Undersøgelse og analyse af akut pancreatitis kompliceret med COVID-19

Akut pancreatitis (AP) er en almindelig mave-tarmsygdom. I de senere år er indlæggelsesraten og de relaterede omkostninger ved AP steget betydeligt. Omkring 15% - 20% af patienterne vil udvikle akut alvorlig pancreatitis, nemlig SAP. SAP er en alvorlig mavesygdom med mange komplikationer og høj dødelighed. Den globale gennemsnitlige årlige incidensrate er omkring 6,75 tilfælde/100000 personer. Systemisk inflammatorisk responssyndrom (SIRS), multipelt organdysfunktionssyndrom (MODS) og sepsis er ofte forbundet med det. SIRS og MODS kan være forårsaget af frigivelsen af ​​inflammatoriske cytokiner i det tidlige stadie af AP, og intestinal dysfunktion og pancreas nekrose i det senere stadium. Nogle undersøgelser har vist, at 59% af AP-patienter er ledsaget af tarmbarriereskade og øget permeabilitet af tarmslimhinden, hvilket resulterer i intestinal bakteriel translokation, pancreasvævsnekrose og -infektion og multipelt organdysfunktionssyndrom. De fleste af de bakterier, der forårsager nekrotisk infektion af bugspytkirtelvæv, kommer fra tarmfloraen, såsom Escherichia coli og Enterococcus. Derfor kan tarmflora spille en vigtig rolle i forekomsten og udviklingen af ​​AP.

Som det største organ i den menneskelige krop giver mave-tarmkanalen en bred koloniseringsoverflade til biologisk flora. Tarmbakterier til stede i den menneskelige mave-tarmkanal er essentielle komponenter for udviklingen af ​​slimhindeimmunsystemet, fremme af madfordøjelse og -absorption og regulering af glukosemetabolisme. Derudover har det også funktionen at beskytte tarmbarrieren og mediere værtsimmunitet og metabolisme. Værten og mikroben når den mikroøkologiske balance i sundhedstilstanden, som kaldes indre miljøstabilitet, og værten opretholder normale fysiologiske funktioner. Ydre faktorer (såsom infektion, toksin, kostomlægning, sygdom osv.) kan dog ændre eller ødelægge balancen mellem dem, og forstyrrelsen af ​​tarmfloraen vil igen fremkalde eller fremskynde sygdommens fremskridt. Som et af de seneste års forsknings-hotspots har ubalancen i tarmfloraen altid tiltrukket sig folks opmærksomhed. Den nuværende undersøgelse fandt, at den økologiske ubalance i tarmmikrobiota under AP blev defineret som faldet i tarmens mikrobielle diversitet og ændringen af ​​balancen mellem symbiotisk mikrobiota og patogen mikrobiota. Ændringen af ​​tarmfloraen fandt sted i det tidlige stadium af AP, hvilket kan være involveret i forværringen af ​​sygdommen. Ikke kun det, men også tidlig tarmfloraforstyrrelse blev fundet i SAP-forskning. Ud over tarmbakterier påvirker deres metabolitter såsom kortkædede fedtsyrer (SCFA'er) også udviklingen af ​​AP. Desuden har flere og flere undersøgelser fundet, at ændringer i tarmfloraen under udviklingen af ​​AP kan være relateret til sygdommens sværhedsgrad. I processen med AP-forekomst og udvikling fører den unormale sekretion af trypsin og ødelæggelsen af ​​bugspytkirtlens struktur til den unormale sekretion af bugspytkirtlen, hvilket kan forårsage ændringer i tarmhomeostase og tarmflora. Derudover fandt undersøgelsen også, at tarmmikrobiota er et vigtigt medium under AP, og dets ubalance er tæt forbundet med sværhedsgraden af ​​AP. På nuværende tidspunkt har mange eksperimentelle data vist, at mangfoldigheden af ​​tarmmikroorganismer og den relative overflod af specifikke bakteriegrupper har ændret sig under AP-processen.

Baseret på forholdet mellem tarmflora-ubalance og forekomsten og udviklingen af ​​AP, er de mulige mekanismer for intestinal mikrobiel ubalance i AP hovedsageligt som følger: (1) intestinal motilitetsforstyrrelse: gastrointestinal motilitetsforstyrrelse findes ofte i AP og spiller en rolle ved sygdom progression. Tarmmotilitetsforstyrrelse kan også føre til ophobning af skadelige stoffer og hæmme væksten af ​​probiotika. (2) Iskæmi-reperfusionsskade (IRI): pro-inflammatoriske cytokiner såsom TNF-α under AP, frigivelse af insulin kan forårsage intestinal mucosal IRI og forstyrre intestinal mikrocirkulation. En af hovedårsagerne til tarmmikrocirkulationsskader er ødelæggelsen af ​​sukkerbægeret. (3) Oxidativ stress: alvorlig oxidativ stress og tarmaktiveret caspase-3-vej blev fundet under AP. Oxidativt stress fremskynder ikke kun forstyrrelsen af ​​tarmbarrierefunktionen, men deltager også i forstyrrelsen af ​​tarmmikrobiota. (4) Immundysfunktion: intestinal immunsuppression kan observeres i det tidlige stadie af akut pancreatitis, som er relateret til skaden af ​​clearance af proliferative patogener.

I AP er ændringen af ​​tarmmikroflora tæt forbundet med dens forekomst og udvikling, og metabolitterne af tarmmikroflora vil også påvirke serummetaboliske indikatorer hos AP-patienter. Intestinal mikroflora har høj metabolisk aktivitet og kan omdanne værtskilder og kostkomponenter til forskellige metabolitter. Nogle metabolitter er gavnlige og nogle er skadelige. Metabolitter, der er gavnlige for værten, omfatter mælkesyre, galdesyre (BA), SCFA og bakteriocin. Disse stoffer betragtes generelt som antibakterielle faktorer og spiller en nøglerolle i forebyggelsen af ​​patogen infektion. Derudover er der også produceret relateret tarmflora og flere specifikke produkter, som kan have en vis indflydelse på SAP. I menneskets tarme er bifidobakterier og lactobacillus probiotika, der kan stimulere antitumoregenskaber og immunitet. De vigtigste produkter af bifidobacterium metabolisme er mælkesyre og eddikesyre, som reducerer pH-værdien i tarmen og hæmmer væksten af ​​skadelige mikroorganismer. Denne mekanisme er især tydelig i blindtarmen og ascendensende tyktarm.

På nuværende tidspunkt udgør den vedvarende pandemi af coronavirus sygdom (COVID-19) i 2019 forårsaget af alvorligt akut respiratorisk syndrom coronavirus type 2 (SARS-CoV-2) en alvorlig trussel mod den globale folkesundhed og millioner af mennesker i flere og flere lande er i fare. Denne pandemi har ikke kun påvirket det medicinske system, men også påvirket den globale socioøkonomiske balance. COVID-19 blev snart udpeget som en global pandemi af Verdenssundhedsorganisationen, fordi der i januar 2021 var omkring 98 millioner bekræftede tilfælde og omkring 2 millioner bekræftede dødsfald. Ikke desto mindre, siden udbruddet af COVID-19, er vores forståelse af det steget betydeligt, og en række forskellige behandlingsmetoder og lægemiddelinterventioner er blevet testet eller er under udvikling for at reducere risikofaktorerne. For nylig har nogle kandidatvacciner vist omkring 95 % klinisk effektivitet og er i øjeblikket ved at blive godkendt til nødbrug i forskellige lande. Derfor er vaccination som et af de effektive beskyttelsesmidler værd at promovere verden over. Nogle undersøgelser har bekræftet, at flere intestinale mikrofloraer har potentialet til at forbedre immunresponset og reducere bivirkninger efter COVID-19-vaccination, og at intestinal mikroflora har potentiale til at supplere vaccinens effektivitet. Kombineret med flere nyere undersøgelser spiller tarmfloraen en nøglerolle i reguleringen af ​​immunresponset på vaccination og er relateret til sværhedsgraden af ​​COVID-19-patienter. Imidlertid er den omfattende evaluering af værtsrespons, især tarmfloraens rolle i antistofproduktion, begrænset. Derfor skal tarmfloraens specifikke rolle i udviklingen af ​​COVID-19 undersøges yderligere.

Sammensætningen af ​​tarmmikrofloraen og sværhedsgraden af ​​akut infektion (herunder COVID-19) har et tovejsforhold til lungen, som kaldes "tarm-lunge-aksen". Intestinal økologisk ubalance, det vil sige fremkomsten af ​​virale patologiske organismer, ændrer signaltransduktionen af ​​tarmepitelceller og producerer proinflammatoriske reaktioner, som kan føre til nedsat immunrespons og gøre COVID-19-patienter sårbare over for alvorlige sygdomme. En række inflammatoriske og infektionssygdomme er forbundet med symbiotiske lidelser. Adskillige undersøgelser har vist, at afføringsvirusudskillelsen hos COVID-19-patienter vil fortsætte i lang tid efter, at luftvejssymptomerne aftager. Dette viser, at mave-tarmkanalen er stedet for virusreplikation og har givet anledning til bekymring om fækal og oral transmission. Dette blev yderligere bekræftet af en lille undersøgelse af 30 COVID-19 patienter. Undersøgelsen viste, at faldet i biologisk mangfoldighed steg sammen med stigningen af ​​opportunistiske bakterier, herunder Streptococcus, Rochella, Verona, Clostridium erysipelas og actinomycetes. Overfloden af ​​fækale bakterier, Clostridium mycobacterium og Clostridium hartwickii, var forbundet med alvorlig COVID-19-sygdom. Overfloden af ​​gavnlige Bacteroides og Alisma orientalis var negativt korreleret med sygdommens sværhedsgrad. Mange undersøgelser har undersøgt forholdet mellem intestinale økologiske lidelser, alvorlig COVID-19 og forhøjede inflammatoriske markører. Bacteroides Donovan og Akermann myxophila og IL-1 β、 IL-6 er positivt korreleret med CXCL8. Tilsvarende er IL10, TNF-α og kemokiner (såsom CXCL10 og CCL2) negativt korreleret med gavnlig mikrobiota (såsom Bifidobacterium adolescents, Eubacterium rectum og Faecalis procterii), som opretholder et lavt niveau i fækale prøver indsamlet en måned efter sygdommen . I en anden undersøgelse, der involverede en lille gruppe af COVID-19-patienter, var smørsyreproducenter (f.eks. Fecal Procter, Clostridium butyricum, Clostridium parvum og Eubacterium rectum) signifikant reduceret, og betingede patogener såsom Enterococcus og Enterobacteriaceae var rigelige hos svære patienter med ugunstige resultater. Ændringer i intestinal mikroflora blev observeret hos børn med akut og ikke-akut Kawasaki sygdom, hvilket yderligere antydede, at MISC i SARS-CoV-2 kan være forbundet med økologiske lidelser. Begrænsede undersøgelser af patienter med COVID-19 har vist intestinale økologiske lidelser. En lille rapport i begyndelsen af ​​pandemien viste, at niveauerne af lactobaciller og bifidobakterier i COVID-19-patienter var lave. Zuo et al. viste, at COVID-19-virus-RNA i afføringen fra næsten halvdelen af ​​de udtagede patienter var positivt, hvilket varede i lang tid efter, at luftvejene var blevet renset. Derudover fandt forfatterne, at patienter med viralt RNA havde højere niveauer af opportunistiske patogener. For bedre at afklare probiotikas rolle i behandlingen af ​​COVID-19 er der i øjeblikket flere undersøgelser i gang. De klare anbefalinger om probiotika og COVID-19-behandling mangler stadig yderligere beviser, selvom der er biologisk rationalitet og grund til at håbe, at de kan spille en gavnlig rolle.

I den nuværende æra med den vedvarende udbredelse af COVID-19 står mange patienter over for COVID-19-infektion og AP på samme tid, hvilket stiller nye udfordringer til diagnosticering og behandling af klinikere. Baseret på nøglerollen af ​​tarmflora-ubalance i AP- og COVID-19-infektion og de unikke fordele ved metabonomics i diagnosticering og prognose af infektionssygdomme. Derfor er vores forskning baseret på det faktum, at ubalancen i tarmfloraen spiller en vigtig rolle i udviklingen af ​​COVID-19-infektion og AP, mens man overvejer tarmfloraens og dens metabolitters indvirkning på patienters serologiske indikatorer. Formålet med denne undersøgelse var at udforske det komplekse forhold mellem ændringerne i tarmmikrobiomet og serummetabolitten hos patienter med ny coronavirusinfektion og akut pancreatitis, i håb om at kunne yde hjælp til klinisk diagnose og behandling af patienter med ny coronavirusinfektion og akut pancreatitis.