Ændringer af tarmmikrobiom i frontlinjemedicinsk personale under stress (AGMFMSS)

I december 2019 dukkede et nyt coronavirus-udbrud af lungebetændelse op i Wuhan, Hubei-provinsen, Kina, og har efterfølgende spredt sig til mere end 30 provinser i Kina og næsten 100 lande i verden. I kampen mod den nye coronavirus i 2019 (2019-nCoV) har læger i Wuhan været udsat for enorm stress, herunder en høj risiko for infektion og utilstrækkelig beskyttelse mod kontaminering, isolation, patienter med negative følelser, mangel på kontakt med deres familier og udmattelse. Den alvorlige situation forårsager psykiske problemer såsom stress, angst, depressive symptomer, søvnløshed, benægtelse, vrede og frygt. Disse psykiske problemer kan også forårsage posttraumatisk stress (PTS) symptomer i en varig tid. En undersøgelse, der undersøgte den psykologiske virkning af udbruddet af alvorligt akut respiratorisk syndrom i 2003 på hospitalsansatte, fandt, at omkring 10 % af de adspurgte havde oplevet høje niveauer af PTS-symptomer siden SARS-udbruddet.

Mikrobiom-tarm-hjerne (MGB)-aksen er blevet valideret i ekspanderende undersøgelser, hvilket betyder, at der er tovejskommunikation mellem kommensale organismer i tarmen og hjernen. Tarmmikrobiota kan påvirke hjernens funktion gennem neurale, endokrine og immune veje. For eksempel kan stoffer produceret af tarmmikrobiotaen absorberes og når hjernen af ​​blodbanen. Hjernen kan til gengæld påvirke tarmmikrobiotaen gennem neuronale og endokrine veje. I de senere år har mange undersøgelser understøttet relevansen af ​​mikrobiota og mental sundhedsstatus. Bercik et al. transplanteret mikrobiota fra voksne bakteriefri (GF) BALB/c-mus (en høj-angst-musestamme) til voksne GF NIH-schweizermus (en lav-angst-musestamme), og fandt derefter, at donorens adfærdsprofil var tydelig hos modtageren dyr, hvilket viser, at mikrobiotaen direkte kan påvirke adfærd. Desuden har prækliniske undersøgelser vist, at stress og følelser, herunder moder adskillelse og tilbageholdenhed, varme og akustisk stress, ændrer sammensætningen af ​​tarmmikrobiotaen, måske gennem frigivelsen af ​​stresshormoner eller sympatiske neurotransmittere, der påvirker tarmens fysiologi og ændrer habitatet for mikrobiotaen. Derudover fandt forskere ud af, at stress har evnen til at øge tarmpermeabiliteten, sandsynligvis gennem involvering af corticotrophin-frigørende faktor og dens receptorer (CRFR1 og CRFR2), som spiller en nøglerolle i stress-induceret tarmpermeabilitetsdysfunktion. Øget tarmpermeabilitet giver bakterier mulighed for at translokere over tarmslimhinden og få direkte adgang til både immun- og neuroncellerne i det enteriske nervesystem (ENS). Stress aktiverer også det autonome nervesystem, som påvirker mavesyre-, galde- og slimsekretionen samt tarmens motilitet. Tarmmotilitet er af særlig betydning, da den er stærkt forbundet med tarmmikrobiotasammensætning og rigdom. Baseret på disse undersøgelser fortjener tarmmikrobiomet i stigende grad opmærksomhed for at forstå psykiatriske lidelser.

Derfor sigter nærværende undersøgelse på at indsamle fæcesprøver og kliniske vurderinger fra en del af frontlinjemedarbejdere på tre tidspunkter for at analysere den skiftende profil af tarmmikrobiom i henhold til resultaterne af 16s rRNA-sekventering. Prøverne fra de matchede sundhedskontroller vil også blive sekventeret for at sammenligne med den eksponerede gruppe i tarmmikrobiomsamfundet.

Metoder Undersøgelsesdesign og prøveindsamling Frontlinjemedarbejderne på First Affiliated Hospital ved Xi'an Jiaotong University vil blive inkluderet, hvis de accepterede (1) at deltage i det medicinske team for at støtte Wuhan, (2) på 18 til 50 år, ( 3) tog ikke antibiotika inden for 3 måneder før prøvetagning, (4) 17,5<body mass index (BMI)<30. De raske kontroller vil blive udvalgt blandt personalet på First Affiliated Hospital, som ikke sluttede sig til det medicinske team, men som opfylder de sidste tre betingelser ovenfor for at matche frontlinjepersonalet for alder, køn, BMI og kost. Enhver deltager vil blive udelukket, hvis han/hun opfylder følgende kriterier: (1) har alvorlig kardiovaskulær sygdom, blodsygdom og endokrin sygdom, (2) har en historie med kræft eller komplikationer deraf, (3) har aktive gastrointestinale sygdomme eller komplikationer og alvorlige systemiske sygdomme, (4) har en historie med organiske hjernesygdomme eller komplikationer og mental retardering, (5) har psykiske lidelser såsom humørsygdomme og angstlidelser, (6) gravid eller ammende, (7) drikker inden for den seneste uge ( spiritus>250ml eller øl>1flaske) eller den foregående dag (spiritus>50ml eller øl>50ml). Alle inkluderede personer skal give underskrevet informeret samtykke før prøveindsamling, og protokollen blev godkendt af den etiske komité for det første tilknyttede hospital ved Xi'an Jiaotong University (KYLLSL-2020-043). Fækale prøver fra hvert personale bør frisk indsamles på hospitalet og fryses ved -80 ℃ ved hjælp af specificeret fækalopsamler.

Klinisk vurderingsmand PHQ-15, PHQ-9, GAD-7, PSQI, SCL-90 og IES-R vil blive brugt til vurdering af kliniske symptomer relateret til psykiatrisk lidelse for eksponerede grupper i tre tidspunkter og ikke-eksponerede grupper.

DNA-ekstraktion og 16S rRNA-sekventering Efterforskerne vil udføre 16S rRNA-sekventering for alle de indsamlede fæcesprøver. Kort fortalt vil bakterielt genomisk DNA blive ekstraheret, og hele 16S rRNA-regionen vil blive amplificeret ved PCR og derefter sekventeret.

Statistisk analyse 16S rRNA-sekventeringsdataene vil blive analyseret ved hjælp af Quantitative Insights Into Microbial Ecology (QIIME). Efterforskerne bruger derefter usearch til at gruppere sekvenser i taksonomiske enheder (OTU'er) ved 97% identitet og konstruere OTU-tabellen. Mikrobiel samfundsstruktur, alfa-diversitet og beta-diversitet vil blive analyseret. LEfSe-analyse og tilfældig skovanalyse vil blive brugt til at finde biomarkøren mellem forskellige grupper. Spearmans rang-korrelation vil blive brugt til at identificere sammenhængen mellem kliniske vurderinger og stress-associeret mikrobiom.