在阿姆斯特丹大学医学中心罗伯特·F·J·库尔贝格博士及其同事主导的一项基于人群的队列研究中，5084名患者的基线肠道微生物组组成与未来新冠住院或死亡风险相关。相对丰度较高的产丁酸菌与较低风险存在关联。
该研究分析了2011年5月至2015年11月期间"城市环境健康生活"（HELIUS）研究中采集的粪便样本，采用16S rRNA基因测序（V4区）和方差分析（Bray-Curtis）评估整体菌群差异。在新冠大流行前两年，73名患者发展为重症（定义为住院或死亡）。后期发展为重症者与未重症者的基线微生物组存在显著差异。Cox比例风险模型进一步量化了单个菌属特征与重症结局的关联。
厌氧肠道共生菌肠球梭菌属（Enterocloster）丰度增加与风险上升相关，而多数产丁酸的颤螺菌目（Oscillospirales）物种则降低重症风险。产丁酸菌的丰度在连续变量模型及最高与最低三分位数对比中均显示保护作用。
这些关联在调整年龄、性别、种族、体重指数、入组至2020年1月的时间及合并症（包括高血压、糖尿病、癌症、心血管病、肺病和胃肠疾病）后仍具统计学意义。在控制抗生素使用、疫苗接种状态和时间框架的分析中结果一致。三项敏感性分析得出相似结论：将近期抗生素暴露（采样前3个月内）作为混杂因素、仅限制2020年结局、以及在首次SARS-CoV-2疫苗接种时终止观察。
在934名随访期间确诊SARS-CoV-2感染的患者中，重症与非重症者的微生物组组成存在差异，重症病例的产丁酸菌丰度更低。
重症患者年龄更大（中位57岁对52岁）、体重指数更高（中位31对27），合并症更多。常见疾病包括高血压（49%对26%）、糖尿病（31%对11%）、心血管病（23%对10%）和肺病（26%对10%）。重症组荷兰族裔仅占3%（非重症组30%）；南亚苏里南裔占37%（非重症组16%），土耳其裔占15%（非重症组9%），加纳裔或其他族裔占3%（非重症组10%），而摩洛哥裔在两组中均占约12%。
临床前研究表明，丁酸通过增强上皮屏障完整性和调节全身及肺部免疫反应（例如通过G蛋白偶联受体信号传导和组蛋白去乙酰化酶抑制）发挥作用，可提升CD8+ T细胞抗病毒活性并减少气道中性粒细胞浸润。小鼠实验证实普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzii）等颤螺菌科菌改善了肺炎结局。
研究者强调，尽管感染主要取决于暴露风险，但基线肠道微生物组可能主要影响感染后的严重程度，而非感染风险本身。
研究团队指出："结合临床前证据，我们的发现表明，旨在增加肠道产丁酸菌丰度的微生物组靶向疗法可能降低未来病毒性肺炎重症风险。产丁酸肠道微生物或可成为预防病毒性肺炎的新治疗靶点。"
主要局限在于粪便样本采集与疫情结局间隔较长；尽管成人微生物组多年相对稳定，但随时间变化可能削弱关联强度。此外，产丁酸菌的相对丰度仅为替代指标——实际丁酸产量因菌株和环境而异，本研究未直接测量。
研究资助包括阿姆斯特丹大学医学中心博士奖学金、尼尔斯·斯滕森奖学金、荷兰心脏基金会、ZonMw/NWO、欧盟FP-7计划及欧盟非欧盟移民融合基金。一名作者报告为Caelus Pharmaceuticals和Advanced Microbiota Therapeutics联合创始人兼科学顾问委员会成员，另一作者报告在提交工作之外获得ZonMw/NWO和欧盟的资助。
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