Невирусологические лабораторные маркеры в контексте COVID‑19

31.10.2020

Более 100 лет назад, в 1918 году, пандемия гриппа (т. н. испанка) унесла по меньшей мере 50 млн жизней по всему миру (по некоторым данным, 100 млн). Теперь человечество сталкивается с другой пандемией – вспышкой нового коронавируса SARS-CoV‑2, с которым, возможно, придется сосуществовать в течение длительного времени.

С декабря 2019 года ученым и врачам много стало известно о COVID‑19 [1]. Уровень смертности вследствие данного заболевания оценивается в диапазоне от 0,5 до 3,5%, а клинический прогноз составляет 40% (легкая форма), 40% (умеренная), 15% (тяжелая), 5% (критическая). К группам повышенного риска относятся лица с коморбидностью и пожилые люди (сердечно-сосудистые заболевания, диабет, гипертензия, респираторные заболевания), лица с иммуно­дефицитом (ВИЧ-инфекция, низкий уровень CD4), беременные.

На данном этапе в борьбе с COVID‑19 очень важным является определение лабораторных предикторов, которые позволят стратифицировать риск развития легких и тяжелых форм заболевания, дифференцировать низкий и высокий риск смертности, что предоставит возможность оптимизировать лечение [2].

Важные лабораторные показатели, которые изменяются у пациентов с COVID‑19, представлены в таблице 1.

Гематологические параметры

Изменения гематологических пара­метров были описаны в первых исследованиях у пациентов с COVID‑19 (табл. 2) [3]. Наиболее распространенные гематологические изменения включают лимфоцитопению [4, 5], нейтрофилию [6-8], легкую тромбоцитопению (35%) или реже тромбоцитоз [9]. О присутствии атипичных реактивных лимфоцитов имеются лишь единичные сообщения [10].

Лимфоцитопения

Лимфоцитопения – это снижение количества лимфоцитов в абсолютных значениях в общем анализе крови ниже 1,0×109/л. Лимфоциты играют решающую роль в поддержании иммунного гомеостаза организма и принимают участие в ответе на действие внешних патогенных факторов. В основе возможности обеспечить эффективную стратегию лечения COVID‑19 лежит понимание механизмов снижения уровня лимфоцитов в крови.

Было предложено четыре потенциальных механизма, ведущих к дефициту лимфоцитов [11, 12]:

1) вирус может напрямую воздействовать на лимфоциты, что приводит к их гибели;
2) лимфоциты экспрессируют коронавирусный рецептор – ангиотензин­превращающий фермент-2, который является мишенью вируса;
3) вирус может непосредственно разрушать лимфатические органы;
4) острое снижение лимфоцитов связано с дисфункцией лимфоцитов при прямом повреждении вирусом таких органов, как тимус и селезенка.

Фундаментальные исследования подтвердили, что фактор некроза опухоли (ФНО), интерлейкин‑6 (ИЛ‑6) и другие провоспалительные цитокины могут индуцировать дефицит лимфоцитов [13]. Ингибирование лимфоцитов возможно под влиянием метаболических молекул при гиперлактической ацидемии, связанной с повышенным уровнем лактата, что приводит к подавлению пролиферации лимфоцитов [14]. Именно поэтому показатель лимфоцитопении является надежным и эффективным маркером тяжести течения COVID‑19 (рис. 1).

У детей лимфопения встречается значительно реже. В одном из метаанализов [15] сообщается о выявлении лимфоцитопении только у 3% детей в отличие от других подобных вирусных инфекций (таких как SARS), при которых лимфоцитопения была значительно более распространенным явлением у детей.

Лейкоцитоз

Лейкоцитоз (независимо от того, представляет ли он нейтрофилию, лимфоцитоз или оба вместе) отмечается у немногих пациентов, инфицированных SARS-CoV‑2. Так, лейкоцитоз был выявлен у 11,4% пациентов с тяжелой формой заболевания по сравнению с 4,8% пациентов с легкой или средней формой [16].

Нейтрофилия

Данные по нейтрофилии являются неполными. Тем не менее полученные результаты свидетельствуют о том, что нейтрофилия является выражением «цитокинового шторма» и гипервоспалительного состояния, которые играют важную роль в патогенезе COVID‑19 [17]. Описаны циркулирующие гранулоциты с цитоплазматическими и ядерными морфологическими аномалиями. Они обычно предшествуют увеличению реактивных лимфоцитов [18]. Нейтрофилия может также указывать на наложение бактериальной инфекции.

Тромбоцитопения

Тромбоцитопения является показателем тяжелого течения COVID‑19, о чем свидетельствует недавний обзор доступных рецензируемых данных. Это неудивительно, поскольку подсчет тромбоцитов используется такими системами, как Multiple Organ Dysfunction Score, Simplified Acute Physiology Score II, Acute Physiology и Chronic Health Evaluation II (как индикатор тяжести заболевания). Мета­анализ 9 исследований показал, что тромбоцитопения отмечалась у большинства пациентов. У пациентов с тяжелой формой тромбоцитопения выявляется в 57,7% случаев против 31,6% с менее значительными симптомами [19]. Кроме того, развернутый общий анализ крови, при котором определяются средний объем тромбоцитов и количество ретикулярных тромбоцитов, может быть полезен при стратификации риска и принятии клинического решения.

NLR – коэффициент соотношения нейтрофилов к лимфоцитам как индикатор прогноза COVID‑19

Исследования в Китае в период борьбы с коронавирусом показали, что пороговое значение NLR=3,13 (чувствительность – 0,87, специфичность – 0,71).

Рекомендации:

  • если NLR >3,13 (возраст >50 лет), то пациенты должны быть переведены в палату интенсивной терапии;
  • если NLR <3,13 (возраст <50 лет), то пациенты могут самоизолироваться дома или в стационаре больницы.

NLR считается важным параметром для прогнозирования и управления рисками при COVID‑19.

Биохимические параметры

Биохимический мониторинг пациентов с COVID‑19 с помощью диагностических исследований in vitro имеет решающее значение для оценки тяжести и прогрессирования заболевания, а также помогает вести наблюдение при терапевтическом вмешательстве. К таким тестам относятся лактатдегидрогеназа (ЛДГ), аланинаминотрансфераза (АЛТ), аспартатаминотранс­фераза, азот мочевины, креатинин, креатинкиназа, общий билирубин, миоглобин, тропонины, С-реактивный белок (СРБ), ферритин, альбумин, калий, лактат.

Лактатдегидрогеназа

ЛДГ представляет собой фермент, экспрессируемый почти во всех клетках организма человека (включая клетки сердца, печени, мышц, легких, почек), который катализирует превращение пирувата в лактат. Повышенный уровень ЛДГ в сыворотке может быть выявлен после повреждения любого из множества типов клеток, которые обычно экспрессируют ЛДГ. Как и следовало ожидать, повышение ЛДГ часто встречается у пациентов с COVID‑19 в отделениях интенсивной терапии и указывает на неблагоприятный прогноз [20] (рис. 2).

Аланинаминотрансфераза

АЛТ является ферментом, который продуцируется гепатоцитами и повышается при заболевании печени. АЛТ (как и многие другие биохимические маркеры) увеличена у пациентов с тяжелой формой COVID‑19. Измерение активности фермента может быть полезно при наблюдении за пациентами, поступившими в отделение интенсивной терапии.

Билирубин

Повышение уровня билирубина сыворотки отмечается при ряде заболеваний, связанных с печенью и желчевыводящей системой. Отмечены увеличенные уровни билирубина у пациентов, поступивших в отделение интенсивной терапии, по сравне­нию с пациентами, имеющими менее тяжелые формы.

Креатинин

Креатинин сыворотки является важным показателем функции почек. Это продукт постоянного метаболизма белка в печени, который выводится почками. Повышение уровня креатинина в сыворотке указывает на снижение скорости клубочковой фильтрации. Повышенный креатинин чаще выявляется у пациентов с хронической почечной недостаточностью в сочетании с увеличением азота мочевины в сыворотке.

Альбумин

Альбумин относится к водорастворимым белкам. Снижение альбумина в сыворотке крови связано с различными заболеваниями, такими как недоедание, ожоги, сепсис, повреждение почек. У пациентов с COVID‑19 уровень сывороточного альбумина свидетельствует о плохом прогнозе.

Тропонины

Повышенные уровни в сыворотке специфичных для сердца тропонинов (тропонин I и тропонин Т) являются основными индикаторами для диагностики инфаркта миокарда и острого коронарного синдрома. Сейчас известно, что тропонины являются значимым показателем при тяжелой форме у больных COVID‑19. У пациентов с гипертензией и другими ­сопутствующими сердечно-сосудистыми заболеваниями необходимо проводить исследование уровней тропонина для оценки повреждения миокарда [21].

Параметры гемостаза

COVID‑19 предрасполагает как к венозному, так и артериальному тромбоэмболизму из-за активации коагуляции, вызванной сочетанием чрезмерного воспаления, активации тромбоцитов, эндотелиальной дисфункции, поэтому измерение маркеров коагуляции очень важно для лучшего понимания патогенеза тромбоэмболических заболеваний у пациентов с COVID‑19. Кроме того, нарушение параметров гемостаза служит важным показателем заболевания, начиная от незначительного увеличения D-димера и пролонгирования времени коагуляционных тестов и заканчивая диссеминированным внутрисосудистым свертыванием (ДВС-синдром).

Наиболее общие нарушения пара­метров изменения гемостаза у пациентов с COVID‑19 включают повышение уровней D-димера, фибриногена, продуктов де­градации фибрина, протромбинового времени (ПТВ), активированного частичного тромбопластинового времени (АЧТВ), фактора Виллебранда, фактора VIII, снижение количества тромбоцитов и нормальные уровни природных антикоагулянтов (протеины С и S, антитромбин III) (табл. 3). Для мониторинга тяжести заболевания рекомендовано прежде всего измерить уровни D-димера, фибриногена, ПТВ и количество тромбоцитов.

В совокупности все эти гемостатические изменения указывают на некоторые формы коагулопатии, которые могут свидетельствовать о предрасположенности к тромбоэмболическим проявлениям.

Маркеры воспаления

Воспаление, подавление иммунной ­системы и активация цитокинов играют ключевую роль в протекании COVID‑19. На ранних стадиях коронавирусной инфекции происходит активация эпителиальных и дендритных клеток, которые экспрес­сируют провоспалительные цитокины и хемокины, включая ИЛ‑1β, ‑2, ‑6, ‑8, интерферон-α/β (ИФН-α/β), ФНО, хемокины (CCL2, CCL3, CCL5), IP‑10 и т. д., что находятся под контролем иммунной системы. В большинстве случаев этот процесс пред­отвращает дальнейшее развитие инфекции. Однако иногда возникает дисфункциональный иммунный ответ, который может вы­звать тяжелую системную патологию [25-27]. Это происходит при усилении воспалительного ответа, что приводит к апоптозу клеток или некрозу с последующим увеличением проницае­мости кровеносных сосудов и накоплением макрофагов, моноцитов и нейт­рофилов в альвеолах легких [28].

«Цитокиновый шторм»

Синдром высвобождения цитокинов (CRS), также известный под названием «цитокиновый шторм», – это одно из явлений, которое играет существенную роль при COVID‑19. CRS был описан как острый системный воспалительный синд­ром или чрезмерный иммунный ответ, ­характеризующийся лихорадкой и поли­органной дисфункцией. CRS-подобный синдром, который развивается после тяжелой вирусной инфекции, часто называют «цитокиновым штормом», а не CRS. Патология «цитокинового шторма» до конца не изучена, однако известно, что вирусы обычно атакуют клетки респираторного эпителия, которые запускают цитокиновый ответ. При этом рецепторы иммунных клеток распознают вирус и высвобождают провоспалительные цитокины, такие как ИФН-γ, ФНО, интерлейкины и хемокины. ИФН-γ активирует макрофаги, которые продуцируют ИЛ‑6, ФНО и ИЛ‑10. Макрофаги являются основными клетками, рекрутируемыми первоначально в альвеолярное пространство в ответ на вирусную инфекцию; они увеличивают выработку цитокинов, а также привлекают дополнительные иммунные клетки в пораженную область (CD4 и CD8). На рисунке 3 представлена модель «цитокинового шторма» и Т-клеточной лимфопении, связанной с COVID‑19. По сравнению с неинфицированными пациентами умеренные формы COVID‑19 демонстрируют увеличение ИЛ‑6 и снижение общего количества Т-лимфоцитов (особенно CD4+ и CD8+ T-клеток). Тяжелые формы COVID‑19 дополнительно увеличивают продуцирование ИЛ‑6, ‑2R, ‑10 и ФНО, в то время как количество Т-лимфоцитов (особенно CD4+ и CD8+, а также ИФН-γ) существенно снижается. Уровень «цитокинового шторма» и Т-клеточная лимфопения связаны с повреждением легких, дыхательной недостаточностью и неблагоприятным исходом.

Как только происходит очищение организма от вируса, иммунная система прекращает свою деятельность. Однако при «цитокиновом шторме» этот процесс не завершается как обычно. Воспалительные цитокины проникают в кровообращение, вызывая системные цитокиновые бури и в конечном итоге полиорганную дисфункцию. В этом случае ИЛ‑6 влияет на процесс свертывания крови, вызывая ДВС-синдром и кардиомиопатию, ИФН-γ может вызвать лихорадку, озноб, головную боль, головокружение и усталость, тогда как ФНО приводит к лихорадке, недомоганию, кардиомиопатии и повреждению клеток. Генетические особенности организма могут быть одним из факторов, которые объясняют, почему у некоторых людей развиваются только легкие формы, в то время как у других – тяжелые.

Маркеры «цитокинового шторма» при тяжелой COVID‑19 представлены в таблице 4.

Нерегулируемый и избыточный иммунный ответ потенциально может привести к повреждению легких и снижению ­выживаемости.

При инфицировании SARS-CoV‑2 характерны следующие изменения показателей иммунной системы:

  • уровни ИЛ‑6, ИЛ‑10 и ФНО возрас­тают во время болезни и снижаются при выздоровлении;
  • пациенты, нуждающиеся в госпитализации, имеют значительно более высокие уровни ИЛ‑6, ИЛ‑10 и ФНО и сниженное количество CD4 и CD8 T-клеток;
  • уровни ИЛ‑6, ИЛ‑10 и ФНО обратно коррелирует с количеством CD4 и CD8, ассоциированных с лимфопенией.

Выводы

Спустя более чем полгода от выявления первых случаев COVID‑19, которые обусловлены наличием в организме вируса SARS-CoV‑2, применение методов лабораторной диа­гностики может служить надежной систе­мой для оценки тяжести и последствий этого нового заболевания. В клинической практике врачам необходимо обращать внимание на изменение гематологических, биохимических, гемостазиологических параметров и маркеров воспаления у носителей SARS-CoV‑2.

Список литературы находится в редакции.

Медична газета «Здоров’я України 21 сторіччя» № 18 (487), 2020 р.

 

СТАТТІ ЗА ТЕМОЮ Інфекційні захворювання

18.03.2024 Інфекційні захворювання Оптимізація лікування гострих респіраторних вірусних інфекцій: етіотропна, патогенетична та симптоматична терапія

Гостра застуда – самообмежувальне захворювання верхніх дихальних шляхів. Застуда зазвичай має помірну тяжкість і виникає під дією низки вірусів різних родин (найчастіше – риновірусів). Основними симптомами застуди є біль у горлі, гострий кашель, чхання, закладеність та виділення з носа (рис. 1). Інкубаційний період застуди триває зазвичай 24-72 год, а сама хвороба – в межах 1 тиж. Застуда асоціюється зі значним економічним тягарем для суспільства через потребу у візитах до лікаря, витрати на фармакопрепарати і біодобавки та тимчасову непрацездатність (Al-Haddad M.S. et al., 2016). ...

08.03.2024 Інфекційні захворювання Актуальні вірусні інфекції: можливості та перспективи лікування

Сучасні епідеміологічні спостереження свідчать про те, що масові спалахи інфекційних хвороб значно почастішали. Якщо раніше пандемії виникали в середньому раз на 40 років, то за 23 роки ХХІ ст. людство вже зустрілося із двома широкомасштабними спалахами: пандемією грипу А (H1N1) у 2009 році та пандемією коронавірусної інфекції (SARS-CoV-2) у 2020 році. За даними лондонської компанії Airfinity Ltd., яка займається прогнозуванням здоров’я, імовірність того, що пандемія (так само смертоносна, як і COVID-19) може виникнути в наступному десятилітті становить 27,5%. Серйозною загрозою для громадської охорони здоров’я, за даними спеціалістів Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ), є віруси Ебола, Марбург, Ласса, Ніпа і Зіка через їхній епідемічний потенціал, але не можна забувати і про інфекції, що вважаються контрольованими....

28.02.2024 Інфекційні захворювання Обґрунтування підходів до противірусної терапії респіраторних інфекцій на основі доказової медицини

На щастя, існує не так багато збудників інфекційних хвороб, які спричиняють епідемії або пандемії. Але кількість їхніх жертв серед людей може налічувати мільйони. Найнебезпечнішими, з огляду на швидкість поширення та кількість уражених осіб, є саме ті, що передаються через повітря. Це зумовлено найлегшим механізмом передачі патогенів, які спричиняють респіраторні захворювання. У довакцинальну еру натуральна віспа, дифтерія, кір та інші інфекційні хвороби були причиною вкрай високої смертності, особливо серед дитячого населення. Після створення та масового застосування вакцин проти цих небезпечних хвороб епідемії або припинилися, або набули мінімального масштабу, а натуральна віспа навіть була повністю ліквідована в світі. Останній її осередок у 70-х роках минулого століття – ​Індія....

23.01.2024 Інфекційні захворювання Терапія та сімейна медицина Збережімо антибіотики для подальших поколінь

Проблема антибіотикорезистентності (АБР) – у центрі уваги Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ). АБР розглядається розвиненими країнами як загроза національній безпеці, у зв’язку з чим на всіх рівнях слід робити кроки, спрямовані на зменшення впливу й обмеження поширення АБР. Особливо важливою є роль медичних працівників у збереженні потенціалу антибіотиків (АБ). ...