Чи варто враховувати мікробіом кишечника та легені у перебігу поточної пандемії COVID-19?

Хоча пацієнти, інфіковані ГРВІ-CoV-2, як правило, страждають на респіраторне захворювання, деякі пацієнти також повідомляють про шлунково-кишкові симптоми. Наявність вірусних рецепторів у епітеліальних клітинах шлунково-кишкового тракту та змінений склад мікробіоти кишечника у деяких пацієнтів можуть мати наслідки для лікування COVID-19.

Кишкова мікробіота впливає на баланс між прозапальними та регуляторними реакціями та формує імунну систему господаря

Наша імунна система - це система клітин і тканин, яка захищає людину від вторгнення патогенних мікроорганізмів, одночасно забезпечуючи толерантність до дієтичних тваринних та рослинних матеріалів, небезпечних організмів (тобто нашої мікробіоти) та самості.

Щоб імунна система могла нормально функціонувати, їй потрібно піддавати дії антигенів з їжею та мікроорганізмами. Статус нашого захисту також тісно пов’язаний з харчовим статусом господаря. Іншими словами, відповідний харчовий статус означає, що захисні сили організму працюють належним чином, тоді як, навпаки, певні фізіологічні (наприклад, старіння та заняття спортом, що вимагають низької маси тіла, такі як елітна гімнастика) та патологічні ситуації (наприклад, ожиріння та розлади харчування) можуть спровокувати імунну функцію знецінення.

Імунна система кишечника є однією з найширших мереж імунних клітин в організмі, і спільнота кишкових коменсалів у просвіті кишки має глибокий вплив на його фенотип. В результаті прямого контакту зі слизовою оболонкою або розчинними хімічними медіаторами виявлено, що декілька коменсальних видів Lactobacillus та Bifidobacterium регулюють імунітет хазяїна. Однак роль мікроорганізмів кишечника в імунних реакціях господаря не є однозначною. Наприклад, сегментовані ниткоподібні бактерії, що колонізують клубову кишку, впливають на захисні імунні реакції, що може спричинити аутоімунітет у сприйнятливих господарів.

У поточній боротьбі з COVID-19 антивірусні захисні механізми господаря можуть визначати тяжкість захворювання та розвиток

Хоча важкий гострий респіраторний синдром коронавірусу 2 (SARS-CoV-2) інфекція, як правило, легкий, він іноді переростає у важку пневмонію та спричинює смерть. Це трапляється особливо у літніх людей та осіб із супутніми захворюваннями, оскільки імунні клітини господаря вивільняють більше запальних цитокінів, ніж потрібно (так звана «буря цитокінів»), що може спричинити широке запалення та летальний результат.

Ця надмірно реактивна імунна система, мабуть, вказує на те, що імунодепресивні методи лікування, які блокують вироблення цитокінів, можуть допомогти заспокоїти «бурю цитокінів» та допомогти відновити пацієнтів. Крім того, попередні дані показують, що в міру прогресування тяжкості захворювання у пацієнтів з COVID-19 паралельне підвищення рівня запальних цитокінів може спричинити зменшення та функціональне виснаження CD8 + Т-клітин, що може відкрити новий цільовий потенціал у боротьбі з COVID-19.

На підтвердження цих висновків нещодавні дослідження (тут; тут) виявили знижений рівень циркулюючих CD8 + Т-клітин у людей, інфікованих ГРВІ-CoV-2, особливо у важких випадках. Це змусило вчених стверджувати, що рівні циркулюючих CD8 + Т-клітин можуть бути незалежним предиктором тяжкості COVID-19 та ефективності лікування.

У цьому контексті можна стверджувати, що перехресні зв’язки мікроорганізмів та імунної системи кишечника можуть працювати як команда для нормалізації імунної відповіді господаря, хоча для подальшого розуміння того, як SARS-CoV-2 впливає на імунну систему, необхідні подальші базові та клінічні дослідження.

Як може пройти мікробіом кишечника при боротьбі з COVID-19?

У той час як у пацієнтів, інфікованих ГРВІ-CoV-2, зазвичай спостерігаються лихоманка та респіраторні захворювання, деякі пацієнти також повідомляють про шлунково-кишкові симптоми (навіть на початку захворювання), такі як діарея, блювота та біль у животі.

Ці симптоми можуть мати своїм корінням не лише використання антибіотиків для боротьби з бактеріальною пневмонією, вторинною внаслідок вірусної респіраторної інфекції, але і в здатності вірусу інфікувати та реплікуватись у кишечнику, враховуючи те, що вірусна РНК була вилучена зі стільця інфікованих пацієнтів. Більше того, рецептор, який SARS-CoV-2 використовує для зараження клітин господаря, може експресуватися в ротовій порожнині, стравоході, шлунку, кишечнику (і в кишкових дистальних органах, включаючи жовчний міхур, серцевий м’яз, нирки і навіть мозочок).

Залучення шлунково-кишкового середовища до COVID-19 також підтверджується невеликими серіями випадків, які показують, що деякі пацієнти мають змінений склад мікробіоти кишечника з виснаженими Lactobacillus і Bifidobacterium. Безсумнівно, ми побачимо в майбутньому більші когортні дослідження.

Хоча вісь кишечник-легеня не нова і була запропонована при розвитку певних респіраторних станів, респіраторні симптоми COVID-19, шлунково-кишковий тропізм ГРВІ-CoV-2 та змінена мікробіота кишечника в деяких випадках роблять розгляд шлунково-кишкового тракту потенційною мішенню в лікуванні та передачі захворювання..

Чи можуть пробіотики та пребіотики відігравати важливу роль у захисті від ГРВІ-CoV-2?

Хоча на перший погляд роль кишкових бактерій у поліпшенні результатів дихання може здатися науковою фантастикою, попередні дослідження на мишах та людях підкреслювали переваги харчових волокон та пробіотиків у покращенні деяких симптомів та наслідків для здоров’я при респіраторних захворюваннях.

Більш релевантні поточній пандемії COVID-19, два мета-аналізи (тут; тут) повідомили про ефективність пробіотиків у зменшенні частоти та тривалості вірусних респіраторних інфекцій. Нещодавно Національна комісія охорони здоров’я Китаю та Національна адміністрація традиційної китайської медицини рекомендували пробіотики для лікування пацієнтів з важкою інфекцією COVID-19 як засіб профілактики вторинної бактеріальної інфекції.

Однак у світлі цих попередніх висновків ще рано рекомендувати пробіотики для профілактики пневмонії або зменшення смертності відділення інтенсивної терапії у пацієнтів з COVID-19, зробив висновок кореспонденція в The Lancet Gastroenterology & Hepatology.

Що стосується пребіотиків, попереднє дослідження показало, що дієта, доповнена ферментуючим клітковиною інуліном протягом 8 тижнів, призвела до підвищення рівня CD8 + Т-клітин у легенях мишей, інфікованих вірусом грипу А. Миші з добавкою інуліну продемонстрували 10-кратне зменшення вірусного навантаження на грип А та збільшили виживання. Якою мірою збільшення розчинних харчових продуктів, багатих клітковиною, як засобів для поліпшення одужання та виживання у людей, інфікованих ГРВІ-CoV-2, ще належить з'ясувати.

Незважаючи на те, що потенціал трансплантації калової мікробіоти при передачі COVID-19 невідомий, міжнародна експертна група рекомендує перевірити всіх донорів FMT на наявність SARS-CoV-2 та поставити заморожені зразки на карантин протягом 30 днів і випускати їх лише у тому випадку, якщо донор цього не зробив розвинулася симптоматика.

Загалом, наявні дані до теперішнього часу показали, що інфекція SARS-CoV-2 виходить за межі легенів і може впливати не тільки на імунну систему, але і на шлунково-кишковий тракт. Хоча для того, щоб рекомендувати пробіотики та пребіотики пацієнтам із COVID-19, потрібно більше доказів на людях, враховуючи шлунково-кишковий тракт та мікробіом кишечника у боротьбі з вірусом, може запропонувати цінний підхід у клінічній ситуації.

Список літератури:

Calder PC. Харчування імунної системи. Proc Nutr Soc. 2013; 72 (3): 299-309. doi: 10.1017/S0029665113001286.

Calder PC & Yaqoob P (2012). Поживна регуляція імунної відповіді. В: Сучасні знання в галузі харчування, 10-е видання, с. 688-708 [JW Erdman, IA Macdonald and SHH Zeisel, редактори]. Еймс: ILSI.

Yang Y, Shen C, Li J, et al. Рясне підвищення рівня IP-10, MCP-3 та IL-1ra під час зараження ГРВІ-CoV-2 пов'язане з тяжкістю захворювання та летальним наслідком. doi: 10.1101/2020.03.02.20029975 [Препринт]. 2020 [цитоване 2020 30 квітня]. Доступно з: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.03.02.20029975v1

Місяць С. Боротьба з COVID-19 виснажує Т-клітини. Nat Rev Immunol. 2020; 1. doi: 10.1038/s41577-020-0304-7.

Zheng M, Gao Y, Wang G, et al. Функціональне виснаження противірусних лімфоцитів у пацієнтів з COVID-19. Клітинка Mol Immunol. 2020; 17: 533-5. doi: 10.1038/s41423-020-0402-2.

Вонг Ш., Луї РНС, Сун Джі. COVID-19 та травна система. J Гастроентерол Гепатол. 2020. doi: 10.1111/jgh.15047.

Mak JWY, Chan FKL, Ng SC. Пробіотики та COVID-19: один розмір підходить не всім. Lancet Gastroenterol Hepatol. 2020. doi: 10.1016/S2468-1253 (20) 30122-9.

Hao Q, Dong BR, Wu T. Пробіотики для профілактики гострих інфекцій верхніх дихальних шляхів. Cochrane Database Syst Rev. 2015; (2): CD006895. doi: 10.1002/14651858.CD006895.pub3.