Коинфицирующие патогены и микробиом из положительных и отрицательных образцов SARS-CoV-2

В недавнем исследовании, опубликованном в ПЛОС ОДИНИсследователи оценили сопутствующие инфекции у пациентов с тяжелым острым респираторным синдромом, инфицированных коронавирусом 2 (SARS-CoV-2). Кроме того, они исследовали различия в микробных профилях SARS-CoV-2-положительных и SARS-CoV-2-отрицательных образцов.

Исследование: Оценка совместно циркулирующих патогенов и микробиома при инфекциях COVID-19. Изображение предоставлено: Катерина Кон/Shutterstock

Фон

За последние два года коронавирусная болезнь 2019 года (COVID-19) разрушила здоровье и жизнь людей во всем мире. В течение нескольких месяцев после его появления исследования также сообщали о коинфекции другими микробными патогенами, включая бактерии, вирусы и грибки.

Метаанализ рассмотрел 118 опубликованных исследований в период с 2019 по 2021 год и показал, что 19% пациентов с COVID-19 страдали сопутствующими инфекциями. Бактериальные коинфекции были связаны с наиболее тяжелыми исходами, включая смерть.

В этих исследованиях в основном использовались анализы полимеразной цепной реакции с обратной транскриптазой (ОТ-ПЦР) в реальном времени для обнаружения коинфицирующих патогенов. Учитывая ограниченную чувствительность ПЦР-тестов, обнаружение коинфекций по-прежнему ограничивалось известными или предполагаемыми мишенями.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи проанализировали клинические образцы, представленные в Департамент общественного здравоохранения Калифорнии (CDPH) для диагностического тестирования SARS-CoV-2 в период с февраля 2020 г. по июль 2020 г., на наличие вирусных, бактериальных и грибковых коинфицирующих патогенов и не -патогены.

Набор образцов включал 203 образца мазков из носоглотки (NP) и ротоглотки (OP), из которых 101 и 102 были положительными по SARS-CoV-2 и отрицательными по SARS-CoV-2 соответственно. Кроме того, исследователи собрали большую часть этих образцов после того, как после марта 2020 года введенный в масштабах штата мандат «Укрытие на месте» сократил циркуляцию респираторных вирусных патогенов.

Команда использовала седьмую версию (v7) ливерморского массива обнаружения микробов Лоуренса (LLMDA), платформы для обнаружения микробов широкого спектра действия, для анализа собранных образцов. Эта платформа быстро обрабатывала до 96 клинических образцов одновременно. С помощью зондов дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) он может обнаруживать более 12 000 видов микробов, включая 4219 видов вирусов, 5367 видов бактерий и 265 видов грибов. Кроме того, он смог обнаружить 117 простейших и 293 архебактерии.

Команда провела дополнительный анализ последовательности 16S рибосомальной рибонуклеиновой кислоты (рРНК) для оценки микробиома исследуемых образцов. Наконец, они провели биоинформатический и статистический анализ для оценки микробного профиля этих образцов.

Результаты исследования

LLMDA обнаружил SARS-CoV-2 во всех образцах с пороговыми значениями цикла ≥34, т. е. 92/101 (91%) проб с положительным результатом RT-PCR на SARS-CoV-2. Пять наиболее распространенных бактерий, обнаруженных LLDMA в положительных и отрицательных образцах SARS-CoV-2, были пиогенный стрептококк, Стрептококк агалактиа, Превотелла промежуточная, Пневмококка также Микоплазменная черепаха.

Также было обнаружено гемофильная палочка в восьми из 101 положительного образца SARS-CoV-2. Метаанализ Lansbury et al. обнаружили, что наиболее распространенными бактериальными коинфекциями были синегнойная палочка, Микоплазменная пневмонияа также гемофильная палочка. Кроме того, они определили респираторно-синцитиальный вирус (RSV) и грипп A как наиболее частые коинфицирующие вирусы. Они рассмотрели 30 исследований с участием 3834 пациентов, опубликованных в период с января по апрель 2020 года.

LLMDA не обнаружила RSV или грипп A в образцах, положительных на SARS-CoV-2, вероятно, потому, что их распространение сократилось после принятия правительством политики обязательного ношения масок. Однако они обнаружили метапневмовирус человека в шести отрицательных образцах SARS-CoV-2, собранных в марте/апреле 2020 года.

В целом LLMDA обнаружила вирусы и бактерии в 125 из 203 образцов. Либо в оставшихся 78 образцах было недостаточно микробной или вирусной ДНК, либо концентрации вирусов и бактерий в этих образцах были ниже предела обнаружения LLMDA. Предыдущие оценки других версий LLMDA показали, что образцы мазков из носа/горла более эффективны, чем образцы NP для извлечения нуклеиновых кислот ниже по течению.

Firmicutes, Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes и Fusobacteria составляют 98% последовательностей, обнаруженных с помощью анализа последовательности 16S рРНК. Анализ 16S рРНК для вариантов последовательности ампликона (ASV) показал, что микробный профиль носа был очень индивидуальным. В то время как ASV в пределах Moraxellaceae и Corynebacteriaceae имели более высокую распространенность в положительных образцах SARS-CoV-2, среди Pasturellaceae и Streptococcaceae их было меньше.

Предыдущие исследования дали противоречивые результаты об изменениях микробиома носа и полости рта после COVID-19. Например, недавнее исследование показало, что межличностные различия вызывают изменения в микробиоме носовой и ротовой областей на основе секвенирования 16S рРНК, а не COVID-19. Другое исследование показало явное снижение разнообразия микробиома носоглотки у пациентов с COVID-19. В целом, нет достаточных данных о том, что инфекция SARS-CoV-2 влияет на общее разнообразие микробиома носа и полости рта.

Выводы

Подводя итог, исследователи обнаружили один или несколько вирусов или бактерий в 62% клинических образцов, исследованных в текущем исследовании. С. пиогенес а также С.пневмония идентифицированы как наиболее распространенные виды коинфицирующих бактерий у пациентов с COVID-19. Исследователи не смогли сопоставить клинические симптомы COVID-19 с сопутствующими инфекциями из-за нехватки клинических данных. Однако они не наблюдали существенной разницы в количестве микробных патогенов, обнаруженных в положительных и отрицательных образцах SARS-CoV-2.

Существует острая необходимость в дополнительных лонгитюдных исследованиях с участием когорт с хорошо охарактеризованными клиническими данными, чтобы определить, какие популяции микробиома носа могут быть связаны с прогрессированием и тяжестью COVID-19.

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.