COVID-19:n komplisoiman akuutin haimatulehduksen tutkimus ja analyysi

Akuutti haimatulehdus (AP) on yleinen maha-suolikanavan sairaus. Viime vuosina AP:n sairaalahoitoaste ja siihen liittyvät kustannukset ovat kasvaneet merkittävästi. Noin 15–20 % potilaista kehittää akuutin vaikean haimatulehduksen, nimittäin SAP:n. SAP on vakava vatsan sairaus, johon liittyy monia komplikaatioita ja korkea kuolleisuus. Maailmanlaajuinen keskimääräinen vuotuinen ilmaantuvuus on noin 6,75 tapausta / 100 000 ihmistä. Systeeminen tulehdusreaktiooireyhtymä (SIRS), monielinten toimintahäiriöoireyhtymä (MODS) ja sepsis liittyvät usein siihen. SIRS ja MODS voivat johtua tulehduksellisten sytokiinien vapautumisesta AP:n varhaisessa vaiheessa ja suoliston toimintahäiriöstä ja haimanekroosista myöhemmässä vaiheessa. Jotkut tutkimukset ovat osoittaneet, että 59 %:lla AP-potilaista liittyy suoliston estevaurio ja lisääntynyt suolen limakalvon läpäisevyys, mikä johtaa suoliston bakteerien siirtymiseen, haiman kudosnekroosiin ja infektioon sekä useiden elinten toimintahäiriöiden oireyhtymään. Suurin osa haimakudoksen nekroottista infektiota aiheuttavista bakteereista tulee suolistofloorasta, kuten Escherichia coli ja Enterococcus. Siksi suolistoflooralla voi olla tärkeä rooli AP:n esiintymisessä ja kehittymisessä.

Ruoansulatuskanava on ihmiskehon suurin elin, joka tarjoaa laajan kolonisaatiopinnan biologiselle kasvistolle. Ihmisen maha-suolikanavassa olevat suolistobakteerit ovat olennaisia ​​komponentteja limakalvon immuunijärjestelmän kehittymiselle, ruoansulatuksen ja imeytymisen edistämiselle sekä glukoosiaineenvaihdunnan säätelylle. Lisäksi sillä on myös suolistoesteen suojaamisen ja isännän immuniteetin ja aineenvaihdunnan välittäjänä. Isäntä ja mikrobi saavuttavat terveydentilassa mikroekologisen tasapainon, jota kutsutaan sisäisen ympäristön stabiiliudeksi, ja isäntä ylläpitää normaaleja fysiologisia toimintoja. Ulkoiset tekijät (kuten infektio, toksiini, ruokavalion muutos, sairaus jne.) voivat kuitenkin muuttaa tai tuhota niiden välistä tasapainoa, ja suolistoflooran häiriö puolestaan ​​indusoi tai nopeuttaa taudin etenemistä. Viime vuosien yhtenä tutkimuskohteena suolistoflooran epätasapaino on aina herättänyt ihmisten huomion. Nykyisessä tutkimuksessa havaittiin, että suoliston mikrobiotan ekologinen epätasapaino AP:n aikana määriteltiin suoliston mikrobien monimuotoisuuden vähenemisenä ja symbioottisen mikrobiotan ja patogeenisen mikrobiston välisen tasapainon muutoksena. Suolistoflooran muutos tapahtui AP:n varhaisessa vaiheessa, mikä saattaa olla osallisena taudin pahenemisessa. Sen lisäksi SAP-tutkimuksessa löydettiin varhainen suolistoflooran häiriö. Suolistobakteerien lisäksi myös niiden metaboliitit, kuten lyhytketjuiset rasvahapot (SCFA) vaikuttavat AP:n etenemiseen. Lisäksi yhä useammat tutkimukset ovat osoittaneet, että muutokset suolistofloorassa AP:n kehittymisen aikana voivat olla yhteydessä taudin vakavuuteen. AP:n esiintymis- ja kehittymisprosessissa trypsiinin epänormaali eritys ja haiman rakenteen tuhoutuminen johtavat haiman epänormaaliin erittymiseen, mikä voi aiheuttaa muutoksia suoliston homeostaasissa ja suolistofloorassa. Lisäksi tutkimuksessa havaittiin myös, että suoliston mikrobiota on tärkeä väliaine AP:n aikana ja sen epätasapaino liittyy läheisesti AP:n vaikeusasteeseen. Tällä hetkellä monet kokeelliset tiedot ovat osoittaneet, että suoliston mikro-organismien monimuotoisuus ja tiettyjen bakteeriryhmien suhteellinen runsaus ovat muuttuneet AP-prosessin aikana.

Suolistoflooran epätasapainon ja AP:n esiintymisen ja kehittymisen välisen suhteen perusteella suoliston mikrobien epätasapainon mahdolliset mekanismit AP:ssa ovat pääasiassa seuraavat: (1) suoliston motiliteettihäiriö: maha-suolikanavan motiliteettihäiriö esiintyy usein AP:ssa ja sillä on rooli taudeissa etenemistä. Suoliston motiliteettihäiriö voi myös johtaa haitallisten aineiden kertymiseen ja estää probioottien kasvua. (2) Iskemia-reperfuusiovaurio (IRI): proinflammatoriset sytokiinit, kuten TNF-α AP:n aikana, insuliinin vapautuminen voi aiheuttaa suoliston limakalvon IRI:tä ja häiritä suolen mikroverenkiertoa. Yksi suoliston mikroverenkierron vaurioiden pääsyistä on sokeriverhien tuhoutuminen. (3) Oksidatiivinen stressi: vakava oksidatiivinen stressi ja suoliston aktivoitu kaspaasi-3-reitti havaittiin AP:n aikana. Oksidatiivinen stressi ei ainoastaan ​​kiihdyttää suoliston estetoiminnan häiriötä, vaan myös osallistuu suoliston mikrobiotan häiriöihin. (4) Immuunihäiriö: suoliston immunosuppressiota voidaan havaita akuutin haimatulehduksen alkuvaiheessa, mikä liittyy proliferatiivisten patogeenien puhdistuman vaurioitumiseen.

AP:ssa suolen mikroflooran muutos liittyy läheisesti sen esiintymiseen ja kehittymiseen, ja suoliston mikroflooran metaboliitit vaikuttavat myös AP-potilaiden seerumin aineenvaihdunta-indikaattoreihin. Suoliston mikroflooralla on korkea metabolinen aktiivisuus ja se voi muuttaa isäntälähteitä ja ravinnon komponentteja erilaisiksi metaboliiteiksi. Jotkut aineenvaihduntatuotteet ovat hyödyllisiä ja jotkut haitallisia. Isännälle hyödyllisiä aineenvaihduntatuotteita ovat maitohappo, sappihappo (BA), SCFA ja bakteriosiini. Näitä aineita pidetään yleensä antibakteerisina tekijöinä ja niillä on keskeinen rooli patogeenisten infektioiden ehkäisyssä. Lisäksi valmistetaan myös siihen liittyvää suolistoflooraa ja useita erityistuotteita, joilla voi olla tietty vaikutus SAP:iin. Ihmisen suolistossa bifidobakteerit ja maitohappobakteerit ovat probiootteja, jotka voivat stimuloida kasvainten vastaisia ​​ominaisuuksia ja immuniteettia. Bifidobakteerien aineenvaihdunnan päätuotteita ovat maitohappo ja etikkahappo, jotka alentavat suolen pH-arvoa ja estävät haitallisten mikro-organismien kasvua. Tämä mekanismi on erityisen ilmeinen umpisuolessa ja nousevassa paksusuolessa.

Tällä hetkellä vakavan akuutin hengitystieoireyhtymän koronavirus tyypin 2 (SARS-CoV-2) aiheuttama jatkuva koronavirustaudin (COVID-19) pandemia vuonna 2019 on vakava uhka maailmanlaajuiselle kansanterveydelle ja miljoonille ihmisille yhä useammassa maassa. ovat vaarassa. Tämä pandemia ei ole vaikuttanut vain lääketieteelliseen järjestelmään, vaan myös maailmanlaajuiseen sosioekonomiseen tasapainoon. Maailman terveysjärjestö nimesi COVID-19:n pian maailmanlaajuiseksi pandemiaksi, koska tammikuussa 2021 vahvistettuja tapauksia oli noin 98 miljoonaa ja kuolemantapauksia noin 2 miljoonaa. Siitä huolimatta ymmärryksemme siitä on lisääntynyt merkittävästi COVID-19-epidemian puhkeamisen jälkeen, ja erilaisia ​​hoitomenetelmiä ja lääkeinterventioita on testattu tai kehitetään parhaillaan sen riskitekijöiden vähentämiseksi. Viime aikoina jotkin ehdokasrokotteet ovat osoittaneet noin 95-prosenttista kliinistä tehoa, ja niitä hyväksytään parhaillaan hätäkäyttöön eri maissa. Siksi rokotuksia yhtenä tehokkaista suojakeinoista kannattaa edistää maailmanlaajuisesti. Jotkut tutkimukset ovat vahvistaneet, että useat suoliston mikrofloorat voivat parantaa immuunivastetta ja vähentää haittatapahtumia COVID-19-rokotuksen jälkeen ja että suoliston mikroflooralla on potentiaalia täydentää rokotteen tehokkuutta. Yhdessä useiden viimeaikaisten tutkimusten kanssa suolistoflooralla on keskeinen rooli rokotuksen immuunivasteen säätelyssä ja se liittyy COVID-19-potilaiden vakavuuteen. Isännän vasteen kattava arviointi, erityisesti suolistoflooran rooli vasta-ainetuotannossa, on kuitenkin rajallinen. Siksi suolistoflooran erityinen rooli COVID-19:n kehittymisessä vaatii lisätutkimuksia.

Suoliston mikroflooran koostumuksella ja akuutin infektion vakavuudella (mukaan lukien COVID-19) on kaksisuuntainen suhde keuhkoihin, jota kutsutaan "suoli-keuhko-akseliksi". Suoliston ekologinen epätasapaino eli viruspatologisten organismien ilmaantuminen muuttaa suolen epiteelisolujen signaalinsiirtoa ja tuottaa proinflammatorisia reaktioita, jotka voivat johtaa immuunivasteen heikkenemiseen ja tehdä COVID-19-potilaista alttiiksi vakaville sairauksille. Symbioottisiin sairauksiin liittyy erilaisia ​​tulehduksellisia ja infektiosairauksia. Useat tutkimukset ovat osoittaneet, että COVID-19-potilaiden ulosteviruksen leviäminen jatkuu vielä pitkään hengitystieoireiden häviämisen jälkeen. Tämä osoittaa, että ruoansulatuskanava on viruksen replikaatiopaikka, ja se on aiheuttanut huolta ulosteen ja suun kautta tapahtuvasta leviämisestä. Tämän vahvisti myös pieni tutkimus, johon osallistui 30 COVID-19-potilasta. Tutkimus osoitti, että biologisen monimuotoisuuden väheneminen lisääntyi opportunististen bakteerien, mukaan lukien Streptococcus, Rochella, Verona, Clostridium erysipelas ja actinomycetes, lisääntymisen myötä. Ulostebakteerien, Clostridium mycobacteriumin ja Clostridium hartwickiin runsaus yhdistettiin vakavaan COVID-19-tautiin. Hyödyllisten Bacteroides- ja Alisma orientalis -bakteerien runsaus korreloi negatiivisesti taudin vaikeusasteen kanssa. Monet tutkimukset ovat tutkineet suoliston ekologisten häiriöiden, vakavan COVID-19:n ja kohonneiden tulehdusmerkkiaineiden välistä suhdetta. Bacteroides Donovan ja Akermann myxophila ja IL-1 β、 IL-6 korreloivat positiivisesti CXCL8:n kanssa. Samoin IL10, TNF-α ja kemokiinit (kuten CXCL10 ja CCL2) korreloivat negatiivisesti hyödyllisen mikrobiston (kuten Bifidobacterium-nuorten, Eubacterium rectum ja Faecalis procterii) kanssa, joiden taso pysyy alhaisena kuukausi taudin jälkeen otetuissa ulostenäytteissä. . Toisessa tutkimuksessa, johon osallistui pieni ryhmä COVID-19-potilaita, voihapon tuottajien (esimerkiksi Fecal Procter, Clostridium butyricum, Clostridium parvum ja Eubacterium rectum) määrä väheni merkittävästi, ja ehdollisia patogeenejä, kuten Enterococcus ja Enterobacteriaceae, oli runsaasti vakavilla potilailla. haitallisilla seurauksilla. Muutoksia suoliston mikrofloorassa havaittiin lapsilla, joilla oli akuutti ja ei-akuutti Kawasakin tauti, mikä lisäksi viittasi siihen, että SARS-CoV-2:n MISC saattaa liittyä ekologisiin häiriöihin. Rajoitetut tutkimukset COVID-19-potilailla ovat osoittaneet suoliston ekologisia häiriöitä. Pieni raportti pandemian alussa osoitti, että laktobasillien ja bifidobakteerien määrä COVID-19-potilailla oli alhainen. Zuo et ai. osoitti, että COVID-19-viruksen RNA ulosteessa lähes puolella näytteeseen otetuista potilaista oli positiivista, mikä kesti pitkään hengitysteiden puhdistumisen jälkeen. Lisäksi kirjoittajat havaitsivat, että potilailla, joilla oli virus-RNA, oli korkeampi opportunististen patogeenien taso. Probioottien roolin selventämiseksi COVID-19:n hoidossa on parhaillaan käynnissä useita tutkimuksia. Selkeät suositukset probiooteista ja COVID-19-hoidosta vaativat edelleen lisätodisteita, vaikka on olemassa biologista järkeä ja syytä toivoa, että niillä voi olla hyödyllistä roolia.

Nykyisellä COVID-19:n jatkuvan levinneisyyden aikakaudella monet potilaat kohtaavat samanaikaisesti COVID-19-infektion ja AP:n, mikä asettaa uusia haasteita kliinikon diagnosoinnille ja hoidolle. Perustuu suolistoflooran epätasapainon keskeiseen rooliin AP- ja COVID-19-infektioissa ja metabonomiikan ainutlaatuisiin etuihin tartuntatautien diagnosoinnissa ja ennustamisessa. Siksi tutkimuksemme perustuu siihen, että suolistoflooran epätasapainolla on tärkeä rooli COVID-19-infektion ja AP:n kehittymisessä samalla kun otetaan huomioon suolistoflooran ja sen metaboliittien vaikutus potilaiden serologisiin indikaattoreihin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää suoliston mikrobiomin ja seerumin metaboliitin muutosten monimutkaista suhdetta potilailla, joilla on uusi koronavirusinfektio ja akuutti haimatulehdus, toivoen apua kliiniseen diagnoosiin ja hoitoon potilailla, joilla on uusi koronavirusinfektio ja akuutti haimatulehdus.