Rối loạn hệ vi sinh vật đường ruột ở bệnh nhân COVID-19

Bài viết của bác sĩ Thạc sĩ, Bác sĩ Mai Viễn Phương - Trưởng đơn nguyên Nội soi tiêu hóa - Khoa Khám bệnh & Nội khoa - Bệnh viện Đa khoa Quốc tế Vinmec Central Park

Kể từ tháng 12 năm 2019, một bệnh nhiễm trùng đường hô hấp cấp tính, được gọi là hội chứng hô hấp cấp tính nặng coronavirus 2 (SARS-CoV-2), do coronavirus mới gây ra đã nhanh chóng lây lan trên toàn thế. Riêng tại Hoa Kỳ, 198589 trường hợp tử vong (60,3 / 100000) đã được báo cáo do đại dịch coronavirus từ ngày 13 tháng 2 năm 2020 đến ngày 19 tháng 9 năm 2020. Dựa trên dữ liệu giải trình tự thế hệ tiếp theo từ các mẫu bệnh nhân, SARS-CoV-2 có liên quan chặt chẽ với hai coronavirus giống SARS có nguồn gốc từ dơi là dơi-SL-CoVZC45 và dơi-SL-CoVZXC21 (88% nhận dạng).

Các triệu chứng tiêu hóa (GI), chẳng hạn như tiêu chảy, đau bụng, nôn mửa và chán ăn, thường thấy ở những bệnh nhân mắc bệnh do coronavirus 2019 (COVID-19). Tuy nhiên, các cơ chế sinh lý bệnh kết nối các triệu chứng tiêu hóa này với nhiễm trùng coronavirus 2 (SARS-CoV2) hội chứng hô hấp cấp tính nghiêm trọng vẫn còn khó nắm bắt. Các nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng sự xâm nhập của SARS-CoV-2 vào tế bào ruột dẫn đến việc điều hòa các thụ thể men chuyển angiotensin 2 (ACE2) dẫn đến suy giảm chức năng hàng rào niêm mạc ruột.

Từ xa xưa, các bệnh truyền nhiễm do virus gây ra cho loài người thông qua các biểu hiện lâm sàng đa dạng. Hơn nữa, các biên niên sử khoa học mô tả sự xuất hiện của các bệnh do virus đe dọa đến tính mạng được liệt vào danh sách các bệnh dịch và đại dịch. Ví dụ bao gồm: Cúm, bại liệt, Ebola, hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải và COVID-19 gần đây. Trong vài tháng qua, COVID-19 đã đạt đến tình trạng đại dịch, khiến thế giới phải đối mặt với mối nguy hiểm cao độ. Trước đây, hai trường hợp nhiễm virus tương tự khác bao gồm virus hội chứng hô hấp Trung Đông và SARS-CoV đã được báo cáo. SARS-CoV-2 là một loại virus có vỏ bọc trong họ Coronaviridaegia đình. Họ chứa RNA sợi đơn làm vật liệu di truyền có phân cực dương. Một số nghiên cứu được công bố trong đại dịch COVID-19 gần đây đã cung cấp cái nhìn sâu sắc về các thông số liên quan đến sự lây truyền, tính nhạy cảm, biểu hiện lâm sàng và các phát hiện trong phòng thí nghiệm về mầm bệnh tiềm tàng này. Mặc dù các giọt đường hô hấp và tiếp xúc là con đường lây truyền chính của SARS-CoV2, đã có một số trường hợp tiếp xúc lâu dài với các bình xịt có nồng độ vi rút cao có thể tạo điều kiện cho việc lây truyền. Các triệu chứng và mức độ nghiêm trọng của COVID-19 khác nhau ở mỗi bệnh nhân. Nhìn chung, con người ở mọi lứa tuổi đều dễ mắc bệnh. Tuy nhiên, những người có đáp ứng miễn dịch suy giảm bao gồm người già, trẻ sơ sinh, trẻ em dưới 6 tuổi, bệnh nhân mắc các bệnh tiềm ẩn (cấy ghép, ung thư tiểu đường, hen suyễn, bệnh tim và các bệnh hiểm nghèo khác) có nguy cơ cao hơn.

Để tiêm vật liệu di truyền của chúng vào vật chủ, SARS-CoV-2 xuyên qua các tế bào biểu mô phổi của đường hô hấp dưới, do đó điều khiển bộ máy tế bào của vật chủ. Hơn nữa, quá trình này được tăng cường nhờ protein đột biến (S) tương tác với ACE2. Vì vậy, không thể đánh giá thấp tầm quan trọng của đường ruột và hệ vi sinh vật của nó. Kiến thức trong nghiên cứu về đường ruột đã bổ sung với rất nhiều biên niên sử khoa học chỉ ra vai trò của vi khuẩn đường ruột trong nhiều bệnh thoái hóa và truyền nhiễm. Rối loạn sinh học đường ruột đã được báo cáo ở những bệnh nhân có COVID-19 với sự phong phú của mầm bệnh và sự suy giảm của các chất kết hợp có lợi. Mối tương quan nghịch giữa sự phong phú của Faecalibacterium prausnitzii (F. prausnitzii) và mức độ nghiêm trọng của bệnh đã được quan sát thấy. F. prausnitzii có đặc tính chống viêm và sự suy giảm của nó có liên quan đến IBS. Thành phần hệ vi sinh vật đường ruột thay đổi đáng kể ở những bệnh nhân COVID-19.

Một nghiên cứu cho thấy thành phần hệ vi sinh vật đường ruột đã thay đổi đáng kể ở những bệnh nhân COVID-19 so với những người không sử dụng COVID-19 bất kể bệnh nhân đã dùng thuốc hay chưa. Một số sinh vật kết hợp đường ruột với tiềm năng điều hòa miễn dịch đã biết như F. prausnitzii , Eubacterium directale và Bifidobacteria không được trình bày ở bệnh nhân và vẫn bị cản trở trong các mẫu được thu thập đến 30 ngày sau khi giải quyết bệnh. Hơn nữa, chế phẩm bị xáo trộn này thể hiện sự phân tầng với mức độ nghiêm trọng của bệnh đồng thời với nồng độ tăng cao của các cytokine gây viêm và các chất chỉ điểm trong máu như protein phản ứng C, lactate dehydrogenase, aspartate aminotransferase và gamma-glutamyl transferase. Sự suy giảm của một số loài vi khuẩn trong thuần tập COVID-19 có liên quan đến việc tăng nồng độ yếu tố hoại tử khối u-alpha, phối tử chemokine mô típ CXC 10, phối tử chemokine mô típ CC 2 và IL-10. Những nghiên cứu này nhấn mạnh sự cần thiết phải hiểu làm thế nào các vi sinh vật đường ruột tham gia vào quá trình viêm và cơ chế bệnh sinh COVID-19.
Tình trạng nhiễm khuẩn tiêu hóa 'tĩnh lặng' và kéo dài ngay cả khi không có biểu hiện tiêu hóa và phục hồi sau khi nhiễm SARS-CoV-2 đường hô hấp. Một nghiên cứu khác cho thấy dấu hiệu nhiễm virus đường ruột đang hoạt động ở một nhóm nhỏ bệnh nhân mắc COVID-19 ngay cả khi không có các triệu chứng tiêu hóa cho thấy tình trạng nhiễm virus SARS-CoV-2 'tĩnh lặng'. Hoạt động phiên mã của sự lây nhiễm và nhân lên của virus vẫn tồn tại trong ruột ngay cả sau khi SARS-CoV-2 được thanh thải qua đường hô hấp. Các mẫu phân có dấu hiệu nhiễm SARS-CoV-2 cao chứa nhiều mầm bệnh cơ hội hơn, ví dụ, Morganella morganii, Collinsella aerofaciens , Streptococcus Infantis và Collinsella tanakaeivà nâng cao khả năng sinh tổng hợp nucleotide và axit amin, cùng với chuyển hóa carbohydrate, trong khi các mẫu phân không có dấu hiệu nhiễm SARS-CoV-2 có lượng vi khuẩn sản xuất axit béo chuỗi ngắn dồi dào hơn, ví dụ, Bacteroides stercoris, Parabacteroides merdae, Lachnospiraceae vi khuẩn, và Alistipes onderdonkii. Nghiên cứu này đã cung cấp bằng chứng về tình trạng nhiễm khuẩn tiêu hóa 'tĩnh lặng' hoạt động và kéo dài ngay cả khi không có biểu hiện tiêu hóa và sau khi phục hồi sau khi nhiễm SARS-CoV-2 đường hô hấp. Hệ vi sinh vật đường ruột của bệnh nhân nhiễm SARS-CoV-2 tiêu hóa hoạt động được đặc trưng bởi sự phong phú của các mầm bệnh cơ hội, mất vi khuẩn ăn mặn và tăng khả năng chức năng cho các nucleotide, cùng với tăng sinh tổng hợp axit amin và chuyển hóa carbohydrate

Ngoài ra, các nhóm vi khuẩn thuộc giống Bacteroides, được biết là điều hòa giảm biểu hiện ACE2 trong ruột kết của chó, tương quan nghịch với lượng axit nucleic SARS-CoV-2 trong phân. Tương tự, nhiễm SARS-CoV-2 của tế bào biểu mô tiêu hóa có liên quan đến: (1) Thâm nhiễm lớp đệm của tế bào huyết tương và tế bào lympho, và phù nề ở dạ dày, tá tràng và trực tràng, (2) Tăng mức độ FC, (3) Mức độ IL-8 trong phân cao hơn và mức độ IL-10 chống viêm trong phân thấp hơn khi so sánh với nhóm chứng không bị nhiễm bệnh, (4) IgA đặc hiệu SARS-CoV-2 và các cytokine gây viêm hạn chế cũng có trong phân của một số bệnh nhân được chọn lọc mắc COVID-19 cấp tính, và (5) rối loạn vi sinh vật đường ruột. Điều thú vị là, tình trạng rối loạn hệ vi sinh vật đường ruột vẫn tồn tại sau khi giải quyết nhiễm trùng SARS-CoV-2, cho thấy rằng sự xáo trộn hệ vi sinh vật có thể góp phần kéo dài các triệu chứng và rối loạn chức năng đường ruột ngay cả khi nhiễm trùng đã thuyên giảm. Thật vậy, tình trạng rối loạn vi sinh vật dai dẳng có thể góp phần duy trì tình trạng mãn tính của viêm tiêu hóa cấp độ thấp, tăng tính thấm ruột, tăng cảm giác và kém hấp thu axit mật, tất cả đều có liên quan đến các triệu chứng rối loạn nhu động đường tiêu hóa trước đây.

Tài liệu tham khảo
Jin B, Singh R, Ha SE, Zogg H, Park PJ, Ro S. Pathophysiological mechanisms underlying gastrointestinal symptoms in patients with COVID-19. World J Gastroenterol 2021; 27(19): 2341-2352 [DOI: 10.3748/wjg.v27.i19.2341]