COVID-19 e tratto gastrointestinale

L'infezione polmonare da SARS-CoV-2 potrebbe essere la conseguenza dell'esposizione al virus attraverso il tratto gastrointestinale (dopo essere penetrato nell'organismo attraverso le vie respiratorie superiori). Vi riportiamo l’ipotesi del Dr. Giovanni Ghirga, pubblicata su theBMJ.

L’infezione polmonare potrebbe seguire l’infezione virale del tratto gastrointestinale

L'infezione polmonare da SARS-CoV-2 potrebbe essere la conseguenza dell'esposizione al virus attraverso il tratto gastrointestinale (dopo essere penetrato nell'organismo attraverso le vie respiratorie superiori). Vi riportiamo l’ipotesi del Dr. Giovanni Ghirga, pubblicata su theBMJ.

Poiché COVID-19 si manifesta principalmente come un'infezione respiratoria, si presume che l'esposizione delle vie aeree sia la sola via di infezione. Tuttavia, si può ipotizzare che l'infezione polmonare SARS-CoV-2 possa essere acquisita in seguito all'esposizione al virus attraverso il tratto gastrointestinale e, solo successivamente, il virus potrebbe essere ulteriormente trasportato nei polmoni causando una polmonite.
Numerosi studi, inclusa una revisione sistematica delle TAC del torace in 919 pazienti affetti da COVID-19, hanno dimostrato che la maggior parte delle lesioni è iniziata dalla periferia, in particolare la regione sub-pleurica nei lobi inferiori (1). La periferia e i lobi inferiori sono i più frequentemente interessati anche nei casi asintomatici (2).
In un individuo in posizione eretta, l'apice polmonare è relativamente iper-ventilato (rapporto tra ventilazione e perfusione 3:1) e la base è relativamente iper-perfusa (rapporto 0,6:1) (3). Inoltre, la clearance delle particelle attraverso il sistema linfatico è relativamente ridotta negli apici perché il flusso linfatico è guidato dalla perfusione e dall'escursione respiratoria, entrambe relativamente diminuite nelle zone polmonari superiori rispetto alle inferiori (4). Il tempo di transito prolungato, in queste ultime sedi, può aumentare l'interazione tra fattori patogeni e polmone periferico. Ciò suggerisce una diversa distribuzione o diffusione virale piuttosto che l'inalazione diretta. Se la SARS-CoV-2 si diffondesse al polmone per inalazione, ci aspetteremmo una predominanza del lobo superiore.
La predominanza polmonare periferica e inferiore osservata nelle infezioni polmonari SARS-CoV-2 può essere guidata dalla relativa iper-perfusione basilare e dal tempo di transito periferico prolungato (3). La distribuzione o diffusione polmonare SARS-CoV-2 ematogena e/o linfatica potrebbe seguire l'infezione virale del tratto gastrointestinale.
Molti pazienti con COVID-19 presentano inizialmente sintomi digestivi, come diarrea, anoressia e vomito. I primi sintomi gastrointestinali potrebbero essere spiegati dal fatto che l'apparato gastrointestinale rappresenta il sito primario di invasione da SARS-CoV-2, dopo la sua penetrazione attraverso le vie respiratorie superiori. Numerosi studi recenti hanno documentato la presenza di acido ribonucleico SARS-CoV-2 (RNA) e/o virus SARS-CoV-2 nelle feci di soggetti infetti. Inoltre, i pazienti con COVID-19 presentavano tamponi rettali persistentemente positivi anche dopo che i loro test rinofaringei erano negativi (5). L'eliminazione del virus nelle feci è stata osservata per circa 5 settimane dopo che i campioni respiratori degli stessi pazienti erano risultati negativi per SARS-CoV-2 RNA; questo suggerisce un'alta distribuzione della carica virale intestinale durante la COVID-19 (6).
L'interazione tra i virus SARS e ACE2 è stata proposta come un fattore importante della loro infettività. L'ACE2 è in gran parte presente nell'uomo nell'epitelio del polmone e dell'intestino tenue, il che potrebbe fornire possibili vie di ingresso per SARS-CoV-2. La proteina ACE2 è abbondantemente espressa nel bordo degli enterociti di tutte le parti dell'intestino tenue, inclusi il duodeno, il digiuno e l'ileo. Di particolare importanza è il fatto che gli enterociti dell'intestino tenue siano in contatto con l'ambiente esterno laddove esprimono in superficie il recettore ACE2, utilizzato dal virus (7).
Le caratteristiche patologiche della COVID-19 assomigliano molto a quelle osservate nella SARS e nella MERS (8). Usando l'ibridazione in situ, il SARS-CoV è stato trovato sulla superficie di piccoli enterociti intestinali ed è stata osservata la replicazione virale attiva negli enterociti dell'intestino tenue (9). L'abbondante espressione di ACE2 sull'endotelio e sulle cellule muscolari lisce in quasi tutti gli organi suggerisce che il SARS-CoV, una volta presente nella circolazione, può diffondersi facilmente per via ematogena (7). Attraverso gli abbondanti vasi linfatici e le venule nella lamina propria dell'intestino tenue, il virus potrebbe essere trasportato nel cuore destro attraverso il dotto toracico e la vena cava superiore e diffondersi principalmente nella parte inferiore e periferica dei polmoni. I polmoni di cavie inoculati per via intragastrica con il virus della MERS-CoV, hanno mostrato una patologia polmonare minima nella fase iniziale. La polmonite interstiziale con setti alveolari ispessiti e infiltrazione delle cellule mononucleate, si è verificata secondariamente alla infezione enterica; nel frattempo, nel parenchima polmonare sono emerse cellule NP-positive (10).
Se il sistema gastrointestinale si rivelasse avere un ruolo nella patogenesi dell'infezione da SARS-CoV-2, la ricerca dovrebbe concentrarsi sul rafforzamento dell'immunità innata intestinale come strategia efficace per superare l'insufficienza dell'immunità antivirale nell'intestino (11).
In conclusione, si mette in evidenza la possibilità del sistema gastrointestinale come potenziale prima via di invasione e trasmissione del SARS-CoV-2, dopo la sua penetrazione nelle alte vie respiratorie.

 


Bibliografia

  1. Salehi S, Abedi A, Balakrishnan S, Gholamrezanezhad A. Coronavirus Disease 2019 (COVID-19): A Systematic Review of Imaging Findings in 919 Patients. AJR Am J Roentgenol. 2020 Mar 14:1-7. DOI: 10.2214/AJR.20.23034.
  2. Inui S, Fujikawa A, Jitsu M, Kunishima N, Watanabe S, Suzuki Y, Umeda S, Uwabe Y. Chest CT Findings in Cases from the Cruise Ship “Diamond Princess” with Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). Published Online: Mar 17 2020. https://doi.org/10.1148/ryct.2020200110.
  3. Nemec SF1, Bankier AA, Eisenberg RL. Lower lobe-predominant diseases of the lung. AJR Am J Roentgenol. 2013 Apr;200(4):712-28. DOI: 10.2214/AJR.12.9253.
  4. Stefan F, Nemec A, Bankier A, Eisenberg RL. Upper Lobe–Predominant Diseases of the Lung. American Journal of Roentgenology. 2013;200: W222-W237. 10.2214/AJR.12.8961
  5. Wenling W, Yanli X, Ruqin G, alRoujian L, Kai H, Guizhen W, Wenjie T. Detection of SARS-CoV-2 in Different Types of Clinical Specimens. JAMA. Published online March 11, 2020. DOI:10.1001/jama.2020.3786.
  6. Yongjian W, Cheng G, Lantian T, Zhongsi H, Jianhui Z, et al. Prolonged presence of SARS-CoV-2 viral RNA in fecal samples. 2020. Vol.5;5:434-435. DOI:https://doi.org/10.1016/S2468-1253(20)30083-2
  7. Hamming I, Timens W, Bulthuis ML, Lely AT, Navis G, et al. Tissue distribution of ACE2 protein, the functional receptor for SARS coronavirus. A first step in understanding SARS pathogenesis. J Pathol. 2004 Jun;203(2):631-7.
  8. Zhe Xu*, Lei Shi*, Yijin Wang*, Jiyuan Zhang, Lei Huang, et al. Pathological findings of COVID-19 associated with acute respiratory distress syndrome. Lancet Respir Med. Published Online. February 17, 2020. https://doi.org/10.1016/S2213-2600(20)30076-X.
  9. To KF, Tong JH, Chan PK, Au FW, Chim SS, Chan KC, Cheung JL, Liu EY, Tse GM, Lo AW, Lo YM, Ng HK. Tissue and cellular tropism of the coronavirus associated with severe acute respiratory syndrome: an in-situ hybridization study of fatal cases. J Pathol. 2004 Feb;202(2):157-63.
  10. Zhou J, Li C, Zhao G, Chu H, Wang D, Yan HH, et al. Human intestinal tract serves as an alternative infection route for Middle East respiratory syndrome coronavirus. Sci Adv. 2017 Nov 15;3(11):eaao4966. DOI: 10.1126/sciadv.aao4966. eCollection 2017 Nov.
  11. Neil JA, Cadwell A. The Intestinal Virome and Immunity. The Intestinal Virome and Immunity Jessica A. J Immunol. 2018; 201:1615-1624; DOI: 10.4049/jimmunol.18006312018.
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