Исследование микробиома у пациентов с постковидным синдромом и поражением ЖКТ для улучшения состояния здоровья и сокращение сроков реабилитации

Проект: Исследование микробиома у пациентов с постковидным синдромом и поражением ЖКТ для улучшения состояния здоровья и сокращение сроков реабилитации

ИРН AP09563198

Актуальность: В связи с актуальностью исследуемого вопроса и прямого влияния состава кишечного микробиома на течение заболевания COVID-19, диагностику коронавирусной инфекции в желудочно-кишечном тракте и высокой роли микробиома в повышении иммунитета, необходимо подробное изучение основных генетических характеристик кишечного микробиома при коронавирусной инфекции и системном поражении организма пациента после перенесенного COVID-19 (постковидный синдром, проявляющийся осложнениями дыхательной, сердечно-сосудистой, пищеварительной и выделительной системами органов при вирусной инфекции SARS-CoV-2).

Полученные результаты позволят улучшить клинические протоколы по ведению пациентов с перенесенной коронавирусной инфекцией и дадут возможность скорректировать состояние организма после системного поражения и сократить сроки реабилитации. Тем самым снизить распространенность постковидного синдрома и уменьшить загруженность отечественной системы здравоохранения в период мировой пандемии по коронавирусной инфекции COVID-19 (SARS-CoV-2).

Цель исследования: Комплексное изучение различных индикаторов микробиома желудочно-кишечного тракта и предикторов оценки состояния здоровья пациентов после перенесенной коронавирусной инфекции для улучшения реабилитации.

Ожидаемые результаты:

В результате решение поставленной цели и задач будут получены следующие результаты:

1) Будет проведен ретроспективный, эпидемиологический анализ случаев заражения коронавирусной инфекцией, и дана оценка распространённости симптомов, связанных с расстройствами со стороны пищеварительной системы;

2) Будут изучены основные генетические характеристики кишечного микробиома при коронавирусной инфекции и системном поражении организма пациента после перенесенного COVID-19 (постковидный синдром, проявляющийся осложнениями дыхательной, сердечно-сосудистой, пищеварительной и выделительной системами органов при вирусной инфекции SARS-CoV-2);

3) Будут представлены рекомендации по улучшению клинических протоколов по ведению пациентов и пересмотру сроков реабилитации пациентов с перенесенной КВИ на основе результатов, полученных в ходе исследования кишечного микробиома.

Также по результатам исследования будет опубликованной, принятой в печать или поданной 1 (одна) статья, в рецензируемое научное издание, входящее в Science Citation Index Expanded или Social Science Citation Index в базе Web of Science и (или) имеюще процентиль по CiteScore в базе Scopus не менее 35 (тридцати пяти).

Достигнутые результаты:  

В рамках проведенного ретроспективного, эпидемиологического анализа случаев заражения коронавирусной инфекцией, и проведения оценки распространённости симптомов, связанных с расстройствами со стороны пищеварительной системы, были получены следующие результаты: В настоящее время установлено, что начальным этапом заражения становится проникновение вируса SARS-CoV-2 в клетки-мишени посредством присоединения к рецепторам ангиотензин-превращающего фермента II типа (АПФ2) в эпителиальных клетках верхних дыхательных путей. Верхний отдел пищевода, эпителиальные клетки желудка, двенадцатиперстной, подвздошной, толстой кишки также содержат большое количество рецепторов АПФ2, что может свидетельствовать о возможности поражения вирусом SARS-CoV-2 клеток желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). В нашем исследовании, среди всех рекрутированных пациентов наиболее часто встречались пациенты с пневмонией – 82% случаев, с ожирением 1-3 степени и болезнями системы кровообращения (БСК) – 52%, с расстройствами желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) – 37%, сахарный диабет 2 степени – 20%. В биотопах тонкой и толстой кишки, полученных при проведении колоноскопии/аутопсии, вирус также был выявлен, а в образцах кала он присутствовал более 70 дней после появления первых симптомов заболевания. Основным симптомом индийского штамма коронавируса, является расстройство желудочно-кишечного тракта. Расстройство желудочно-кишечного тракта, проявляются в виде – диареи, тошноты, боли в животе, рвоты. Частота гастроинтестинальных симптомов COVID-19 широко варьирует, составляя, примерно от 2-10% до 20%. По данным других источников, приблизительно у 3,34-11,4% пациентов с COVID-19 возможны симптомы поражения ЖКТ. У пациентов с диарей на фоне COVID-19 был выявлен повышенный уровень фекального кальпротектина, что свидетельствует о наличии воспалительных изменений в кишечнике на фоне инфекции SARS-CoV-2.

В рамках изучение основных генетических характеристик кишечного микробиома при коронавирусной инфекции и системном поражении организма пациента после перенесенного COVID-19 (постковидный синдром, проявляющийся осложнениями дыхательной, сердечно-сосудистой, пищеварительной и выделительной системами органов при вирусной инфекции SARS-CoV-2) были получены следующие результаты: В ходе проведенного анализа композиционного состава микробиоты кишечника участников исследования с использованием в качестве маркера 16S рРНК было выявлено более 35 видов бактерий, большинство из которых относится к четырем типам: Firmicutes, Actinobacteria, Bacteroides и Proteobacteria, что согласно литературным данным соответствует сведениям о кишечной микрофлоре условно-здорового взрослого человека. Выявлены также представители других филумов, включая Fusobacteria, Elusimicrobia, Synergistetes, Spirochaetes и Verrucomicrobia. Также были обнаружены штаммы Streptophyta (Eukaryota). Нарушения состава микробиоты кишечника возможны при многих заболеваниях как ЖКТ, так и других органов и систем (например, ожирение, сахарный диабет, сердечно-сосудистые, аутоиммунные, психические заболевания и др.). Было выявлено, что микробиота кишечника пациентов с COVID-19, не принимавших какие-либо антибактериальные препараты до момента госпитализации, характеризовалась более высокой представленностью патогенных и условно-патогенных бактерий, таких как Clostridium hathewayi, Bacteroides nordii, Actinomyces viscosus. Микробиота кишечника пациентов с тяжёлым течением COVID-19 отличалась исходно более высокой представленностью таких штаммов как Clostridium hathewayi, Collinsella aerofaciens, Collinsella tanakaei, Streptococcus infantis, Morganella morganii. Фирмикуты содержат класс Clostridia и Bacillus. Также было установлено, что представленность бактерий филы Firmicutes, а особенно Clostridium ramosum и Clostridium hathewayi, коррелировала со степенью тяжести инфекции COVID-19. И напротив, представленность бактерий Alistipes onderdonkii и Faecalibacterium prausnitzii обратно коррелировала со степенью тяжести течения инфекции COVID-19. Бактерии рода Bacteroides могут быть потенциально протективными в отношении вируса SARS-CoV-2. Положительная корреляционная связь была выявлена между представленностью бактерии Erysipelotrichaceae bacterium и уровнем вирусной нагрузки SARS-CoV-2 в фекальной микробиоте. Результаты отдельных исследований показали, что бактерии рода Erysipelotrichaceae могут принимать участие в развитии воспалительных заболеваний кишечника.

В рамках задачи по улучшению клинических протоколов по ведению пациентов и пересмотр сроков реабилитации пациентов с перенесенной КВИ на основе результатов, полученных в ходе исследования кишечного микробиома были получены следующие результаты: Наиболее значимыми в эпоху пандемии COVID‑19 оказались защитная и иммуномодулирующая функции микробиоты. Противовоспалительные и иммуномодулирующие свойства некоторых пробиотических штаммов способны улучшить функционирование оси «кишечник-легкие» и, вероятно, предотвратить развитие, смягчить течение COVID‑19, повысить эффективность вакцинации от SARS-CoV‑2.  Прием пробиотических штаммов, результативность и безопасность которых подтверждена данными доказательной медицины в лечении и профилактике ОРВИ/диареи (L. rhamnosus, L. plantarum, L. acidophilus, B. bifidum, S. boulardii, Streptococcus thermophilus), может быть рекомендован пациентам из группы риска, а также больным COVID‑19, соответственно, в качестве профилактического и/или адъювантного средства.  Бактериотерапия с использованием пробиотических штаммов Streptococcus thermophilus, L. acidophilus, L. helveticus, L. paracasei, L. plantarum, L. brevis, B. lactis, B. lactis способствовала купированию диареи, ремиссии других симптомов практически у всех пациентов, принимавших пробиотики, по сравнению с больными, не получавшими эти препараты. Кроме того, риск развития дыхательной недостаточности оказался в восемь раз ниже у пациентов, находившихся на пероральной бактериотерапии. Распространенность дыхательной недостаточности и уровень смертности пациентов, переведенных в отделение интенсивной терапии и не получавших пероральные пробиотики, достоверно превышали таковые у больных, принимавших полезные бактерии. Основываясь на полученных данных, исследователи считают, что пробиотики способны значительно улучшить клиническое состояние пациентов, инфицированных SARS-CoV‑2. 

Исследовательская группа:

Публикации в рамках проекта в 2021:

В рамках исполнения задачи по проекту, было принято участие в международных конференциях, телемостах и семинарах касательно темы исследования:

- участие в работе онлайн телемоста «Евроазиатский телемост «COVID-19 – о важном», 21 января 2021 года, г. Киев, Украина;

- участие в семинаре «The first year of the COVID-19 pandemic in Russia (April 2020-March 2021)» 3 июня 2021 года, Высшая Школа Экономики, Национальный исследовательский университет, г. Москва, Российская Федерация;

- участие в работе онлайн телемоста «Новая волна COVID-19: штамм «Дельта» очередная – угроза», 23 июля 2021 года, Центр развития профессиональной квалификации медицинских работников при МЗ РУз, г. Ташкент, Узбекистан;

- онлайн курс по методам исследования Европейской Академии науки и исследований, 5 августа 2021 года, г. Гамбург, Германия;

- участие в работе онлайн телемоста «Евроазиатский телемост. Штамм Дельта. Опыт международных экспертов», 16 сентября 2021 года, Центр развития профессиональной квалификации медицинских работников при МЗ РУз, г. Ташкент, Узбекистан;

- участие в Международной онлайн конференции «Актуальные вопросы биологической безопасности в современных условиях», 22-23 сентября 2021 года, г. Нур-Султан, Казахстан (International online conference «Topical issues of biological safety in modern conditions», September 22-23, 2021, Nur-Sultan, Kazakhstan);

- участие во II Казахстанском Конгрессе Инфекционистов «Инфекционные болезни в условиях глобализации: вызовы и решения», 7-8 октября 2021 года, г. Нур-Султан, Казахстан.