مقاله منتشر شده در بررسی های انتقادی در علوم غذایی و تغذیه ژورنال مروری بر نقش میکروبیوتای روده در شکل دادن به پاسخ ایمنی میزبان به سندرم حاد تنفسی ویروس کرونا 2 (SARS-CoV-2) ارائه می دهد.
مطالعه: میکروبیوم روده و ایمنی ضد ویروسی در COVID-19. اعتبار تصویر: Design_Cells / Shutterstock
زمینه
SARS-CoV-2، پاتوژن عامل بیماری همه گیر کروناویروس 2019 (COVID-19)، یک ویروس RNA است که عمدتاً دستگاه تنفسی فوقانی و تحتانی را تحت تأثیر قرار می دهد. این ویروس همچنین شناخته شده است که به طور بالقوه دستگاه گوارش (GI) را هدف قرار می دهد و ترکیب و تنوع میکروبیوتای روده را مختل می کند.
میکروبیوتای روده مجموعه ای از میکروب هایی است که به طور طبیعی در دستگاه گوارش زندگی می کنند. دستگاه گوارش حاوی تریلیون‌ها میکروب است که برای تنظیم فرآیندهای فیزیولوژیکی مختلف، از جمله سیستم ایمنی، با یکدیگر تعامل دارند. تغییر در ترکیب و تنوع میکروبیوتای روده دیس بیوز نامیده می شود که پاسخ ایمنی و التهاب را مختل می کند.
میکروبیوتای روده و کووید-19
علائم گوارشی، از جمله تهوع، استفراغ و اسهال، در 60 درصد از بیماران COVID-19 مشاهده شده است. یک میکروبیوتای روده در بیماران COVID-19 بدون توجه به وجود علائم گوارشی مشاهده شده است. نکته مهم این است که مشاهده شده است که دیسبیوز تا 6 ماه پس از پاکسازی بالینی SARS-CoV-2 از دستگاه تنفسی ادامه دارد.
تغییرات میکروبیوتای روده که معمولاً در بیماران COVID-19 مشاهده می شود شامل کاهش جمعیت باکتریایی مشترک با عملکردهای تعدیل کننده ایمنی است که به حفظ یکپارچگی سد GI و هموستاز ایمنی کمک می کند.
بخش قابل توجهی از بیماران COVID-19 علائم طولانی مدتی را نشان می دهند که از نظر پزشکی به عنوان طولانی مدت COVID-19 شناخته می شود. مطالعات نشان داده است که افراد مبتلا به کووید طولانی مدت، جمعیت باکتریایی کممنسال را کاهش داده و میکروبیوتای کلی روده را تغییر داده اند. علاوه بر این، کاهش جمعیت باکتریایی با افزایش غلظت سرمی واسطه های پیش التهابی در این بیماران ارتباط دارد.
کاهش جمعیت باکتریایی مشترک با غنی‌سازی جمعیت باکتریایی بیماری‌زا و کاهش تنوع میکروبیوتای روده همراه است. مطالعات نشان داده‌اند که این تغییرات در ترکیب و تنوع میکروبیوتای روده ممکن است با افزایش نفوذپذیری روده، جابه‌جایی میکروبی، التهاب شدید و پیش‌آگهی ضعیف COVID-19 مرتبط باشد.
علاوه بر جمعیت باکتریایی، عفونت SARS-CoV-2 برای تغییر جمعیت قارچی روده شناخته شده است. غنی سازی در پاتوژن های قارچی فرصت طلب در بیماران COVID-19 مشاهده شده است. پاتوژن هایی مانند این ها با ذات الریه و علائم تنفسی مرتبط هستند و بر تجمع باکتری های روده تأثیر می گذارند.
میکروبیوم روده و ورود سلول میزبان SARS-CoV-2
گلیکوپروتئین سنبله SARS-CoV-2 با آنزیم مبدل آنژیوتانسین ۲ (ACE2) گیرنده غشای سلول میزبان تعامل می کند تا فرآیند ورود ویروس را آغاز کند. علاوه بر سلول های اپیتلیال تنفسی، ACE2 در سطح بالایی در معده، ایلئوم و کولون بیان می شود و احتمال ورود مستقیم ویروس به دستگاه گوارش را برجسته می کند.
فراوانی گونه‌های باکتریایی خاص که بیان ACE2 را کاهش می‌دهند، با شدت COVID-19 ارتباط منفی دارد. بیماران مبتلا به دیابت یا چاقی تعداد کمی از این باکتری ها را نشان می دهند و در بالاترین خطر مرگ و میر ناشی از COVID-19 قرار دارند.
میکروبیوم روده و پاسخ ایمنی به عفونت SARS-CoV-2
میکروبیوتای روده با تعدیل سیگنال دهی اینترفرون نوع 1، پاسخ ایمنی ضد ویروسی میزبان را تحریک می کند. در بیماران شدید COVID-19، اختلال در پاسخ اینترفرون و یک پاسخ ایمنی تطبیقی سرکوب شده باعث آسیب ریه می شود. تغییرات ناشی از SARS-CoV-2 در میکروبیوتای روده ممکن است با این آسیب شناسی ها مرتبط باشد.
Inflammasome، یک مجموعه چند پروتئینی سیتوزولی، شناخته شده است که با پاتوژنز COVID-19 مرتبط است. شواهد اخیر نشان می‌دهد که التهاب‌ها باعث آزاد شدن تله‌های خارج سلولی نوتروفیل توسط نوتروفیل‌ها در بیماران شدید COVID-19 می‌شوند که به نوبه خود با اختلال در عملکرد ریه همراه است.
یک میکروبیوتای روده تغییر یافته ممکن است با تحریک فعال شدن التهاب در پاتوژنز COVID-19 کمک کند. به عنوان مثال، در بیماران مبتلا به کووید-19 مبتلا به اختلالات قلبی، افزایش فعال شدن التهاب‌ها و افزایش نشانگرهای یک روده نشت‌کننده، مانند پروتئین اتصال به لیپوپلی ساکارید، مشاهده شده است.
میکروبیوتای روده برای تنظیم سیستم ایمنی تطبیقی حیاتی است. به عنوان مثال، در پاسخ به عفونت ویروسی، میکروبیوتای روده باعث فعال شدن سلول‌های B و سلول‌های T می‌شود، بنابراین در تولید آنتی‌بادی و تولید سلول‌های ایمنی حافظه ویژه ویروس شرکت می‌کند.
مشخص شده است که تجویز باکتری‌های کامنزال خاص باعث افزایش سطح آنتی‌بادی خنثی‌کننده در خون در پاسخ به واکسیناسیون ویروسی می‌شود. اثرات مشابهی در بیماران COVID-19 مشاهده شده است.
محور ایمنی روده-ریه
میکروبیوتای روده نقش اساسی در تنظیم سلامت ریه ایفا می کند. سلول های ایمنی از روده به دستگاه تنفسی مهاجرت می کنند تا پاتوژن های مهاجم را از بین ببرند. به این محور ایمنی روده-ریه می گویند.
تغییر در ترکیب میکروبیوتای روده خطر ابتلا به بیماری های تنفسی مانند آسم را افزایش می دهد. در بیماران COVID-19، باکتری های فرصت طلب دستگاه تنفسی فوقانی در میکروبیوتای روده شناسایی شده است. به طور مشابه، عدم تعادل در میکروبیوتای ریه در بیماران COVID-19 مبتلا به دیس بیوزیس مشاهده شده است. این مشاهدات وقوع انتقال دو طرفه میکروب ها بین روده و ریه را برجسته می کند.
تعدیل میکروبیوتای روده به عنوان یک مداخله درمانی برای COVID-19
با توجه به ارتباط معنی دار بین دیس بیوز و پاسخ ایمنی ضد SARS-CoV-2، تعدیل میکروبیوتای روده یک مداخله درمانی بالقوه برای COVID-19 در نظر گرفته شده است.
پیوند میکروبیوتای مدفوع، که نمایانگر کل میکروبیوتای روده است، از یک اهدا کننده سالم به دستگاه گوارش گیرنده، یک استراتژی بالقوه برای درمان عفونت باکتریایی در نظر گرفته می شود. این استراتژی در حال حاضر تحت بررسی بالینی در بیماران COVID-19 است.
پری بیوتیک های رژیمی فیبرهای غیر قابل هضم هستند که برای افزایش نسبت باکتری های مشترک و کاهش نسبت باکتری های بیماری زا استفاده می شوند. شواهدی وجود دارد که مزایای سلامتی پری بیوتیک ها را در بیماران COVID-19 نشان می دهد.
پروبیوتیک ها موجودات زنده ای هستند که دارای اثرات تعدیل کننده سیستم ایمنی هستند. علاوه بر این، پپتیدهای تولید شده توسط پروبیوتیک ها اثرات مهاری ACE2 را نشان داده اند. بنابراین، پروبیوتیک ها یک استراتژی کمکی بالقوه در درمان بیماران COVID-19 در نظر گرفته می شوند.