COVİD-19 hastalarının nazofaringeal mikrobiyota profillerinin araştırılması
Investigation of nasopharyngeal microbiota profiles of COVİD-19 patients
Yazar: EKİN ERYILMAZ
Danışman: PROF. DR. HATİCE TÜRK DAĞI
Selçuk Üniversitesi / Tıp Fakültesi / Mikrobiyoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Tıpta Uzmanlık, 2023
Konu: Mikrobiyoloji = Microbiology
Dizin: COVID 19 = COVID 19 ; DNA dizileme = DNA sequencing

Özet:
Koronavirüs salgını 2019'da Çin'in Wuhan şehrinde etiyolojisi bilinmeyen pnömoni vakaları ile başlamıştır. Etken, Ocak 2020'de daha önce insanlarda tespit edilmemiş yeni bir koronavirüs olarak tanımlanmış ve hastalık Dünya Sağlık Örgütü tarafından Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) olarak adlandırılmıştır. Ülkemizde ise ilk vaka 11 Mart 2020'de saptanmış ve sonrasında vaka sayılarında hızla artış olmuştur. İnsan vücudunun farklı bölgelerinde bulunan mikroorganizmaların tamamı "mikrobiyota", bu mikroorganizmaların genomları ise "mikrobiyom" olarak adlandırılmaktadır. Mikrobiyota immün yanıt ve inflamasyona aracılık eden başlıca oyuncular olup viral enfektiviteyi de etkileyebilmektedir. SARS-CoV-2 solunum yollarını enfekte etmesine rağmen, nazofarenks mikrobiyotasının enfeksiyona duyarlılık ve ciddiyetindeki rolleri hakkında çok az şey bilinmektedir. Bu çalışmada sağlıklı kişiler ile COVID-19 hastalarının mikrobiyota profilleri karşılaştırılarak nazofaringeal mikrobiyotadaki değişikliklerin analiz edilmesi amaçlanmıştır. 
Selçuk Üniversitesi Tıp Fakültesi Hastanesi'ne 1 Kasım 2020–1 Şubat 2021 tarihleri arasında başvuran hafif-orta (non-severe) ve ağır (severe) 32 hasta ile 16 sağlıklı kontrol çalışmaya dahil edilmiştir. Nazofaringeal sürüntü örneklerinde, 16S rDNA genlerinin V2, V4, V8,V3-6, V7-9 hiperdeğişken bölgeleri Ion Semi-conductor yöntemi ile Ion 5S (A27212, Ion Torrent™, TermoFisher, ABD) cihazında dizilenmiş olup elde edilen veriler Torrent süite (ThermoFisher, ABD)  ve sonrasında Ion Reporter (ThermoFisher, ABD) programında işlenmiştir.
COVID-19 hastalarının yaş ortalaması sağlıklı kontrollere göre anlamlı şekilde yüksekti (p=.034). Cinsiyetler açısından her iki grup arasında anlamlı fark yoktu (p=.473). Grupların nazofaringeal mikrobiyal alfa çeşitlilikleri arasında anlamlı fark saptanmadı (p>.05). COVID-19 hastalarında Firmicutes filumunun nispi bolluğu, kontrollere kıyasla anlamlı şekilde yüksekti (p=.037). Bacteriodetes ve Proteobacteria filumları ise kontrollere kıyasla anlamlı şekilde düşüktü (sırasıyla p=.006, p=.032). Hastalarda Prevotellaceae'nin nispi bolluğu sağlıklı kontrollere göre anlamlı şekilde düşüktü (p=.023). Neisseria hastalarda sağlıklı kontrollere göre yaklaşık %60 daha düşüktü (p<.001). COVID-19'lu hastalarda Rothia mucilaginosa yaklaşık %87 daha yüksek (p=.010), Veilonella atypica yaklaşık %46 daha düşüktü (p<.001).
Çalışmamızda COVID-19 hastaları ile sağlıklı kontrollerin nazofaringeal mikrobiyal alfa çeşitlilikleri arasında anlamlı fark saptanmamıştır. Firmicutes filumunun nisbi bolluğu, kontrollere kıyasla yüksek iken Bacteriodetes ve Proteobacteria düşük bulunmuştur. Hastalarda Neisseria cinsi daha düşük, R.mucilaginosa daha yüksek bulunmuştur. COVID-19 hastalarının nazofarengial mikrobiyota profilinin belirlenmesi, hem hastalığın şiddetini değerlendirmek için birtakım biyobelirteçlerin saptanmasına hem de yeni terapötik/profilaktik stratejilerin geliştirilmesine yardımcı olabilir. SARS-CoV-2 enfeksiyonlarını önlemek veya tedavi edebilmek için nazofaringeal mikrobiyotanın önemi ve işlevine dair daha ileri çalışmaların yapılması gerekmektedir.

Abstract:
The coronavirus epidemic started in 2019 in Wuhan, the city of China, with cases of pneumonia of unknown etiology. The causative agent was identified in January 2020 as a new coronavirus that has not been detected in humans before and the disease has been named as Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) by the World Health Organization. In our country, the first case was detected on March 11, 2020, and then the number of cases increased rapidly. All of the microorganisms found in different parts of the human body are called the "microbiota", and the genomes of these microorganisms are called the "microbiome". Microbiota is major player in mediating immune response and inflammation and can also affect viral infectivity. Although SARS-CoV-2 infects the respiratory tract, little is known about the roles of the nasopharyngeal microbiota in susceptibility and severity of infection. In this study, it was aimed to analyze the changes in the nasopharyngeal microbiota by comparing the microbiota profiles of healthy people and COVID-19 patients.	
The study included 32 mild-moderate (non-severe) and severe patients and 16 healthy controls applied to Selcuk University Medical Faculty Hospital between 1 November 2020 and 1 February 2021. In nasopharyngeal swab samples, the hypervariable regions of 16S rDNA genes V2, V4, V8, V3-6, V7-9 were sequenced using the Ion Semi-conductor method on the Ion 5S (A27212, Ion Torrent™, TermoFisher, USA) device, and the obtained data were transferred to the Torrent suite ( ThermoFisher, USA) and later Ion Reporter (ThermoFisher, USA). 
The mean age of COVID-19 patients was significantly higher than healthy controls (p=.034). There was no significant difference between the two groups in terms of genders (p=.473). There was no significant difference between the nasopharyngeal microbial alpha diversity of the groups (p>.05). The relative abundance of the Firmicutes phylum was significantly higher in COVID-19 patients compared to controls (p=.037). Bacteriodetes and Proteobacteria phyla were significantly lower compared to controls (p=.006, p=.032, respectively). The relative abundance of Prevotellaceae in patients was significantly lower than healthy controls (p=.023). Neisseria in patients were approximately 60% lower than healthy controls (p<.001). Rothia mucilaginosa was approximately 87% higher (p=.010) and Veilonella atypica approximately 46% lower (p<.001) in patients with COVID-19.
In our study, no significant difference was found between the nasopharyngeal microbial alpha diversity of COVID-19 patients and healthy controls. The relative abundance of the Firmicutes phylum was higher compared to controls, while Bacteriodetes and Proteobacteria were lower. Neisseria genus was lower and R.mucilaginosa was higher in patients. Determining the nasopharyngeal microbiota profile of COVID-19 patients can help both to detect a number of biomarkers to assess the severity of the disease and to develop new therapeutic/prophylactic strategies. Further studies on the importance and function of the nasopharyngeal microbiota are required to prevent or treat SARS-CoV-2 infections.