Veränderungen des Darmmikrobioms beim medizinischen Personal an vorderster Front unter Stress (AGMFMSS)

Im Dezember 2019 trat in Wuhan, Provinz Hubei, China, ein neuartiger Coronavirus-Ausbruch einer Lungenentzündung auf, der sich anschließend auf mehr als 30 Provinzen in China und fast 100 Länder der Welt ausgebreitet hat. Im Kampf gegen das neuartige Coronavirus 2019 (2019-nCoV) sind Mediziner in Wuhan enormen Belastungen ausgesetzt, darunter ein hohes Infektionsrisiko und unzureichender Schutz vor Ansteckung, Isolation, Patienten mit negativen Emotionen, fehlender Kontakt zu ihren Familien , und Erschöpfung. Die schwere Situation verursacht psychische Gesundheitsprobleme wie Stress, Angstzustände, depressive Symptome, Schlaflosigkeit, Verleugnung, Wut und Angst. Diese psychischen Gesundheitsprobleme können auch über einen längeren Zeitraum posttraumatische Stresssymptome (PTS) verursachen. Eine Studie, die die psychologischen Auswirkungen des Ausbruchs des schweren akuten Atemwegssyndroms im Jahr 2003 auf Krankenhausangestellte untersuchte, ergab, dass etwa 10 % der Befragten seit dem SARS-Ausbruch unter starken PTS-Symptomen litten.

Die Achse Mikrobiom-Darm-Gehirn (MGB) wurde in erweiterten Studien validiert, was bedeutet, dass es eine bidirektionale Kommunikation zwischen kommensalen Organismen im Darm und im Gehirn gibt. Die Darmmikrobiota kann die Gehirnfunktion durch neurale, endokrine und immunologische Signalwege beeinflussen. Beispielsweise können Substanzen, die von der Darmmikrobiota produziert werden, absorbiert werden und über den Blutstrom das Gehirn erreichen. Das Gehirn wiederum kann die Darmmikrobiota über neuronale und endokrine Wege beeinflussen. In den letzten Jahren unterstützen viele Forschungsarbeiten die Relevanz der Mikrobiota und des psychischen Gesundheitszustands. Bercik et al. transplantierte Mikrobiota von erwachsenen keimfreien (GF) BALB/c-Mäusen (ein Mausstamm mit hoher Angst) in erwachsene GF NIH Swiss-Mäuse (ein Mausstamm mit geringer Angst) und stellte dann fest, dass das Verhaltensprofil des Spenders beim Empfänger offensichtlich war Tier, was zeigt, dass die Mikrobiota das Verhalten direkt beeinflussen kann. Darüber hinaus haben präklinische Studien gezeigt, dass Stress und Emotionen, einschließlich mütterlicher Trennung und Zurückhaltung, Hitze und akustischem Stress, die Zusammensetzung der Darmmikrobiota verändern, möglicherweise durch die Freisetzung von Stresshormonen oder sympathischen Neurotransmittern, die die Darmphysiologie beeinflussen und den Lebensraum verändern die Mikrobiota. Darüber hinaus fanden die Forscher heraus, dass Stress die Darmpermeabilität erhöhen kann, wahrscheinlich durch die Beteiligung des Corticotropin-Releasing-Faktors und seiner Rezeptoren (CRFR1 und CRFR2), die eine Schlüsselrolle bei der durch Stress verursachten Dysfunktion der Darmpermeabilität spielen. Eine erhöhte Darmpermeabilität bietet Bakterien die Möglichkeit, sich über die Darmschleimhaut zu bewegen und direkt auf die Immun- und Neuronenzellen des enterischen Nervensystems (ENS) zuzugreifen. Stress aktiviert auch das autonome Nervensystem, das die Magensäure-, Gallen- und Schleimsekretion sowie die Darmmotilität beeinflusst. Die Darmmotilität ist von besonderer Bedeutung, da sie stark mit der Zusammensetzung und dem Reichtum der Darmmikrobiota verbunden ist. Basierend auf diesen Forschungen verdient das Darmmikrobiom zunehmend Aufmerksamkeit, um psychiatrische Störungen zu verstehen.

Daher zielt die vorliegende Studie darauf ab, die Kotproben und klinischen Bewertungen von einem Teil der medizinischen Mitarbeiter an vorderster Front zu drei Zeitpunkten zu sammeln, um das sich ändernde Profil des Darmmikrobioms gemäß den Ergebnissen der 16s-rRNA-Sequenzierung zu analysieren. Die Proben der abgestimmten Gesundheitskontrollen werden ebenfalls sequenziert, um sie mit der exponierten Gruppe in der Darmmikrobiomgemeinschaft zu vergleichen.

Methoden Studiendesign und Probenentnahme Die Mitarbeiter an vorderster Front im First Affiliated Hospital der Xi'an Jiaotong University werden einbezogen, wenn sie (1) am medizinischen Team zur Unterstützung von Wuhan teilnehmen, (2) 18 bis 50 Jahre alt sind, ( 3) nahm innerhalb von 3 Monaten vor der Probenentnahme keine Antibiotika ein, (4) 17,5 < Body-Mass-Index (BMI) < 30. Die gesunden Kontrollpersonen werden aus den Mitarbeitern des First Affiliated Hospital ausgewählt, die nicht dem medizinischen Team beigetreten sind, aber die letzten drei oben genannten Bedingungen erfüllen, um mit den Mitarbeitern an vorderster Front in Bezug auf Alter, Geschlecht, BMI und Ernährung übereinzustimmen. Jeder Teilnehmer wird ausgeschlossen, wenn er/sie die folgenden Kriterien erfüllt: (1) schwere Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Blutkrankheiten und endokrine Erkrankungen, (2) Krebs in der Vorgeschichte oder dessen Komplikationen, (3) aktive Magen-Darm-Erkrankungen oder -Komplikationen und schwerwiegende systemische Erkrankungen, (4) eine Vorgeschichte von organischen Erkrankungen oder Komplikationen des Gehirns und geistiger Behinderung haben, (5) psychische Störungen wie Stimmungsstörungen und Angststörungen haben, (6) schwanger sind oder stillen, (7) in der vergangenen Woche getrunken haben ( Schnaps>250ml oder Bier>1Flasche) oder am Vortag (Schnaps>50ml oder Bier>50ml). Alle eingeschlossenen Personen sollten vor der Probenentnahme eine unterschriebene Einverständniserklärung abgeben, und das Protokoll wurde von der Ethikkommission des First Affiliated Hospital der Xi'an Jiaotong University (KYLLSL-2020-043) genehmigt. Kotproben von jedem Personal sollten frisch im Krankenhaus entnommen und bei -80 °C unter Verwendung eines speziellen Kotsammlers eingefroren werden.

Der klinische Bewerter PHQ-15, PHQ-9, GAD-7, PSQI, SCL-90 und IES-R wird für die Bewertung klinischer Symptome im Zusammenhang mit psychiatrischen Störungen für die exponierte Gruppe zu drei Zeitpunkten und die nicht exponierte Gruppe verwendet.

DNA-Extraktion und 16S-rRNA-Sequenzierung Die Ermittler führen eine 16S-rRNA-Sequenzierung für alle gesammelten Kotproben durch. Kurz gesagt wird bakterielle genomische DNA extrahiert, und die gesamte 16S-rRNA-Region wird durch PCR amplifiziert und dann sequenziert.

Statistische Analyse Die 16S-rRNA-Sequenzierungsdaten werden mithilfe von Quantitative Insights Into Microbial Ecology (QIIME) analysiert. Die Ermittler verwenden dann usearch, um Sequenzen in taxonomischen Einheiten (OTUs) mit 97 % Identität zu gruppieren und die OTU-Tabelle zu erstellen. Die Struktur der mikrobiellen Gemeinschaft, die Alpha-Diversität und die Beta-Diversität werden analysiert. LEfSe-Analyse und Random-Forest-Analyse werden verwendet, um den Biomarker zwischen verschiedenen Gruppen zu finden. Die Rangkorrelation nach Spearman wird verwendet, um die Korrelation zwischen klinischen Bewertungen und stressassoziiertem Mikrobiom zu identifizieren.