Studio e analisi della pancreatite acuta complicata con COVID-19

La pancreatite acuta (AP) è una comune malattia gastrointestinale. Negli ultimi anni, il tasso di ospedalizzazione e i relativi costi di AP sono aumentati in modo significativo. Circa il 15% - 20% dei pazienti svilupperà pancreatite acuta grave, vale a dire SAP. SAP è una grave malattia addominale con molte complicanze e alta mortalità. Il tasso di incidenza annuale medio globale è di circa 6,75 casi/100.000 persone. La sindrome da risposta infiammatoria sistemica (SIRS), la sindrome da disfunzione multiorgano (MODS) e la sepsi sono spesso associate ad essa. SIRS e MODS possono essere causati dal rilascio di citochine infiammatorie nella fase iniziale dell'AP e dalla disfunzione intestinale e dalla necrosi pancreatica nella fase successiva. Alcuni studi hanno dimostrato che il 59% dei pazienti con AP è accompagnato da lesioni della barriera intestinale e aumento della permeabilità della mucosa intestinale, con conseguente traslocazione batterica intestinale, necrosi e infezione del tessuto pancreatico e sindrome da disfunzione multiorgano. La maggior parte dei batteri che causano l'infezione necrotica del tessuto pancreatico proviene dalla flora intestinale, come l'Escherichia coli e l'Enterococco. Pertanto, la flora intestinale può svolgere un ruolo importante nell'insorgenza e nello sviluppo di AP.

Essendo il più grande organo del corpo umano, il tratto gastrointestinale fornisce un'ampia superficie di colonizzazione per la flora biologica. I batteri intestinali presenti nel tratto gastrointestinale umano sono componenti essenziali per lo sviluppo del sistema immunitario della mucosa, la promozione della digestione e dell'assorbimento degli alimenti e la regolazione del metabolismo del glucosio. Inoltre, ha anche la funzione di proteggere la barriera intestinale e di mediare l'immunità e il metabolismo dell'ospite. L'ospite e il microbo raggiungono l'equilibrio microecologico nello stato di salute, che si chiama stabilità dell'ambiente interno, e l'ospite mantiene le normali funzioni fisiologiche. Tuttavia, fattori esterni (come infezioni, tossine, cambiamenti nella dieta, malattie, ecc.) possono modificare o distruggere l'equilibrio tra di essi e il disturbo della flora intestinale a sua volta indurrà o accelererà il progresso della malattia. Come uno dei punti caldi della ricerca negli ultimi anni, lo squilibrio della flora intestinale ha sempre attirato l'attenzione delle persone. L'attuale studio ha rilevato che lo squilibrio ecologico del microbiota intestinale durante l'AP è stato definito come la diminuzione della diversità microbica intestinale e il cambiamento dell'equilibrio tra microbiota simbiotico e microbiota patogeno. Il cambiamento della flora intestinale si è verificato nella fase iniziale dell'AP, che può essere coinvolto nell'aggravamento della malattia. Non solo, ma anche un disturbo della flora intestinale precoce è stato riscontrato nella ricerca SAP. Oltre ai batteri intestinali, anche i loro metaboliti come gli acidi grassi a catena corta (SCFA) influenzano il progresso dell'AP. Inoltre, sempre più studi hanno scoperto che i cambiamenti nella flora intestinale durante lo sviluppo di AP possono essere correlati alla gravità della malattia. Nel processo di insorgenza e sviluppo di AP, la secrezione anormale di tripsina e la distruzione della struttura pancreatica portano alla secrezione anormale del pancreas, che può causare cambiamenti nell'omeostasi intestinale e nella flora intestinale. Inoltre, lo studio ha anche scoperto che il microbiota intestinale è un mezzo importante durante l'AP e il suo squilibrio è strettamente correlato alla gravità dell'AP. Allo stato attuale, molti dati sperimentali hanno dimostrato che la diversità dei microrganismi intestinali e la relativa abbondanza di gruppi batterici specifici sono cambiate durante il processo AP.

Sulla base della relazione tra lo squilibrio della flora intestinale e l'insorgenza e lo sviluppo di AP, i possibili meccanismi dello squilibrio microbico intestinale nell'AP sono principalmente i seguenti: (1) disturbo della motilità intestinale: il disturbo della motilità gastrointestinale esiste spesso nell'AP e svolge un ruolo nella malattia progressione. Il disturbo della motilità intestinale può anche portare all'accumulo di sostanze nocive e inibire la crescita dei probiotici. (2) Lesione da ischemia-riperfusione (IRI): citochine pro-infiammatorie come il TNF-α durante AP, il rilascio di insulina può causare IRI della mucosa intestinale e interrompere la microcircolazione intestinale. Una delle principali cause di danno alla microcircolazione intestinale è la distruzione del calice di zucchero. (3) Stress ossidativo: durante l'AP è stato riscontrato un grave stress ossidativo e un percorso della caspasi-3 attivato dall'intestino. Lo stress ossidativo non solo accelera il disordine della funzione di barriera intestinale, ma partecipa anche al disordine del microbiota intestinale. (4) Disfunzione immunitaria: l'immunosoppressione intestinale può essere osservata nella fase iniziale della pancreatite acuta, che è correlata al danno della clearance dei patogeni proliferativi.

In AP, il cambiamento della microflora intestinale è strettamente correlato alla sua presenza e sviluppo, e i metaboliti della microflora intestinale influenzeranno anche gli indicatori metabolici sierici dei pazienti con AP. La microflora intestinale ha un'elevata attività metabolica e può trasformare le fonti dell'ospite e i componenti della dieta in diversi metaboliti. Alcuni metaboliti sono benefici e alcuni sono dannosi. I metaboliti benefici per l'ospite includono acido lattico, acido biliare (BA), SCFA e batteriocina. Queste sostanze sono generalmente considerate fattori antibatterici e svolgono un ruolo chiave nella prevenzione dell'infezione patogena. Inoltre, ci sono anche flora intestinale correlata e diversi prodotti specifici prodotti che possono avere un certo impatto sulla SAP. Nell'intestino umano, i bifidobatteri e i lattobacilli sono probiotici in grado di stimolare le proprietà antitumorali e immunitarie. I principali prodotti del metabolismo dei bifidobatteri sono l'acido lattico e l'acido acetico, che riducono il valore del pH nell'intestino e inibiscono la crescita di microrganismi dannosi. Questo meccanismo è particolarmente evidente nel cieco e nel colon ascendente.

Allo stato attuale, la continua pandemia della malattia da coronavirus (COVID-19) nel 2019 causata dalla sindrome respiratoria acuta grave da coronavirus di tipo 2 (SARS-CoV-2) rappresenta una seria minaccia per la salute pubblica globale e milioni di persone in un numero sempre maggiore di paesi sono a rischio. Questa pandemia non ha colpito solo il sistema medico, ma ha anche influito sull'equilibrio socioeconomico globale. COVID-19 è stato presto designato come pandemia globale dall'Organizzazione mondiale della sanità, perché a gennaio 2021 c'erano circa 98 milioni di casi confermati e circa 2 milioni di decessi confermati. Tuttavia, dallo scoppio di COVID-19, la nostra comprensione di esso è aumentata in modo significativo e una varietà di metodi di trattamento e interventi farmacologici sono stati testati o sono attualmente in fase di sviluppo per ridurne i fattori di rischio. Recentemente, alcuni vaccini candidati hanno mostrato un'efficacia clinica di circa il 95% e sono attualmente in fase di approvazione per l'uso di emergenza in diversi paesi. Pertanto, la vaccinazione come uno dei mezzi efficaci di protezione merita di essere promossa in tutto il mondo. Alcuni studi hanno confermato che diverse microflore intestinali hanno il potenziale per migliorare la risposta immunitaria e ridurre gli eventi avversi dopo la vaccinazione COVID-19 e che la microflora intestinale ha il potenziale per integrare l'efficacia del vaccino. In combinazione con diversi studi recenti, la flora intestinale svolge un ruolo chiave nella regolazione della risposta immunitaria alla vaccinazione ed è correlata alla gravità dei pazienti COVID-19. Tuttavia, la valutazione completa della risposta dell'ospite, in particolare il ruolo della flora intestinale nella produzione di anticorpi, è limitata. Pertanto, il ruolo specifico della flora intestinale nello sviluppo di COVID-19 necessita di ulteriori studi.

La composizione della microflora intestinale e la gravità dell'infezione acuta (incluso COVID-19) hanno una relazione bidirezionale con il polmone, che è chiamata "asse intestino-polmone". Lo squilibrio ecologico intestinale, ovvero l'emergere di organismi patologici virali, modifica la trasduzione del segnale delle cellule epiteliali intestinali e produce reazioni proinfiammatorie, che possono portare a una risposta immunitaria compromessa e rendere i pazienti COVID-19 vulnerabili a gravi malattie. Una varietà di malattie infiammatorie e infettive sono associate a disturbi simbiotici. Diversi studi hanno dimostrato che la diffusione del virus delle feci dei pazienti COVID-19 continuerà per molto tempo dopo la scomparsa dei sintomi respiratori. Ciò dimostra che il tratto gastrointestinale è il sito di replicazione del virus e ha causato preoccupazione per la trasmissione fecale e orale. Ciò è stato ulteriormente confermato da un piccolo studio su 30 pazienti COVID-19. Lo studio ha dimostrato che la diminuzione della diversità biologica è aumentata insieme all'aumento dei batteri opportunisti, tra cui Streptococcus, Rochella, Verona, Clostridium erysipelas e actinomycetes. L'abbondanza di batteri fecali, Clostridium mycobacterium e Clostridium hartwickii è stata associata alla grave malattia da COVID-19. L'abbondanza di Bacteroides e Alisma orientalis benefici era correlata negativamente con la gravità della malattia. Molti studi hanno esplorato la relazione tra disturbi ecologici intestinali, grave COVID-19 e marcatori infiammatori elevati. Bacteroides Donovan e Akermann myxophila e IL-1 β、 IL-6 sono positivamente correlati con CXCL8. Allo stesso modo, IL10, TNF-α e le chemochine (come CXCL10 e CCL2) sono correlate negativamente con il microbiota benefico (come Bifidobacterium adolescents, Eubacterium rectum e Faecalis procterii), che mantengono un livello basso nei campioni fecali raccolti un mese dopo la malattia . In un altro studio che ha coinvolto un piccolo gruppo di pazienti COVID-19, i produttori di acido butirrico (ad esempio, Fecal Procter, Clostridium butyricum, Clostridium parvum ed Eubacterium rectum) sono stati significativamente ridotti e i patogeni condizionali come Enterococcus ed Enterobacteriaceae erano abbondanti nei pazienti gravi con esiti avversi. Sono stati osservati cambiamenti nella microflora intestinale nei bambini con malattia di Kawasaki acuta e non acuta, il che ha ulteriormente suggerito che MISC in SARS-CoV-2 potrebbe essere associato a disturbi ecologici. Studi limitati su pazienti con COVID-19 hanno mostrato disturbi ecologici intestinali. Un piccolo rapporto all'inizio della pandemia ha mostrato che i livelli di lattobacilli e bifidobatteri nei pazienti con COVID-19 erano bassi. Zuo et al. ha mostrato che l'RNA del virus COVID-19 nelle feci di quasi la metà dei pazienti campionati era positivo, il che è durato a lungo dopo che il tratto respiratorio è stato liberato. Inoltre, gli autori hanno scoperto che i pazienti con RNA virale avevano livelli più elevati di agenti patogeni opportunistici. Per chiarire meglio il ruolo dei probiotici nel trattamento del COVID-19, sono attualmente in corso diversi studi. Le chiare raccomandazioni sui probiotici e sul trattamento del COVID-19 necessitano ancora di ulteriori prove, sebbene vi siano razionalità biologica e motivi per sperare che possano svolgere un ruolo benefico.

Nell'era attuale della continua prevalenza di COVID-19, molti pazienti devono affrontare contemporaneamente infezione da COVID-19 e AP, il che pone nuove sfide alla diagnosi e al trattamento dei medici. Basato sul ruolo chiave dello squilibrio della flora intestinale nell'infezione AP e COVID-19 e sui vantaggi unici della metabonomica nella diagnosi e nella prognosi delle malattie infettive. Pertanto, la nostra ricerca si basa sul fatto che lo squilibrio della flora intestinale svolge un ruolo importante nello sviluppo dell'infezione da COVID-19 e AP, considerando l'impatto della flora intestinale e dei suoi metaboliti sugli indicatori sierologici dei pazienti. Lo scopo di questo studio era di esplorare la complessa relazione tra i cambiamenti nel microbioma intestinale e il metabolita del siero in pazienti con nuova infezione da coronavirus e pancreatite acuta, sperando di fornire un aiuto per la diagnosi clinica e il trattamento di pazienti con nuova infezione da coronavirus e pancreatite acuta.