Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) и COVID-19 могут иметь много общих изменений в молекулярных механизмах, микробных сообществах и биохимических путях, поэтому технологии "омики" могут внести значительный вклад в расшифровку механизмов, вызывающих эти изменения, улучшая уход за пациентами и исход заболевания.
Микробиом и метаболом в основном изучались при ВЗК, и аналогичные, но относительно немногочисленные исследования проводились у пациентов с COVID-19; в данном обзоре мы рассмотрели аналогии и различия в микробиоте кишечника и метаболоме жидкостей организма между ВЗК и COVID-19 с целью выявления микробных и метаболических отличительных признаков, связывающих ВЗК и инфекцию SARS-CoV-2.
ВЗК и COVID-19 характеризуются дисбиозом кишечника, связанным с нарушением барьерной функции кишечника и иммуноопосредованным хроническим воспалением. Однако COVID-19 может быстро развиться до мультисистемного поражения органов из-за дисрегуляции фульминантного воспалительного ответа, так называемого "цитокинового шторма". Очевидный дисбаланс между количеством исследований микробиоты кишечника при ВЗК и при SARS-CoV-2 не исключает надежного анализа данных; мы заметили больше сходств, чем различий в изменениях микробиоты кишечника при ВЗК и COVID-19. Истощение F. prausnitzii, E. rectale, R, bromii, Lachnospiraceae, C. leptum и избыточный рост Enterococcus, E. coli, Shigella, P. mirabilis, Fusobacterium, Veillonellaceae являются общими паттернами дисбиоза, играющими ключевую роль в тяжести и клиническом исходе ВЗК и COVID-19.
Интригующим различием между ВЗК и COVID-19 является обилие A. muciniphila, грамотрицательной бактерии, принадлежащей к филуму Verrucomicrobia. A. muciniphila колонизирует слой слизи вблизи эпителиальных клеток кишечника и способна разрушать сахара муцина и белковую основу с помощью специфических ферментов, таких как сиалидазы и фукозидазы, обеспечивая углеродом и азотом бактерии, не способные производить эти ферменты (van Passel et al., 2011). При деградации слизи под действием A. muciniphila образуются короткоцепочечные жирные кислоты, которые принимают активное участие в поддержании метаболического здоровья хозяина. Поэтому A. muciniphila оказывает ряд благотворных эффектов на здоровье хозяина, уменьшая воспаление, стимулируя биосинтез муцина и толщину слизи, сохраняя целостность мукозального барьера, увеличивая экспрессию белков плотного соединения (например, окклюзирующих) и модулируя кишечный адаптивный иммунный ответ. Истощение A. muciniphila при ВЗК, о котором сообщалось в нескольких исследованиях, подтверждает хорошо известную обратную связь между этой бактерией и ВЗК (Rajilić-Stojanović et al., 2013); с другой стороны, обогащение A. muciniphila у пациентов с COVID-19 было связано с обогащением оппортунистическими патогенами, такими как Enterococcus, Staphylococcus, Serratia, Collinsella, Actinomyces и многими другими (Gaibani et al., 2021).
Озабоченность вызывают результаты по пробиотическим штаммам Lactobacilli и Bifidobacteria, особенно у пациентов с COVID-19. Эти штаммы представляют собой грамположительные, не образующие спор, продуцирующие молочную кислоту бактерии, противовирусная активность которых осуществляется различными механизмами, включая синтез противовирусных ингибирующих метаболитов, регуляцию защитных иммунных реакций, а также путем конкуренции за питательные вещества и места колонизации с вирусом и, более широко, с патогенами (Kesika et al., 2021). В пяти исследованиях сообщалось об обогащении Lactobacillus у пациентов с COVID-19, что опровергает общее представление о том, что дисбиоз кишечника вследствие тяжелых инфекций способствует истощению этих штаммов (Harper et al., 2021). Очень мало данных подтверждают истощение Lactobacillus и Bifidobacterium у пациентов с COVID-19 и для выяснения значимости обогащения Lactobacillus и Bifidobacterium при COVID-19 необходимы дальнейшие исследования.
Появляющиеся данные указывают на роль микробиома в модуляции иммунного ответа на вакцинацию и роль метаболического профиля в прогнозировании результатов вакцинации (Hagan et al., 2019; Alexander et al., 2021). Поэтому микробиомика и метаболомика могут считаться мощными инструментами для раннего выявления и мониторинга лиц, подверженных риску неблагоприятных событий, например, уязвимых лиц или пациентов с тяжелыми хроническими заболеваниями. Расшифровка индивидуальной метаболической и микробной картины при ВЗК имеет решающее значение для определения эффективной стратегии безопасного введения вакцины (например, для выявления любых метаболических/микробных изменений, вызванных недавней терапией стероидами или ритуксимабом), для ведения вакцинированных лиц и для предотвращения любых возможных неблагоприятных последствий у лиц из группы риска.
