Studie und Analyse der akuten Pankreatitis, die mit COVID-19 kompliziert ist

Akute Pankreatitis (AP) ist eine häufige Magen-Darm-Erkrankung. In den letzten Jahren sind die Hospitalisierungsrate und die damit verbundenen Kosten von AP erheblich gestiegen. Etwa 15 % - 20 % der Patienten entwickeln eine akute schwere Pankreatitis, nämlich SAP. SAP ist eine schwere Baucherkrankung mit vielen Komplikationen und hoher Sterblichkeit. Die globale durchschnittliche jährliche Inzidenzrate beträgt etwa 6,75 Fälle/100000 Menschen. Systemisches Entzündungsreaktionssyndrom (SIRS), multiples Organdysfunktionssyndrom (MODS) und Sepsis sind häufig damit verbunden. SIRS und MODS können durch die Freisetzung von entzündlichen Zytokinen im Frühstadium von AP und Darmfunktionsstörungen und Pankreasnekrose im späteren Stadium verursacht werden. Einige Studien haben gezeigt, dass 59 % der AP-Patienten von einer Verletzung der Darmbarriere und einer erhöhten Durchlässigkeit der Darmschleimhaut begleitet werden, was zu einer bakteriellen Translokation des Darms, einer Nekrose und Infektion des Pankreasgewebes und einem multiplen Organdysfunktionssyndrom führt. Die meisten Bakterien, die eine nekrotische Infektion des Pankreasgewebes verursachen, stammen aus der Darmflora, wie Escherichia coli und Enterococcus. Daher kann die Darmflora eine wichtige Rolle beim Auftreten und der Entwicklung von AP spielen.

Als größtes Organ des menschlichen Körpers bietet der Magen-Darm-Trakt eine breite Besiedlungsfläche für die biologische Flora. Darmbakterien, die im menschlichen Gastrointestinaltrakt vorhanden sind, sind wesentliche Komponenten für die Entwicklung des mukosalen Immunsystems, die Förderung der Nahrungsverdauung und -aufnahme und die Regulierung des Glukosestoffwechsels. Darüber hinaus hat es auch die Funktion, die Darmbarriere zu schützen und die Immunität und den Stoffwechsel des Wirts zu vermitteln. Der Wirt und die Mikrobe erreichen das mikroökologische Gleichgewicht im Gesundheitszustand, das als innere Umgebungsstabilität bezeichnet wird, und der Wirt behält normale physiologische Funktionen bei. Äußere Faktoren (wie Infektionen, Toxine, Ernährungsumstellung, Krankheit usw.) können jedoch das Gleichgewicht zwischen ihnen verändern oder zerstören, und die Störung der Darmflora wird wiederum den Krankheitsverlauf induzieren oder beschleunigen. Als einer der Forschungsschwerpunkte der letzten Jahre hat das Ungleichgewicht der Darmflora seit jeher die Aufmerksamkeit der Menschen auf sich gezogen. Die aktuelle Studie ergab, dass das ökologische Ungleichgewicht der Darmmikrobiota während AP als die Abnahme der Darmmikrobiota und die Veränderung des Gleichgewichts zwischen symbiotischer Mikrobiota und pathogener Mikrobiota definiert wurde. Die Veränderung der Darmflora trat im frühen Stadium der AP auf, was an der Verschlimmerung der Krankheit beteiligt sein kann. Nicht nur das, sondern auch frühe Störungen der Darmflora wurden in der SAP-Forschung festgestellt. Neben Darmbakterien beeinflussen auch deren Stoffwechselprodukte wie kurzkettige Fettsäuren (SCFAs) den Verlauf von AP. Darüber hinaus haben immer mehr Studien herausgefunden, dass Veränderungen der Darmflora während der Entwicklung von AP mit der Schwere der Erkrankung zusammenhängen können. Im Verlauf des Auftretens und der Entwicklung von AP führt die anomale Sekretion von Trypsin und die Zerstörung der Pankreasstruktur zu einer anomalen Sekretion der Bauchspeicheldrüse, was zu Veränderungen der Darmhomöostase und der Darmflora führen kann. Darüber hinaus ergab die Studie auch, dass die Darmmikrobiota ein wichtiges Medium während der AP ist und ihr Ungleichgewicht eng mit der Schwere der AP zusammenhängt. Derzeit haben viele experimentelle Daten gezeigt, dass sich die Diversität der Darmmikroorganismen und die relative Häufigkeit bestimmter Bakteriengruppen während des AP-Prozesses verändert haben.

Basierend auf der Beziehung zwischen dem Ungleichgewicht der Darmflora und dem Auftreten und der Entwicklung von AP sind die möglichen Mechanismen des intestinalen mikrobiellen Ungleichgewichts bei AP hauptsächlich wie folgt: (1) Darmmotilitätsstörung: Eine gastrointestinale Motilitätsstörung liegt häufig bei AP vor und spielt eine Rolle bei der Erkrankung Fortschreiten. Störungen der Darmmotilität können auch zur Anreicherung von Schadstoffen führen und das Wachstum von Probiotika hemmen. (2) Ischämie-Reperfusionsverletzung (IRI): proinflammatorische Zytokine wie TNF-α während AP, die Freisetzung von Insulin, kann IRI der Darmschleimhaut verursachen und die Darmmikrozirkulation stören. Eine der Hauptursachen für die Schädigung der Darmmikrozirkulation ist die Zerstörung des Zuckerkelchs. (3) Oxidativer Stress: Während AP wurde schwerer oxidativer Stress und ein intestinal aktivierter Caspase-3-Weg gefunden. Oxidativer Stress beschleunigt nicht nur die Störung der Darmbarrierefunktion, sondern ist auch an der Störung der Darmmikrobiota beteiligt. (4) Immundysfunktion: Im frühen Stadium der akuten Pankreatitis kann eine intestinale Immunsuppression beobachtet werden, die mit der Beeinträchtigung der Clearance von proliferativen Pathogenen zusammenhängt.

Bei AP ist die Veränderung der Darmmikroflora eng mit ihrem Auftreten und ihrer Entwicklung verbunden, und die Metaboliten der Darmmikroflora beeinflussen auch die Serum-Stoffwechselindikatoren von AP-Patienten. Die Darmmikroflora hat eine hohe Stoffwechselaktivität und kann Wirtsquellen und Nahrungsbestandteile in verschiedene Metaboliten umwandeln. Einige Metaboliten sind nützlich und einige sind schädlich. Metaboliten, die für den Wirt vorteilhaft sind, umfassen Milchsäure, Gallensäure (BA), SCFA und Bacteriocin. Diese Substanzen gelten allgemein als antibakterielle Faktoren und spielen eine Schlüsselrolle bei der Prävention pathogener Infektionen. Darüber hinaus werden auch verwandte Darmflora und mehrere spezifische Produkte hergestellt, die einen gewissen Einfluss auf SAP haben können. Im menschlichen Darm sind Bifidobakterien und Laktobazillen Probiotika, die Anti-Tumor-Eigenschaften und Immunität stimulieren können. Die Hauptprodukte des Stoffwechsels der Bifidobakterien sind Milchsäure und Essigsäure, die den pH-Wert im Darm senken und das Wachstum schädlicher Mikroorganismen hemmen. Dieser Mechanismus ist besonders deutlich im Blinddarm und im aufsteigenden Dickdarm.

Gegenwärtig stellt die anhaltende Pandemie der Coronavirus-Krankheit (COVID-19) im Jahr 2019, die durch das schwere akute respiratorische Syndrom Coronavirus Typ 2 (SARS-CoV-2) verursacht wird, eine ernsthafte Bedrohung für die globale öffentliche Gesundheit und Millionen von Menschen in immer mehr Ländern dar sind gefährdet. Diese Pandemie hat nicht nur das medizinische System, sondern auch das globale sozioökonomische Gleichgewicht in Mitleidenschaft gezogen. COVID-19 wurde von der Weltgesundheitsorganisation bald als globale Pandemie bezeichnet, da es im Januar 2021 etwa 98 Millionen bestätigte Fälle und etwa 2 Millionen bestätigte Todesfälle gab. Dennoch hat sich unser Verständnis seit dem Ausbruch von COVID-19 erheblich verbessert, und eine Vielzahl von Behandlungsmethoden und medikamentösen Interventionen wurden getestet oder werden derzeit entwickelt, um die Risikofaktoren zu reduzieren. In letzter Zeit haben einige Impfstoffkandidaten eine klinische Wirksamkeit von etwa 95 % gezeigt und werden derzeit in verschiedenen Ländern für den Notfall zugelassen. Daher ist die Impfung als eines der wirksamen Schutzmittel weltweit zu fördern. Einige Studien haben bestätigt, dass mehrere Darmmikrofloren das Potenzial haben, die Immunantwort zu verbessern und unerwünschte Ereignisse nach der COVID-19-Impfung zu reduzieren, und dass die Darmmikroflora das Potenzial hat, die Wirksamkeit des Impfstoffs zu ergänzen. In Kombination mit mehreren neueren Studien spielt die Darmflora eine Schlüsselrolle bei der Regulierung der Immunantwort auf Impfungen und hängt mit dem Schweregrad von COVID-19-Patienten zusammen. Die umfassende Bewertung der Wirtsantwort, insbesondere der Rolle der Darmflora bei der Antikörperproduktion, ist jedoch begrenzt. Daher muss die spezifische Rolle der Darmflora bei der Entwicklung von COVID-19 weiter untersucht werden.

Die Zusammensetzung der Darmflora und der Schweregrad einer akuten Infektion (einschließlich COVID-19) stehen in einer wechselseitigen Beziehung zur Lunge, die als „Darm-Lungen-Achse“ bezeichnet wird. Darmökologisches Ungleichgewicht, d. h. das Auftreten von viralen Krankheitserregern, verändert die Signalübertragung von Darmepithelzellen und erzeugt proinflammatorische Reaktionen, die zu einer Beeinträchtigung der Immunantwort führen und COVID-19-Patienten anfällig für schwere Erkrankungen machen können. Eine Vielzahl von entzündlichen und infektiösen Erkrankungen sind mit symbiotischen Störungen assoziiert. Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Virusausscheidung im Stuhl von COVID-19-Patienten noch lange anhält, nachdem die Atemwegssymptome abgeklungen sind. Dies zeigt, dass der Magen-Darm-Trakt der Ort der Virusreplikation ist, und hat Bedenken hinsichtlich einer fäkalen und oralen Übertragung ausgelöst. Dies wurde durch eine kleine Studie mit 30 COVID-19-Patienten weiter bestätigt. Die Studie zeigte, dass die Abnahme der biologischen Vielfalt mit der Zunahme opportunistischer Bakterien, darunter Streptococcus, Rochella, Verona, Clostridium erysipelas und Aktinomyceten, zunahm. Die Fülle an fäkalen Bakterien, Clostridium mycobacterium und Clostridium hartwickii wurde mit einer schweren COVID-19-Erkrankung in Verbindung gebracht. Die Häufigkeit nützlicher Bacteroides und Alisma orientalis korrelierte negativ mit der Schwere der Erkrankung. Viele Studien haben den Zusammenhang zwischen intestinalen ökologischen Störungen, schwerem COVID-19 und erhöhten Entzündungsmarkern untersucht. Bacteroides Donovan und Akermann myxophila und IL-1 β、 IL-6 sind positiv mit CXCL8 korreliert. In ähnlicher Weise korrelieren IL10, TNF-α und Chemokine (wie CXCL10 und CCL2) negativ mit nützlichen Mikrobiota (wie Bifidobacterium adolescents, Eubacterium rectum und Faecalis procterii), die in Stuhlproben, die einen Monat nach der Krankheit entnommen werden, auf einem niedrigen Niveau bleiben . In einer anderen Studie mit einer kleinen Gruppe von COVID-19-Patienten waren Buttersäureproduzenten (z. B. Fecal Procter, Clostridium butyricum, Clostridium parvum und Eubacterium rectum) signifikant reduziert, und bedingte Krankheitserreger wie Enterococcus und Enterobacteriaceae waren bei schweren Patienten reichlich vorhanden mit nachteiligen Folgen. Bei Kindern mit akuter und nicht akuter Kawasaki-Krankheit wurden Veränderungen der Darmflora beobachtet, was weiter darauf hindeutet, dass MISC bei SARS-CoV-2 mit ökologischen Störungen in Verbindung gebracht werden könnte. Begrenzte Studien an Patienten mit COVID-19 haben intestinale ökologische Störungen gezeigt. Ein kleiner Bericht zu Beginn der Pandemie zeigte, dass die Werte von Laktobazillen und Bifidobakterien bei COVID-19-Patienten niedrig waren. Zuoet al. zeigten, dass die COVID-19-Virus-RNA im Kot von fast der Hälfte der untersuchten Patienten positiv war, was lange nach der Reinigung der Atemwege anhielt. Darüber hinaus stellten die Autoren fest, dass Patienten mit viraler RNA höhere Konzentrationen opportunistischer Pathogene aufwiesen. Um die Rolle von Probiotika bei der Behandlung von COVID-19 besser zu klären, laufen derzeit mehrere Studien. Die klaren Empfehlungen zu Probiotika und der Behandlung von COVID-19 bedürfen noch weiterer Beweise, obwohl es biologische Rationalität und Gründe zu der Hoffnung gibt, dass sie eine positive Rolle spielen könnten.

In der gegenwärtigen Ära der kontinuierlichen Prävalenz von COVID-19 sind viele Patienten gleichzeitig mit einer COVID-19-Infektion und AP konfrontiert, was die Diagnose und Behandlung von Ärzten vor neue Herausforderungen stellt. Basierend auf der Schlüsselrolle des Ungleichgewichts der Darmflora bei AP- und COVID-19-Infektionen und den einzigartigen Vorteilen der Metabonomik bei der Diagnose und Prognose von Infektionskrankheiten. Daher basiert unsere Forschung auf der Tatsache, dass das Ungleichgewicht der Darmflora eine wichtige Rolle bei der Entwicklung einer COVID-19-Infektion und AP spielt, wobei der Einfluss der Darmflora und ihrer Metaboliten auf die serologischen Indikatoren von Patienten berücksichtigt wird. Der Zweck dieser Studie war es, die komplexe Beziehung zwischen den Veränderungen im Darmmikrobiom und den Serummetaboliten bei Patienten mit neuartiger Coronavirus-Infektion und akuter Pankreatitis zu untersuchen, in der Hoffnung, Hilfe bei der klinischen Diagnose und Behandlung von Patienten mit neuartiger Coronavirus-Infektion und akuter Pankreatitis zu leisten.