що узгоджувалося з підвищеними концентраціями запальних цитокінів та біомаркерів крові, таких як С-реактивний білок, лактатдегідрогеназа, аспартатамінотрансфераза та гамма-глутамілтрансфераза.

Практичне значення

За висновком авторів, асоціація між складом мікробіоти кишечнику, рівнем цитокінів та маркерами запалення у пацієнтів з COVID-19 свідчить про те, що мікробіом відіграє вирішальну роль, визначаючи тяжкість перебігу інфекційного захворювання, можливо, шляхом модуляції імунної відповіді організму-господаря. Крім того, негативні зміни складу мікрофлори травного каналу на етапі реконвалесценції потенційно можуть спричиняти персистенцію клінічних симптомів.

Все це, на думку дослідників, підкреслює нагальну потребу систематизації уявлень про механізми участі мікроорганізмів кишечнику в розвитку запального процесу при інфікуванні SARS-CoV-2.

1. Galeotti C., Bayry J. (2020) Autoimmune and inflammatory diseases following COVID-19. Nat. Rev. Rheumatol., 16: 413–414. doi: 10.1038/s41584-020-0448-7.
2. Tay M.Z., Poh C.M., Rénia L. et al. (2020) The trinity of COVID-19: immunity, inflammation and intervention. Nat. Rev. Immunol., 20: 363–374. doi: 1038/s41577-020-0311-8.
3. Verdoni L., Mazza A., Gervasoni A. et al. (2020) An outbreak of severe Kawasaki-like disease at the Italian epicentre of the SARS-CoV-2 epidemic: an observational cohort study. Lancet, 395: 1771–1778. doi: 10.1016/S0140-6736(20)31103-X.
4. Yeoh Y.K., Zuo T., Lu G. C.-Y. et. al. (2021) Gut microbiota composition reflects disease severity and dysfunctional immune responses in patients with COVID-19. BMJ, Jan. 11. doi: 10.1136/gutjnl-2020-323020.
5. Zhou F., Yu T., Du R. et al. (2020) Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. Lancet, 395: 1054–1062. doi:10.1016/S0140-6736(20)30566-3.

Н.О. Савельєва-Кулик,
Редакція журналу «Український медичний часопис»