AKTUALIZÁCIA. Schopnosť črevnej infekcie SARS-CoV-2 je podporená výsledkami získanými pomocou 3D bunkových kultúr. Gastrointestinálne príznaky COVID-19 a možný fekálno-orálny prenos

AKTUALIZÁCIA 12. mája 2020: Schopnosť SARS-CoV-2 infikovať a množiť sa v bunkách gastrointestinálneho traktu bola potvrdená experimentálnym modelom v štúdii publikovanej vo vede.

aktualizácia

„Pozorovania štúdie definitívne dokazujú, že SARS-CoV-2 sa môže množiť v bunkách gastrointestinálneho traktu. Zatiaľ však nevieme, či vírus SARS-CoV-2 prítomný v čreve pacientov s COVID-19 hrá dôležitú úlohu pri prenose. Naše výsledky ukazujú, že by sme mali túto možnosť študovať dôkladnejšie “- autor štúdie, Dr. Bart Haagmans, Erasmus University Medical Center.

Imunohistochemický obraz demonštrujúci vírusovú infekciu za 24 hodín a jej predĺženie za 72 hodín intracelulárnou prítomnosťou NP vírusového proteínu. Mart M. Lamers a kol., Science.

Na testovanie hypotézy o črevnej infekcii COVID-19 na základe vysokej expresie ACE2 na tejto úrovni, črevné organoidy, hSIO (ľudské tenké črevné organoidy): 3D bunkové kultúry vyrobené podľa črevného modelu odvodeného z črevných kmeňových buniek, obsahujúce všetky proliferatívne a diferenciálne bunky epitelu in vivo.

Štúdia preukázala infekciu a intracelulárnu vírusovú replikáciu v bunkách lemujúcich tenké črevo. Okrem toho na ich úrovni zvýšená expresia génov zapojených do antivírusovej imunitnej odpovede.

V hSIOS boli enterocyty (progenitorové aj zrelé bunky) mierne infikované SARS-CoV a SARS-CoV-2. Infekciu preukázal konfokálna mikroskopia a elektrónová mikroskopia. Rýchlosť infekcie bola podobná pre niekoľko kultivačných podmienok, čo viedlo k rôznym stupňom expresie ACE2. To naznačuje nízke množstvá ACE2 sú dostatočné na to, aby SARS-CoV-2 infikoval epitelové bunky . Analýza expresie messengerovej RNA ukázala stimuláciu programu vírusovej genetickej odpovede.

Vedci naďalej používajú experimentálny model na získanie ďalších informácií o látke COVID-19. V súčasnosti študuje rozdiely medzi pľúcnou a črevnou infekciou porovnaním pľúcnych a črevných organoidov infikovaných SARS-CoV-2.

Gastrointestinálne prejavy môžu byť prvými príznakmi COVID-19. Existujú dôkazy, že vírus SARS-CoV-2 by sa mohol prenášať fekálno-orálnou cestou, nielen kašľom a kýchaním.

Súčasné odporúčania v diagnostike a prevencii infekcie COVID19 sa zameriavajú na respiračné prejavy ochorenia (suchý kašeľ, dýchavičnosť, horúčka), ale nové štúdie ukazujú možnosť prenosu fekálne-orálne SARS-CoV-2 a nedostatočná diagnóza gastrointestinálnych príznakov ochorenia (hnačka, nevoľnosť, vracanie, brušné ťažkosti). Dodržiavanie hygienických opatrení, ako je umývanie rúk a potravín a dezinfekcia povrchu, je preto rozhodujúce pri obmedzení šírenia choroby.

Čo vieme o gastrointestinálnych prejavoch v COVID-19?

SARS-CoV-2 je koronavírus príbuzný SARS a MERS. Ako každý vírus musí infikovať bunku, aby sa mohol množiť. V prvej fáze sa pripája pomocou povrchových receptorov k bunke, ktorá bude infikovaná. Potom do nej vloží svoj genetický materiál (vírusovú RNA), na základe ktorého sa pomocou bunkových zdrojov vytvárajú vírusové kópie. Uvoľňujú sa mimo bunky, aby infikovali ďalšie bunky a obnovili replikačný cyklus.

Ako sa vírus SARS-CoV-2 replikuje na bunkovej úrovni.

Vedci použili informácie o dvoch druhoch koronavírusu, ktoré spôsobili predchádzajúce epidémie, na rýchlejšiu analýzu a pochopenie SARS-CoV-2.. SARS aj MERS môžu spôsobiť gastrointestinálne príznaky. U niektorých pacientov sa dala zistiť fekálna vírusová RNA.

Vírus SARS-CoV-2 sa dal identifikovať vo väčšine biologických vzoriek odobratých pacientom. Vzorky stolice viedli k pozitívnym výsledkom u takmer tretiny testovaných pacientov.

V prípade epidémie SARS z rokov 2002 - 2003 malo 20 - 25% pacientov počas choroby epizódy hnačky, najmä v prvom týždni. U niektorých pacientov bola vírusová RNA identifikovaná vo vzorkách stolice, a to aj 30 dní po nástupe ochorenia. Navrhovaným mechanizmom infekcie tráviaceho traktu je mechanizmus receptora angiotenzín konvertujúceho enzýmu 2.

Štvrtina pacientov s MERS v epidémii v roku 2012 mala gastrointestinálne príznaky, ako napríklad hnačky a bolesti brucha. V približne 15% prípadov bola vírusová RNA identifikovaná v stolici pacienta. Navrhovaným mechanizmom infekcie tráviaceho traktu je mechanizmus receptora dipeptidylpeptidázy 4 (DPP4). Štúdie in vivo naznačujú, že pľúcna infekcia MERS je sekundárna po intestinálnej infekcii. Skutočnosť, že väčšina prípadov infekcie v epidémii súvisela s trhmi s divočinou, naznačuje prenos vírusu prostredníctvom kontaminovaných potravín.

Vysvetľuje článok uverejnený v časopise The Lancet možnosť fekálno-orálneho prenosu SARS-CoV-2 na základe dôkazov fekálneho vylučovania SARS a MERS a ich schopnosti zostať životaschopný v podmienkach prostredia, ktoré uľahčujú fekálno-orálny prenos., najmä pri nízkych teplotách a vlhkosti.

Najvyšší stupeň genetickej podobnosti SARS-CoV-2 je so SARS, ktoré zdieľajú 79,5% genómovej sekvencie. Ďalej, používajú rovnaký receptor, ACE2, na vstup do bunky. Distribúcia tohto receptora by mohla určiť cestu infekcie, základné informácie, a to tak pri porozumení patogenézy choroby, ako aj pri kontrole infekcie na sociálnej a nemocničnej úrovni.

Článok publikovaný v Gut analyzoval gastrointestinálnu expresiu receptorov použitých v SARS-CoV-2. Bunky tenkého čreva, najmä proximálne a distálne enterocyty, silne exprimujú ACE2, ale aj DPP4, čo by ich mohlo stať zraniteľnejším voči útoku SARS-CoV-2. ACE2 reguluje zápaly a hnačky. Interakcia SARS-CoV-2 - ACE2 môže narušiť funkciu ACE2 a spôsobiť hnačku.

Iný nedávno publikovaný článok porovnával výskyt príznakov COVID-19 medzi tromi štúdiami. Výskyt leukopénie, horúčky a hnačky sa medzi nimi štatisticky významne líšil. Zo všetkých, hnačka bola príznakom s najväčšou variabilitou, medzi 2 a 33%.

Správy o incidencii v literatúre sa líšia, čiastočne kvôli nedostatku jasných a objektívnych kritérií pre hnačky. Definícia Svetovej zdravotníckej organizácie je tri alebo viac mäkkých alebo tekutých stolíc za deň alebo viac stolíc, ako je bežné zdravie človeka.

Hnačka nie je jedinou gastrointestinálnou poruchou opísanou v dokumente COVID-19. Boli pozorované už skôr nevoľnosť a zvracanie, nepríjemné pocity alebo bolesť brucha, mierne alebo stredne závažné poškodenie pečene a pankreasu (orgány exprimujúce ACE2). V štúdii so 67 pacientmi bolo 17 diagnostikovaných s pankreatitídou a v štúdii so 148 pacientmi bola takmer polovica poškodená pečeňou, čo zvyšuje riziko hepatotoxických antivirotík.

Bolo preukázané vírusové vylučovanie SARS-CoV-2 stolicou série výskumov v provincii Kuang-tung. Skúmali vzorky od 73 pacientov vo veku od 10 mesiacov do 78 rokov. 39 z nich (53,24%) malo vírusovú RNA v stolici a u 17 z nich bola naďalej prítomná fekálna vírusová RNA aj po zmiernení respiračných príznakov.

Ako môžeme tieto informácie využiť v praxi?

Z hľadiska diagnózy by sa malo považovať za správne potenciálnych prípadov a pacientov s gastrointestinálnymi prejavmi a horúčkou.

U pacientov s COVID-19 by sa malo rutinne vykonávať testovanie vírusovej RNA vo výkaloch- odporučiť autorov štúdie, ktorá preukázala pokračovanie prítomnosti fekálnej vírusovej RNA po respiračných testoch negatívnych u viac ako 20% pacientov. Ďalšia skupina vedcov v Pekingu dosiahla podobné výsledky. Zo 133 pacientov hospitalizovaných pre COVID-19 a zahrnutých do štúdie malo 22 pozitívnych vzoriek spúta alebo stolice, aj keď bola vzorka hltanu negatívna.

Medzi 133 pacientmi prijatými s COVID-19 od 20. januára do 27. februára 2020 sme identifikovali 22 s počiatočnou alebo následnou pozitívnou vzorkou spúta alebo stolice spárovanou s následnou negatívnou vzorkou hltanu.

Výsledky štúdií ukazujú, že je potrebné zvážiť prevenciu fekálno-orálneho prenosu. Teda hygienické opatrenia zatiaľ odporúčané v kontexte PRENOS dôležitosť a zložitosť dýchacích ciest sa zvyšuje ešte viac na kontrolu pandémie.

Je potrebné dôkladné umývanie rúk mydlom a vodou po dobu najmenej 20 sekúnd, dezinfekcia povrchov roztokmi alkoholu alebo chlóru, správne umývanie a tepelná príprava jedla. Okrem toho sa odporúča používať roztoky na čistenie záchodovej misy a okolitých povrchov, ako aj na ich zakrytie, keď sa nepoužívajú.

Hygienické pravidlá vyhlásené Svetovou zdravotníckou organizáciou, ktoré pomáhajú obmedziť šírenie nového koronavírusu

Z dôvodu potenciálu ochorenia COVID19 až Transplantácia fekálnych mikrobiómov (FMT), FDA (Úrad pre kontrolu potravín a liečiv) zverejnil nasledujúce odporúčania pre vzorky stolice darované po 1. decembri 2019:

  • skríning darcov pomocou dotazníka, ktorý sleduje aktuálnu alebo nedávnu infekciu SARS-CoV-2;
  • testovanie darcov alebo vzoriek stolice na SARS-CoV-2, ak je to možné;
  • vývoj kritérií vylúčenia na základe výsledkov skríningu a testovania darcov a vzoriek stolice;
  • doplnenie informácií o riziku prenosu SARS-CoV-2 prostredníctvom FMT, a to aj od asymptomatických darcov COVID-19, k informovanému súhlasu podpísanému príjemcami FMT.

Pri FMT sa vzorky stolice od zdravého darcu dostanú do hrubého čreva pacienta so stavom spôsobeným nerovnováhou baktérií na tejto úrovni (črevný dysmikrobizmus). FMT sa úspešne používa pri liečbe opakovanej infekcie vyvolanej Clostridium difficile.

Na lepšie pochopenie gastrointestinálneho postihnutia COVID-19 sú potrebné ďalšie štúdie. Mali by monitorovať environmentálnu rezistenciu SARS-CoV-2, ak vírusové vylučovanie stolicou koreluje so závažnosťou ochorenia a prítomnosťou gastrointestinálnych symptómov a či je vylučovanie vírusovej RNA stolicou možné počas inkubácie alebo rekonvalescencie.

Prečítajte si tiež:

Prispôsobenie funkcií zdroja obrázkov po freepiku.