จุลินทรีย์ในลำไส้และเมแทบอลิซึมสามารถอธิบายความแปรปรวนในการตอบสนองต่อการฉีดวัคซีนป้องกัน SARS-CoV-2 ในผู้ป่วย IBD ภูมิคุ้มกันบกพร่องได้ และได้สำรวจความเชื่อมโยงระหว่างการทำงานของเมตาบอลิซึมของจุลินทรีย์ในลำไส้ (เมตาโบโลเม) องค์ประกอบของไมโครไบโอตา และการตอบสนองของภูมิคุ้มกันต่อการฉีดวัคซีนโคโรนาไวรัส 2 (SARS-CoV-2) ในกลุ่มอาการทางเดินหายใจเฉียบพลันรุนแรง (SARS-CoV-2) ในโรคลำไส้อักเสบ ( IBD) ผู้ป่วย บาคาร่า

ผู้ป่วยโรค IBD มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องสูง โดยเฉพาะผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาด้วยยาต้านเนื้องอก-เนื้อร้าย (TNF) เช่น ยา infliximab พวกมันแสดงการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันของร่างกายที่ลดลงต่อวัคซีน SARS-CoV-2 ซึ่งบ่งชี้ว่า dysbiosis ในผลผลิตและองค์ประกอบเมตาบอลิซึมของจุลินทรีย์ในลำไส้มีบทบาทสำคัญในการสร้างภูมิคุ้มกัน

ในการศึกษาเชิงสังเกตในปัจจุบัน นักวิจัยได้สำรวจการทำงานร่วมกันสามทางระหว่าง IBD, gut microbiota และการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกัน พวกเขาเก็บตัวอย่างซีรั่มและอุจจาระในอนาคตจากผู้ป่วย IBD ที่ได้รับการรักษาด้วย infliximab ที่ลงทะเบียนในการศึกษา CLARITY-IBD สำหรับการฉีดวัคซีน SARS-CoV-2

นักวิจัยให้ผู้เข้าร่วมทั้งหมดทำการวิเคราะห์ทางเซรุ่มวิทยาในช่วงระยะเวลาแปดสัปดาห์ โดยไม่คำนึงถึงช่วงเวลาของการฉีดวัคซีน จากนั้น พวกเขาวัดการตอบสนองของแอนติบอดีหลังจากได้รับวัคซีน ChAdOx1 nCoV-19 หรือ BNT162b2 สองครั้งในผู้ป่วยเหล่านี้ โดยแบ่งเป็นบุคคลที่มีการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันสูงหรือต่ำกว่าค่าเฉลี่ยเรขาคณิตของกลุ่มรวม CLARITY-IBD

ทีมวิจัยใช้ชุดตรวจภูมิคุ้มกันแบบอิเล็กโทรเคมิลูมิเนสเซนซ์ต่อต้าน SARS-CoV-2 ซึ่งมีความเข้มข้นของแอนติบอดีมากกว่าหรือเท่ากับ 0.12 U/ml แสดงว่าผู้ป่วยไม่มีประวัติโรคติดเชื้อไวรัสโคโรนา 2019 (COVID-19) โปรดทราบว่าค่าเฉลี่ย titerทางเรขาคณิตของความเข้มข้นของแอนติบอดี แม้ว่าจะสูงขึ้นในผู้ป่วยที่ติดเชื้อครั้งก่อน แต่ก็ลดลงเมื่อเวลาผ่านไป

จากนั้น นักวิจัยได้สกัดกรดดีออกซีไรโบนิวคลีอิก (DNA) จากตัวอย่างอุจจาระหยาบเพื่อดำเนินการจัดลำดับยีน 16S ไรโบโซมไรโบนิวคลีอิกแอซิด (rRNA) พวกเขาใช้สเปกโทรสโกปีโปรตอนนิวเคลียร์แม่เหล็กเรโซแนนซ์หนึ่งมิติ ( 1 H-NMR) สำหรับการสกัดและการทำโปรไฟล์ของสารเมตาโบไลต์ในอุจจาระ พวกเขายังวิเคราะห์ตัวอย่างอุจจาระโดยใช้เครื่องโครมาโตกราฟี-แมสสเปกโตรเมตรีของเหลวสมรรถนะสูงพิเศษ (UHPLC-MS) สำหรับการทำโปรไฟล์กรดน้ำดี

การวิเคราะห์หลังสถิติของ ข้อมูล 1 H NMR และ UHPLC-MS นั้น ทีมงานยังได้ดำเนินการ Orthogonal Projections ภายใต้การดูแลไปยังการวิเคราะห์จำแนกโครงสร้างแฝง (OPLS-DA) และการวิเคราะห์ส่วนประกอบหลัก (PCA) ที่ไม่ได้รับการดูแล ช่วยให้พวกเขาประเมินความแตกต่างของสารเมตาโบไลต์ระหว่างกลุ่มศึกษาที่มีสารเมตาโบไลต์ในลำไส้จำนวนมากแตกต่างกันซึ่งรายงานด้วยค่า q <0.2 หลังจากแก้ไขอัตราการค้นพบที่ผิดพลาด (FDR)

การศึกษาคัดเลือกผู้ป่วย IBD จำนวน 43 รายระหว่างวันที่ 25 มกราคมถึง 15 มีนาคม พ.ศ. 2564 ในจำนวนนี้ 30 และ 12 รายเป็นโรคโครห์นและลำไส้อักเสบเป็นแผลตามลำดับ ในขณะที่ 1 รายเป็น IBD ที่ไม่จำแนกประเภท และอีก 26 รายที่เหลือกำลังรักษาด้วยยาไธโอพิวรีนร่วมด้วย เมื่อแบ่งตามประเภทของวัคซีนและสถานะการติดเชื้อก่อนหน้า 58.1% และ 41.9% ของผู้ป่วย 25 รายมีระดับแอนติบอดี SARS-CoV-2 สูงกว่าและต่ำกว่าค่าเฉลี่ยเรขาคณิตตามลำดับ อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างดังกล่าวไม่แตกต่างกันทางสถิติเมื่อจำแนกตามอายุ เพศ ประเภทของ IBD หรือวัคซีน หรือเครื่องกระตุ้นภูมิคุ้มกันที่ใช้ในผู้ป่วย

นอกจากนี้ องค์ประกอบของจุลินทรีย์ในลำไส้ของผู้ป่วย 25 รายเหล่านี้ยังแปรผันตามความเข้มข้นของแอนติบอดีที่สูงกว่าและต่ำกว่าค่าเฉลี่ย ดังนั้น การวิเคราะห์ความหลากหลายของเบต้าแสดงการกระจายที่ลดลงของระยะทาง Aitchison ระหว่างตัวอย่างในกลุ่มที่มีความเข้มข้นของแอนติบอดีต่ำกว่าค่าเฉลี่ย

ผลการศึกษาได้เพิ่มหลักฐานที่เพิ่มมากขึ้นว่าจุลินทรีย์ในลำไส้ปรับเปลี่ยนการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่กระตุ้นโดยวัคซีน แม้ว่าผู้เข้าร่วมส่วนใหญ่ในการศึกษานี้ได้รับ BNT162b2 และมีผู้ที่ได้รับ ChAdOx1 nCoV-19 น้อยกว่า แต่ทุกคนก็แสดงการตอบสนองทางเซรุ่มวิทยาต่อการฉีดวัคซีนที่เกี่ยวข้องกับพาราแบคเทอรอยเดสที่แย่ ลงในทางตรงกันข้าม ความชุกชุมของ สกุล Bilophilaดูเหมือนจะมีความสัมพันธ์กับการตอบสนองทางซีรั่มที่สูงขึ้นต่อการฉีดวัคซีน SARS-CoV-2 เนื่องจาก BNT162b2 กระตุ้นการตอบสนองของ T เซลล์ที่จำเพาะกับ SARS-CoV-2 ด้วยโปรไฟล์ T helper cells (T H1 ) นักวิจัยจึงตั้งสมมติฐานว่า Bilophila ทำหน้าที่เป็นตัวเสริมของวัคซีนในผู้ป่วย IBD บางราย จากนั้นจึงใช้ทีเซลล์ที่มีประโยชน์เพื่อสร้างแอนติบอดีต่อต้าน SARS-CoV-2

นอกจากนี้ นักวิจัยสังเกตว่า microbiota ในลำไส้ที่สังเคราะห์เมตาโบไลต์ไตรเมทิลลามีน (TMA) ช่วยเพิ่มการตอบสนองของภูมิคุ้มกันที่กระตุ้นด้วยวัคซีนที่อ่อนแอลง ซึ่งสังเกตพบในผู้ป่วย IBD ที่ได้รับการรักษาด้วย infliximab ในทำนองเดียวกัน พวกเขาสังเกตเห็นความสัมพันธ์ของการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันที่ดีขึ้นต่อการฉีดวัคซีน SARS-CoV-2 กับกรดไขมันสายสั้น ไอโซบิวทิเรต และกรดน้ำดี กรดโอเมก้า-มูริโคลิก

ในตับ TMA จะเผาผลาญไปเป็นไตรเมทิลลามีน เอ็น-ออกไซด์ (TMAO) ซึ่งเป็นสารกระตุ้นภูมิคุ้มกันที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันมะเร็งโดยส่งเสริมภูมิคุ้มกันที่อาศัย CD8+ T เซลล์ นอกจากนี้ นักวิจัยสังเกตว่าสารเมแทบอไลต์ในอุจจาระ ทอรีน ฟีนิลอะลานีน และซัคซิเนต ช่วยลดการตอบสนองทางเซรุ่มวิทยาที่เกิดจากวัคซีน

ข้อสรุปข้อมูลการศึกษายืนยันว่าบุคคลที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่องแสดงการตอบสนองทางเซรุ่มวิทยาที่แตกต่างกันต่อวัคซีน COVID-19 ภายใต้อิทธิพลของจุลินทรีย์ในลำไส้ เนื่องจากความเชื่อมโยงระหว่างองค์ประกอบและเมแทบอลิซึมของลำไส้และการตอบสนองทางซีรั่มวิทยาที่บกพร่องต่อการฉีดวัคซีน SARS-CoV-2 ในผู้ป่วย IBD ที่มีภาวะภูมิคุ้มกันบกพร่อง การรักษาจึงมีเป้าหมายที่การปรับจุลินทรีย์ในลำไส้หรือการเสริมอาจมีประสิทธิภาพในการเพิ่มภูมิคุ้มกันที่เกิดจากวัคซีนที่ลดลง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ไตรเมทิลลามีนอาจลดการตอบสนองภูมิคุ้มกันที่ลดลงซึ่งกระตุ้นด้วยสารต้าน TNF ต่อการฉีดวัคซีน SARS-CoV-2