Zusammenfassung Obwohl mikrobielle Populationen im Darmmikrobiom mit der Schwere von COVID-19 in Zusammenhang stehen, wurde kein kausaler Einfluss auf die Gesundheit der Patienten nachgewiesen. Hier liefern wir Beweise dafür, dass eine Dysbiose des Darmmikrobioms mit der Verlagerung von Bakterien in das Blut während COVID-19 verbunden ist, was zu lebensbedrohlichen Sekundärinfektionen führt . Wir haben zunächst gezeigt, dass eine SARS-CoV-2-Infektion bei Mäusen eine Dysbiose des Darmmikrobioms induziert, die mit Veränderungen in Paneth-Zellen und Becherzellen sowie Markern der Barrierepermeabilität korreliert. Proben, die von 96 COVID-19-Patienten an zwei verschiedenen klinischen Standorten entnommen wurden, zeigten außerdem eine erhebliche Dysbiose des Darmmikrobioms , einschließlich Blüten opportunistischer pathogener Bakteriengattungen, von denen bekannt ist, dass sie antimikrobielle resistente Arten enthalten. Die Analyse der Blutkulturergebnisse für sekundäre mikrobielle Blutkreislaufinfektionen mit gepaarten Mikrobiomdaten weist darauf hin, dass Bakterien vom Darm in den systemischen Kreislauf von COVID-19-Patienten gelangen können. Diese Ergebnisse stimmen mit der direkten Rolle der Darmmikrobiom-Dysbiose bei der Entstehung gefährlicher Sekundärinfektionen während COVID-19 überein. |
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Eine Infektion mit dem Pandemievirus SARS-CoV-2 kann die Anzahl der Bakterienarten im Darm eines Patienten verringern, und die geringere Vielfalt schafft Raum für das Gedeihen gefährlicher Mikroben, so eine neue Studie.
Die Studie basiert auf der Erkenntnis, dass der weit verbreitete Einsatz von Antibiotika zur Bekämpfung von Infektionen mit krankheitserregenden Bakterien in den letzten Jahrzehnten durch die Eliminierung der Arten, die am anfälligsten für verfügbare Medikamente sind, dazu geführt hat, dass an ihrer Stelle mehr Arten resistent gegen Antibiotika sind. . Darüber hinaus wurden Störungen im Darmbakterienverhältnis bereits früher mit einer schwereren COVID-19-Erkrankung in Verbindung gebracht.
Forscher sagen jedoch, es sei bisher unklar, was zuerst kam, ob die Coronavirus-Infektion das Darmmikrobiom störte oder ob ein bereits geschwächter Darm den Körper anfälliger für das Virus machte. Die neue Studie scheint die bisherige Erklärung zu begünstigen. Die neue Forschung ergab auch, dass antibiotikaresistente Spezies in den Blutkreislauf gelangen können, was das Risiko lebensbedrohlicher Sekundärinfektionen für Patienten erhöht.
An der von Forschern der NYU Grossman School of Medicine geleiteten Studie nahmen 96 Männer und Frauen teil, die im Jahr 2020 mit COVID-19 in New York City und New Haven, Connecticut, ins Krankenhaus eingeliefert wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass die meisten Patienten eine geringe Diversität der Darmmikrobiome aufwiesen , mit a Viertel, das von einer einzigen Bakterienart dominiert wird. Gleichzeitig nahmen die Populationen mehrerer Mikroben zu, von denen bekannt ist, dass sie antibiotikaresistente Arten umfassen, was möglicherweise auf den weit verbreiteten Einsatz von Antibiotika zu Beginn der Pandemie zurückzuführen ist.
Es wurde auch beobachtet, dass diese im Darm vorkommenden antibiotikaresistenten Bakterien bei 20 % der Patienten in den Blutkreislauf wanderten . Die Autoren der Studie weisen darauf hin, dass weitere Untersuchungen erforderlich sind, um herauszufinden, warum diese Gruppe einem höheren Risiko einer Sekundärinfektion ausgesetzt war, während andere geschützt blieben.
„Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine Coronavirus-Infektion direkt das gesunde Gleichgewicht der Mikroben im Darm beeinträchtigt und dadurch die Patienten noch mehr gefährdet“, sagt Ken Cadwell, PhD, Co-Seniorautor der Studie und Mikrobiologe. „Nachdem wir die Ursache dieses bakteriellen Ungleichgewichts entdeckt haben, können Ärzte Coronavirus-Patienten mit dem höchsten Risiko einer sekundären Blutkreislaufinfektion besser identifizieren“, fügt Cadwell hinzu.
Die neue Studie ist die erste, die zeigt, dass allein eine Coronavirus-Infektion und nicht der anfängliche Einsatz von Antibiotika zur Behandlung der Krankheit, wie andere Experten angenommen hatten, das Darmmikrobiom schädigt, sagt Cadwell, ebenfalls Professor an den Abteilungen für Mikrobiologie und der New York University Langone Gesundheitsmedizin. Er fügt hinzu, dass die Studie auch den ersten Beweis dafür liefert, dass dieselben Bakterien im Darm auch in die Blutbahnen von Patienten gelangen und gefährliche Infektionen verursachen.
Der Bericht wird in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Für die Forschung infizierten die Forscher zunächst Dutzende Mäuse mit dem Coronavirus und analysierten die Bakterienartenzusammensetzung in ihren Stuhlproben. Dieser Schritt ermöglichte es ihnen herauszufinden, ob das Coronavirus das Mikrobiom unabhängig von Krankenhausaufenthalt und Behandlung direkt verändern kann.
Anschließend sammelten sie Stuhlproben und Bluttests von COVID-19-Patienten in den Krankenhäusern NYU Langone Health und Yale University, um die Zusammensetzung der Darmmikroben und das Vorliegen einer Sekundärinfektion zu beurteilen. Wenn eine Bakteriengruppe die Mehrheit der im Darm lebenden Bakterien ausmachte, galt sie als dominant.
„Unsere Ergebnisse zeigen, wie eng das Darmmikrobiom und verschiedene Teile des körpereigenen Immunsystems miteinander verbunden sind“, sagt der leitende Autor der Studie, Jonas Schluter, PhD, Assistenzprofessor in der Abteilung für Mikrobiologie an der NYU Langone und Mitglied seines Instituts für Mikrobiologie. Systemgenetik. . „Eine Infektion in dem einen kann zu großen Störungen im anderen führen.“ Schlüter weist darauf hin, dass die Forschung nicht alle Faktoren vollständig erklären konnte, die möglicherweise zur Veränderung ihres Mikrobioms und zur Verschlechterung ihrer Krankheit beigetragen haben, da die Patienten unterschiedliche Arten der Behandlung ihrer Krankheit erhielten.
Laut Schluter plant das Studienteam als nächstes zu untersuchen, warum bestimmte Mikrobenarten während COVID-19 eher aus dem Darm entweichen. Die Forscher sagen, dass sie auch untersuchen wollen, wie verschiedene Mikroben interagieren, die möglicherweise zu dieser Migration in den Blutkreislauf beitragen.
