Studie a analýza akutní pankreatitidy komplikované COVID-19

Akutní pankreatitida (AP) je běžné gastrointestinální onemocnění. V posledních letech se počet hospitalizací a související náklady na AP výrazně zvýšily. Asi u 15 % - 20 % pacientů se vyvine akutní závažná pankreatitida, konkrétně SAP. SAP je závažné břišní onemocnění s mnoha komplikacemi a vysokou mortalitou. Celosvětová průměrná roční incidence je asi 6,75 případů/100 000 lidí. Často je s ním spojen syndrom systémové zánětlivé odpovědi (SIRS), syndrom multiorgánové dysfunkce (MODS) a sepse. SIRS a MODS mohou být způsobeny uvolňováním zánětlivých cytokinů v časném stadiu AP a střevní dysfunkcí a pankreatickou nekrózou v pozdějším stadiu. Některé studie ukázaly, že 59 % pacientů s AP je doprovázeno poškozením střevní bariéry a zvýšenou permeabilitou střevní sliznice, což vede k translokaci střevních bakterií, nekróze a infekci pankreatické tkáně a syndromu dysfunkce více orgánů. Většina bakterií způsobujících nekrotické infekce pankreatické tkáně pochází ze střevní flóry, jako je Escherichia coli a Enterococcus. Proto může střevní flóra hrát důležitou roli ve výskytu a rozvoji AP.

Gastrointestinální trakt jako největší orgán lidského těla poskytuje širokou kolonizační plochu pro biologickou flóru. Střevní bakterie přítomné v lidském gastrointestinálním traktu jsou nezbytnými složkami pro vývoj slizničního imunitního systému, podporu trávení a vstřebávání potravy a regulaci metabolismu glukózy. Kromě toho má také funkci ochrany střevní bariéry a zprostředkování imunity a metabolismu hostitele. Hostitel a mikrob dosahují ve zdravotním stavu mikroekologické rovnováhy, která se nazývá stabilita vnitřního prostředí, a hostitel udržuje normální fyziologické funkce. Vnější faktory (jako je infekce, toxin, změna stravy, nemoc atd.) však mohou změnit nebo zničit rovnováhu mezi nimi a porucha střevní flóry zase vyvolá nebo urychlí progresi onemocnění. Nerovnováha střevní flóry jako jedna z oblastí výzkumu posledních let vždy přitahovala pozornost lidí. Současná studie zjistila, že ekologická nerovnováha střevní mikroflóry během AP byla definována jako snížení střevní mikrobiální diverzity a změna rovnováhy mezi symbiotickou a patogenní mikrobiotou. Ke změně střevní flóry došlo v časném stadiu AP, což se může podílet na zhoršení onemocnění. Nejen to, ale také časná porucha střevní flóry byla nalezena ve výzkumu SAP. Kromě střevních bakterií ovlivňují progresi AP také jejich metabolity, jako jsou mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA). Navíc stále více studií zjistilo, že změny střevní flóry během vývoje AP mohou souviset se závažností onemocnění. V procesu vzniku a rozvoje AP vede abnormální sekrece trypsinu a destrukce pankreatické struktury k abnormální sekreci pankreatu, která může způsobit změny střevní homeostázy a střevní flóry. Kromě toho studie také zjistila, že střevní mikrobiota je důležitým médiem během AP a její nerovnováha úzce souvisí se závažností AP. V současné době mnoho experimentálních dat ukazuje, že se během procesu AP změnila diverzita střevních mikroorganismů a relativní početnost specifických bakteriálních skupin.

Na základě vztahu mezi nerovnováhou střevní flóry a výskytem a rozvojem AP jsou možné mechanismy střevní mikrobiální nerovnováhy u AP zejména následující: (1) porucha střevní motility: porucha gastrointestinální motility často existuje u AP a hraje roli při onemocnění postup. Porucha motility střev může také vést k hromadění škodlivých látek a brzdění růstu probiotik. (2) Ischemicko-reperfuzní poškození (IRI): prozánětlivé cytokiny, jako je TNF-α během AP, uvolňování inzulínu může způsobit IRI střevní sliznice a narušit střevní mikrocirkulaci. Jednou z hlavních příčin poškození střevní mikrocirkulace je zničení cukrového kalichu. (3) Oxidační stres: během AP byl nalezen závažný oxidační stres a střevní aktivovaná kaspáza-3 dráha. Oxidační stres nejen urychluje poruchu střevní bariérové ​​funkce, ale podílí se i na poruše střevní mikrobioty. (4) Imunitní dysfunkce: střevní imunosupresi lze pozorovat v časném stadiu akutní pankreatitidy, která souvisí s poškozením clearance proliferativních patogenů.

U AP změna střevní mikroflóry úzce souvisí s jejím výskytem a rozvojem a metabolity střevní mikroflóry ovlivní i sérové ​​metabolické ukazatele pacientů s AP. Střevní mikroflóra má vysokou metabolickou aktivitu a může transformovat zdroje hostitele a složky potravy na různé metabolity. Některé metabolity jsou prospěšné a některé škodlivé. Metabolity prospěšné pro hostitele zahrnují kyselinu mléčnou, žlučovou kyselinu (BA), SCFA a bakteriocin. Tyto látky jsou obecně považovány za antibakteriální faktory a hrají klíčovou roli v prevenci patogenní infekce. Kromě toho existuje také související střevní flóra a vyrábí se několik specifických produktů, které mohou mít určitý vliv na SAP. V lidských střevech jsou bifidobakterie a laktobacily probiotika, která mohou stimulovat protinádorové vlastnosti a imunitu. Hlavními produkty metabolismu bifidobakterií jsou kyselina mléčná a kyselina octová, které snižují hodnotu pH ve střevě a inhibují růst škodlivých mikroorganismů. Tento mechanismus je zvláště patrný ve slepém a vzestupném tračníku.

V současnosti pokračující pandemie koronavirového onemocnění (COVID-19) v roce 2019 způsobená těžkým akutním respiračním syndromem koronavirus typu 2 (SARS-CoV-2) představuje vážnou hrozbu pro globální veřejné zdraví a miliony lidí ve stále více zemích. jsou v ohrožení. Tato pandemie zasáhla nejen zdravotnický systém, ale ovlivnila i globální socioekonomickou rovnováhu. COVID-19 byl Světovou zdravotnickou organizací brzy označen za globální pandemii, protože k lednu 2021 bylo asi 98 milionů potvrzených případů a asi 2 miliony potvrzených úmrtí. Od vypuknutí COVID-19 se však naše chápání tohoto onemocnění výrazně zvýšilo a byly testovány nebo v současné době vyvíjeny různé léčebné metody a drogové intervence ke snížení jeho rizikových faktorů. V poslední době některé kandidátské vakcíny prokázaly asi 95% klinickou účinnost a jsou v současné době schvalovány pro nouzové použití v různých zemích. Proto se očkování jako jeden z účinných prostředků ochrany vyplatí celosvětově podporovat. Některé studie potvrdily, že několik střevních mikroflór má potenciál zlepšit imunitní odpověď a snížit nežádoucí účinky po očkování proti COVID-19 a že střevní mikroflóra má potenciál doplnit účinnost vakcíny. V kombinaci s několika nedávnými studiemi hraje střevní flóra klíčovou roli v regulaci imunitní odpovědi na očkování a souvisí se závažností pacientů s COVID-19. Komplexní hodnocení odpovědi hostitele, zejména role střevní flóry v produkci protilátek, je však omezené. Specifická role střevní flóry v rozvoji COVID-19 proto vyžaduje další studium.

Složení střevní mikroflóry a závažnost akutní infekce (včetně COVID-19) mají s plícemi obousměrný vztah, který se nazývá „osa střeva-plíce“. Ekologická nerovnováha střev, tedy vznik virových patologických organismů, mění signální transdukci buněk střevního epitelu a vyvolává prozánětlivé reakce, které mohou vést k narušení imunitní odpovědi a učinit pacienty s COVID-19 zranitelnými vůči závažným onemocněním. Se symbiotickými poruchami je spojena celá řada zánětlivých a infekčních onemocnění. Několik studií ukázalo, že vylučování viru stolicí u pacientů s COVID-19 bude pokračovat ještě dlouho poté, co odezní respirační symptomy. To ukazuje, že gastrointestinální trakt je místem replikace viru a vyvolalo obavy z fekálního a orálního přenosu. To bylo dále potvrzeno malou studií na 30 pacientech s COVID-19. Studie ukázala, že pokles biologické rozmanitosti se zvýšil spolu s nárůstem oportunních bakterií, včetně Streptococcus, Rochella, Verona, Clostridium erysipelas a aktinomycetes. Množství fekálních bakterií, Clostridium mycobacterium a Clostridium hartwickii, bylo spojeno se závažným onemocněním COVID-19. Množství prospěšných Bacteroides a Alisma orientalis negativně korelovalo se závažností onemocnění. Mnoho studií zkoumalo vztah mezi střevními ekologickými poruchami, závažným onemocněním COVID-19 a zvýšenými zánětlivými markery. Bacteroides Donovan a Akermann myxophila a IL-1 β、 IL-6 pozitivně korelují s CXCL8. Podobně IL10, TNF-α a chemokiny (jako CXCL10 a CCL2) negativně korelují s prospěšnou mikroflórou (jako jsou Bifidobacterium adolescenti, Eubacterium rectum a Faecalis procterii), které si udržují nízkou hladinu ve vzorcích stolice odebraných měsíc po onemocnění. . V jiné studii zahrnující malou skupinu pacientů s COVID-19 se významně snížili producenti kyseliny máselné (například Fecal Procter, Clostridium butyricum, Clostridium parvum a Eubacterium rectum) a u těžkých pacientů se hojně vyskytovaly podmíněné patogeny, jako jsou Enterococcus a Enterobacteriaceae. s nepříznivými výsledky. Změny střevní mikroflóry byly pozorovány u dětí s akutní a neakutní Kawasakiho chorobou, což dále naznačovalo, že MISC u SARS-CoV-2 může být spojena s ekologickými poruchami. Omezené studie na pacientech s COVID-19 prokázaly střevní ekologické poruchy. Malá zpráva na začátku pandemie ukázala, že hladiny laktobacilů a bifidobakterií u pacientů s COVID-19 byly nízké. Zuo a kol. ukázaly, že RNA viru COVID-19 ve stolici téměř poloviny odebraných pacientů byla pozitivní, což přetrvávalo ještě dlouho po vyčištění dýchacích cest. Autoři navíc zjistili, že pacienti s virovou RNA měli vyšší hladiny oportunních patogenů. Pro lepší objasnění role probiotik v léčbě COVID-19 v současné době probíhá několik studií. Jasná doporučení týkající se probiotik a léčby COVID-19 stále potřebují další důkazy, i když existují biologická racionalita a důvody doufat, že mohou hrát prospěšnou roli.

V současné době nepřetržité prevalence COVID-19 se mnoho pacientů potýká s infekcí COVID-19 a AP současně, což představuje nové výzvy pro diagnostiku a léčbu lékařů. Na základě klíčové role nerovnováhy střevní flóry při infekci AP a COVID-19 a jedinečných výhod metabonomiky v diagnostice a prognóze infekčních onemocnění. Náš výzkum proto vychází ze skutečnosti, že nerovnováha střevní flóry hraje důležitou roli v rozvoji infekce COVID-19 a AP při zohlednění vlivu střevní flóry a jejích metabolitů na sérologické ukazatele pacientů. Účelem této studie bylo prozkoumat komplexní vztah mezi změnami ve střevním mikrobiomu a sérovém metabolitu u pacientů s novou koronavirovou infekcí a akutní pankreatitidou v naději, že poskytne pomoc pro klinickou diagnostiku a léčbu pacientů s novou koronavirovou infekcí a akutní pankreatitidou.