Une question qui reste sans réponse pendant la pandémie de maladie à coronavirus en cours de 2019 (COVID-19) est de savoir pourquoi y a-t-il un modèle de hit-and-miss distinctif en matière de maladie grave? Une nouvelle étude intéressante qui apparaît sur le medRxiv * preprint server met en évidence un facteur de risque très pertinent: l’état des microbiomes buccaux et intestinaux.
La vague printanière du COVID-19 a rempli de nombreux hôpitaux et unités de soins intensifs de patients à bout de souffle. Plusieurs fois, ce nombre est examiné pour l’admission. Le besoin de biomarqueurs de risque efficaces et fiables n’a jamais été aussi grand.
Sommaire
Détails de l’étude
Le score de mortalité 4C a été décrit en septembre 2020 pour répondre à ce besoin par l’International Severe Acute Respiratory and Emerging Infections Consortium (ISARIC) et l’Organisation mondiale de la santé (OMS). Ce vaste système de notation des risques comprend huit variables, dont l’âge, le sexe, d’autres maladies préexistantes, le niveau de conscience, la saturation en oxygène dans le sang périphérique et la protéine C-réactive (CRP).
Cependant, avec ces informations, la précision de la prédiction n’était que de 79%, 30% des patients présentant un risque élevé de mortalité étant omis. Cela a conduit à la tentative de prédire le risque de décès par une autre méthode. Les chercheurs de la présente étude ont utilisé le fait que les microbiomes intestinaux chez les patients atteints de COVID-19 présentent des troubles graves, appelés dysbiose, 23 familles bactériennes étant particulièrement liées à la gravité de la maladie chez les patients hospitalisés pour COVID-19.
Les scientifiques ont mis en place un cadre robuste utilisant des outils informatiques et analytiques pour tracer les réseaux de liens entre le microbiote, les caractéristiques cliniques et la gravité de la maladie. Ils ont trouvé que Enterococcus, une espèce de bactéries orales et intestinales, peut prédire de manière fiable une issue fatale chez ces patients.
Cette petite étude a inclus 69 patients atteints de COVID-19 présentant des symptômes modérés à sévères, c’est-à-dire ceux qui nécessitaient respectivement moins ou plus de 4 litres d’oxygène. Parmi ceux-ci, 63 avaient des dossiers médicaux complets. Les caractéristiques cliniques initiales étaient comparables dans les deux groupes, sévères et modérés. Les patients sévères devaient rester à l’hôpital six jours de plus, en moyenne, que les patients modérément malades.
En analysant les données sur les comorbidités, les chercheurs ont découvert qu’une combinaison de variables cliniques, y compris la gravité du COVID-19, avait une précision de 89% pour prédire une issue fatale. En fait, l’exigence de 4 litres d’oxygène était le principal facteur de prédiction d’un tel résultat. Lorsque la gravité de la maladie n’était pas prise en compte, la précision tombait à 84%. Cette découverte montre que les symptômes respiratoires sont importants pour prédire les résultats du COVID-19.
La mortalité due au COVID-19 est prédite par la gravité des symptômes respiratoires et d’autres comorbidités couramment utilisées pour trier les patients. (A) Zone sous la courbe de réception de la courbe de fonctionnement (AUC-ROC) pour la validation croisée de laisser-un-out évaluant la prédiction de la précision de la mortalité COVID-19. Les lignes rouges correspondent au modèle incluant toutes les covariables cliniques (CC), la ligne noire correspond au modèle comprenant toutes les covariables cliniques sauf la gravité de la maladie (CC, pas de gravité). (B) Les covariables sélectionnées par le modèle de classification aléatoire des forêts sont classées en fonction de leur importance dans la classification de la mortalité comme résultat de la maladie. (C) Pour les covariables catégorielles (Oui = 1, Non = 0), le nombre de patients sur les 63 inclus dans les analyses dans une catégorie spécifique a été coloré en fonction du résultat (Survécu, en bleu; Décédé, en rouge). (D) Pour les variables numériques, les graphiques de moustaches (médiane, boîte interquartile, 5e et 9e percentile pour les lignes) sont utilisés avec chaque point plein correspondant à un seul patient. (Valeur p ajustée BH <0,05)
Le microbiome des selles ou de la bouche prédit la gravité
On sait qu’une infection virale du poumon a un impact à long terme sur le microbiome intestinal. Les chercheurs ont donc utilisé ces connaissances pour prédire la gravité du COVID-19, en le reliant à d’autres mesures courantes. Ils ont testé l’effet de l’utilisation de variables cliniques uniquement, la composition du microbiome intestinal uniquement, la composition du microbiome oral uniquement, les deux premiers combinés et les premier et troisième en combinaison.
Ils ont constaté que la précision du premier modèle était d’environ 76%. Encore une fois, les comorbidités qui prédisaient le mieux la gravité de la maladie étaient celles comme l’hypercholestérolémie, la race latino-américaine, les maladies coronariennes, l’asthme, l’obésité, les difficultés respiratoires associées à l’hypoxie, la fréquence respiratoire rapide, le nombre de jours d’hospitalisation, la thrombose et le sexe masculin.
En utilisant les deuxième et troisième modèles, avec le microbiote des selles ou de la bouche comme prédicteurs, ils ont trouvé des précisions de 92% et 84%, respectivement. Il s’agit d’une amélioration de la précision de 122% et 111%, respectivement.
Les modèles combinés ont montré la plus grande précision de prédiction, à 96%, ce qui suggère que le microbiote oral ou intestinal est meilleur pour prédire la gravité du COVID-19. Après une analyse plus approfondie du microbiote, les chercheurs ont trouvé une espèce indicatrice qui peut être cultivée dans le laboratoire clinique.
Meilleur prédicteur
Les trois principales espèces bactériennes pour la prédiction de la gravité du COVID-19 dans le microbiome intestinal étaient Bacteroides uniformis, Enterococcus faecalis, et Monoglobus pectinilyticus, tandis que ceux du microbiome oral étaient Porphyromonas endodontalis, Veillonella tobetsuensis, et Bifidobacterium breve.
Bactérie Enterococcus faecalis connue sous le nom de Streptococcus faecalis. Ces bactéries sont des cocci arrondis ou de forme ovale, que l’on voit ici formant typiquement des chaînes de cellules. Crédit d’image: Shutterstock
L’analyse directionnelle a montré qu’une réduction de l’abondance de Enterococcus faecalis, et Porphyromonas endodontalis, dans l’intestin et la bouche, respectivement, chez les patients atteints de COVID-19 modérément malades, ou une augmentation de l’abondance de ces espèces pathologiques chez les patients gravement malades, étaient les meilleurs prédicteurs de COVID-19 sévère.
Les prédicteurs du COVID-19 modéré comprenaient une augmentation de l’abondance de Bacteroides fragilis, Bacteroides caccae, et Clostridium clostridioforme, dans les selles ou Muribaculum intestinale dans la bouche.
Ils n’ont pu détecter aucune corrélation entre le nombre de bactéries de toutes espèces et les titres d’anticorps, même si des niveaux plus élevés d’IgG anti-RBD sont corrélés à la survie. Cela peut signifier que le microbiote et les niveaux d’IgG sont des prédicteurs indépendants de résultats graves.
Conclusion
« Dans cette étude, nous avons démontré que la gravité de la maladie COVID-19 peut être prédite par la composition des selles ou du microbiome oral avec une plus grande précision que les méthodes traditionnelles de notation clinique. En particulier, deux pathobiontes dans le microbiote oral (Porphyromonas endodontalis) ou intestinal (Enterococcus faecalis) peuvent servir d’espèces indicatrices pour prédire de manière robuste la gravité des infections par le SRAS-CoV-2. »
Cela pourrait conduire à une meilleure stratification des risques des patients, d’autant plus Enterococcus faecalis est facile et peu coûteux à cultiver. Cela pourrait aider à fournir un soutien plus précoce aux patients susceptibles de développer une maladie mortelle. Les chercheurs demandent instamment que cette bactérie soit incluse dans la stratification du risque clinique dans le milieu de la santé.
La gravité de la maladie est liée à une inflammation incontrôlée, et cela pourrait être le résultat d’une dysbiose intestinale, qui a été incriminée dans plusieurs conditions inflammatoires chroniques. Ce domaine nécessite des recherches supplémentaires, en particulier pour comprendre le rôle des cellules T régulatrices (Treg), qui sont responsables de l’immunomodulation dans des circonstances normales mais peuvent être anormalement exprimées dans COVID-19.
De telles études pourraient aider à établir comment «la dysbiose chez les patients infectés par le SRAS-CoV-2, et plus particulièrement l’enrichissement des pathobiontes que nous avons observés dans cette cohorte, peut contribuer à la gravité de la maladie COVID-19 via une altération du développement du Treg. »
*Avis important
medRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique / les comportements liés à la santé ou être traités comme des informations établies.
