Анализ уровня цитокинов в зависимости от течения COVID-19

• Ахмедова Муборахон Джалиловна
• Руженцова Татьяна Александровна
• Жанибеков Жанабай Жумабаевич
• Исмаилова Адолат Абдурахимовна
• Максудова Малика Хамдамжоновна
• Анваров Жахонгир Абралович

Резюме

Цель исследования - оценка показателей интерлейкина-6 (ИЛ-6) и фактора некроза опухоли α (ФНОα) для прогноза течения COVID-19.

Материал и методы. В 2022 г. в стационаре г. Нукус (Республика Узбекистан) проведено одноцентровое клиническое исследование, в которое методом сплошного отбора включены 45 пациентов обоего пола в возрасте от 41 года до 83 лет с лабораторно подтвержденным COVID-19.

Сформированы 2 группы: со среднетяжелым (1‑я группа, n=25) и тяжелым (2‑я группа, n=20) течением болезни. Проведен анализ клинической картины и данных лабораторных исследований, включая оценку показателей провоспалительных цитокинов - ИЛ-6 и ФНОα.

Результаты и обсуждение. Средний показатель (M±m) ИЛ-6 у пациентов при среднетяжелом течении COVID-19 составил 10,4±1,76 пг/мл (при референсных значениях до 7 пг/мл), в группе с тяжелым течением - 39,9±5,39 пг/мл (р<0,05). Средние показатели ФНОα также достоверно различались: в 1‑й группе - 8,9±0,76 пг/мл (при референсных значениях до 8,1 пг/мл), а во 2‑й - 17,3±1,63 пг/мл (р<0,05).

У госпитализированных пациентов с COVID-19 среднетяжелой и тяжелой форм при распространении варианта омикрон в 62% случаев выявлены повышенные значения ИЛ-6 и ФНОα, в 13% отмечено изолированное повышение ФНОα, также в 13% - изолированное повышение ИЛ-6.

Заключение. Тяжелое течение COVID-19 сопровождается достоверно более высокими значениями ИЛ-6 и ФНОα. Для определения тактики терапии и прогноза течения инфекционного процесса COVID-19 рекомендуется учитывать значение показателей ИЛ-6 и ФНОα.

Ключевые слова:COVID-19; SARS-CoV-2; интерлейкин 6; омикрон; фактор некроза опухоли α; "цитокиновый шторм"

Исследования, которые были начаты в 2020 г., подтверждают выраженное влияние SARS-CoV-2 на различные органы и ткани человека, что проявляется существенными изменениями многих клинико-лабораторных показателей. Уже в первые месяцы пандемии было отмечено, что при COVID-19, как правило, выявляют активный воспалительный процесс, в котором значительную роль играют повышенные концентрации провоспалительных цитокинов в крови [1]. Коронавирусная инфекция, вызванная штаммами, циркулировавшими в 2020 и 2021 гг., нередко сопровождалась развитием "цитокинового шторма" с быстрым поражением ткани легких, острой дыхательной и полиорганной недостаточностью с высоким уровнем летальности. В 2022 г. при распространении вариантов омикрона SARS-CoV-2 у большинства пациентов отмечали легкие формы с поражением преимущественно верхних дыхательных путей. Однако в некоторых случаях регистрировали тяжелое течение с развитием осложнений, иногда и с летальным исходом [2].

По всей видимости, помимо "цитокинового шторма", ухудшение состояния пациента при COVID-19 может быть связано с тромбозами и тромбоэмболиями, поражениями сердечно-сосудистой и других систем организма, бактериальными осложнениями [3]. Эти процессы закономерно сопровождаются ухудшением состояния пациента с формированием воспалительной реакции, нарастанием уровня провоспалительных цитокинов. В таких ситуациях необходимо своевременно определить причину, чтобы наиболее рационально и результативно провести терапию.

У пациентов с тяжелым течением COVID-19 в случае прогрессирования инфекционного процесса нередко отмечают длительно сохраняющиеся лейкопению и лимфопению, в том числе и при бактериальных осложнениях [4, 5]. Установлено, чем ниже количественные показатели лимфоцитов и лейкоцитов на фоне повышенного содержания цитокинов, тем вероятность риска летального исхода значительнее [4, 6]. Однако в повседневной клинической практике определение цитокинов проводится нечасто, в первую очередь анализируют уровень интерлейкина 6 (ИЛ-6), который наиболее часто повышен у пациентов при COVID-19. Другие показатели оценивают реже.

В то же время ранее проведенные исследования позволяют считать, что при новой коронавирусной инфекции происходит истощение пула CD4^-Т-клеток, сопровождающееся снижением продукции некоторых цитокинов, в первую очередь ИЛ-6, и антител к SARS-CoV-2 [5]. Это отмечено при тяжелом течении с поражением легких по типу пневмонита и продолжительной персистенцией SARS-CoV в ткани легких [5]. В этих случаях целесообразно определять уровни других маркеров воспаления, к которым относят менее изученный при COVID-19 фактор некроза опухоли α (ФНОα) [7].

Известно, что концентрация ФНОα в сыворотке крови нарастает уже в первые часы после начала виремии. Стимуляция его выработки происходит также при воздействии бактерий и продуктов их метаболизма (например, липополисахаридов грамотрицательных бактерий). Он продуцируется в основном активированными моноцитами и макрофагами, в первую очередь в ответ на локализованный инфекционный процесс [8, 9]. Повышение ФНОα стимулирует выработку ИЛ-6. Высокие значения ФНОα ассоциированы с геморрагическим некрозом и гибелью клеток, пораженных вирусами, что важно вовремя выявить при истощении лимфоцитарного звена с низкими показателями ИЛ-6 или после применения препаратов на основе моноклональных антител к рецепторам ИЛ-6 [9]. Избыточная продукция ФНОα сопровождается нарушением гемодинамики со снижением сократимости миокарда, минутного объема крови, увеличением проницаемости капилляров, что нередко наблюдают у пациентов с COVID-19 в отделениях реанимации.

Цель исследования - оценка показателей ИЛ-6 и ФНОα для прогноза течения COVID-19.

Материал и методы

В 2022 г. в ковидном стационаре г. Нукус (Республика Узбекистан) проведено одноцентровое клиническое исследование, в которое методом сплошного отбора включены 45 пациентов обоего пола в возрасте от 41 года до 83 лет с лабораторно подтвержденным COVID-19.

Критерий невключения - наличие у пациента с COVID-19 сопутствующих заболеваний: другой инфекционной патологии (ВИЧ-инфекции, сифилиса, туберкулеза, вирусного гепатита, гриппа, острых респираторных вирусных или кишечных инфекций); тяжелых системных заболеваний, злокачественных новообразований, кахексии, кровотечений, хронической гематологической, сердечно-сосудистой, почечной, бронхолегочной, гепатобилиарной патологии.

Средний возраст пациентов, включенных в исследование, составил 66,7±1,75 года, медиана - 67 лет, большинство (32 пациента, 71%) - мужчины. Диагноз был подтвержден методом полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР-РВ) с использованием мазка из зева.

У всех пациентов оценивали клиническую симптоматику COVID-19, данные рентгенологического исследования органов грудной клетки, результаты общеклинических лабораторных исследований, биохимического анализа крови.

Среди включенных в исследование пациенты со среднетяжелым и тяжелым течением болезни: 25 человек (1‑я группа) и 20 человек (2‑я группа) соответственно.

Методом иммуноферментного анализа (ИФА) в сыворотке периферической крови, взятой в 1‑е сутки после госпитализации, определяли количественно концентрации на ФНОα и ИЛ-6. Для исследования использованы наборы реагентов АО "Вектор-Бест" (Новосибирск, Россия).

Лечение проведено, согласно протоколу по ведению пациентов с COVID-19, утвержденному Минздравом Республики Узбекистан.

Пациенты, включенные в исследование, подписали информированные согласия на возможность использования обезличенных данных медицинской документации в научных целях и публикациях.

Статистическая обработка результатов проведена с помощью программы Statistica, версия 12. Рассчитаны средние значения (М), ошибка средней (m) и стандартное отклонение (SD). Достоверность различий оценивали с помощью точного критерия Фишера. Различия считали статистически значимыми при р<0,05.

Результаты и обсуждение

Группы пациентов со среднетяжелым и тяжелым течением были сопоставимы по возрасту и полу. Средний возраст пациентов со среднетяжелым течением составил 63,6±2,26 года, а в группе с тяжелым течением - 70,6±2,54 года (р=0,05). В группах сравнения преобладали мужчины - 76% (1‑я группа) и 65% (2‑я группа, р>0,05).

У пациентов со среднетяжелым течением COVID-19 показатель ИЛ-6 составил 10,4±1,76 пг/мл (референсные значения до 7 пг/мл), в группе с тяжелым течением - 39,9±5,39 пг/мл (р<0,05), что подтверждает значимость оценки этого показателя. Средние показатели ФНОα также достоверно различались: в 1‑й группе - 8,9±0,76 пг/мл (референсные значения до 8,1 пг/мл), а во 2‑й - 17,3±1,63 пг/мл (р<0,05).

При сопоставлении показателей ИЛ-6 и ФНОα было выявлено, что в 62% случаев (28 пациентов) отмечено одновременное повышение ИЛ-6 и ФНОα. У 5 (11%) больных со среднетяжелым течением значения обоих цитокинов не превышали границы референсных значений. У этих больных отмечали гладкое течение заболевания с ежедневной положительной динамикой и выздоровлением в течение 1 нед.

Однако у 6 (13%) пациентов наблюдали только превышение ИЛ-6, а еще у 6 (13%) - только превышение ФНОα при значениях ИЛ-6 в референсных пределах. У пациентов с повышенными показателями ФНОα (8,2-12,8 пг/мл) отмечали выраженные проявления локализованного воспалительного процесса (пневмонии, синуситы). На фоне терапии у них была устойчивая положительная динамика, что подтверждает точку зрения о значении ФНОα как показателя местного воспаления [8]. Среди пациентов с тяжелым течением COVID-19 повышение ФНОα при низком значении ИЛ-6 было выявлено у 1 больного на фоне выраженной лимфопении, что сопровождалось ухудшением состояния с прогрессированием инфекционного процесса. Анализ уровня цитокинов в таких случаях помогает вовремя провести поиск бактериальных осложнений и изменить тактику лечения.

В то же время снижение ФНОα при нарастании ИЛ-6 может свидетельствовать о формировании сепсиса и рассматривается как предиктор шокового состояния, что также может использоваться для прогноза течения COVID-19.

Известно, что повышенные уровни ИЛ-6 снижают активность натуральных киллерных клеток, значения ФНОα, уровни гранзима и перфорина, а это приводит к нарушению литической активности [4]. У пациентов с COVID-19 повышение ФНОα и ИЛ-6 коррелирует с симптомами острого периода инфекционного процесса: повышением температуры тела, выраженностью гриппоподобного синдрома, повышением С-реактивного белка и сывороточного ферритина, а также прогрессированием изменений по данным компьютерной томографии (КТ) органов грудной клетки [10, 11].

Полученные результаты указывают на возможные различия в патогенезе и иммунном ответе против SARS-CoV-2 у пациентов при распространении варианта омикрон. Различные сдвиги значений цитокинов ИЛ-6 и ФНОα свидетельствуют о преобладании генерализованной реакции в одних случаях и выраженном локализованном воспалении, вероятно, вирусно-бактериальной или бактериальной этиологии, - в других. При этом остается риск формирования сепсиса, что возможно прогнозировать при анализе соотношения показателей цитокинов. Эти данные будут иметь ключевое значение для выявления пациентов, которым необходимо изменение тактики терапии.

Результаты исследования подтверждают необходимость анализа уровней цитокинов при выборе тактики терапии с применением препаратов на основе моноклональных антител к рецепторам ИЛ-6 и решении вопроса о необходимости и интенсивности антибактериальной терапии, особенно в группах пациентов с лейкопенией. Эти данные важны также для группы со среднетяжелым течением, среди пациентов которой отмечена значительная вариабельность уровней цитокинов, несмотря на сходную симптоматику и сроки заболевания. Определение уровней ФНОα и ИЛ-6 позволяет выделить группу пациентов, не нуждающихся в упреждающей иммуносупрессивной терапии.

Заключение

В результате проведенного исследования установлено, что в период распространения SARS-CoV-2 варианта омикрон среди госпитализированных пациентов с COVID-19 среднетяжелой и тяжелой форм в 62% выявлены повышенные значения ИЛ-6 и ФНОα, в 13% отмечено изолированное повышение ФНОα, в 13% - изолированное повышение ИЛ-6. При тяжелом течении COVID-19 выявлено достоверно более высокие уровни ИЛ-6 и ФНОα. Для определения тактики терапии и прогноза течения инфекционного процесса COVID-19 рекомендуется учитывать значение показателей ИЛ-6 и ФНОα.

ЛИТЕРАТУРА

1. Костюк С.А., Симирский В.В., Горбич Ю.Л., Анисько Л.А., Полуян О.С. Цитокиновый шторм при COVID-19 // Медицинские новости. 2020. № 10. С. 4-8.

2. Руженцова Т.А., Хавкина Д.А., Чухляев П.В., Гарбузов А.А., Плоскирева А.А. Влияние антикоагулянтной терапии на течение COVID-19 у коморбидных пациентов // Вопросы вирусологии. 2021. Т. 66, № 1. С. 40-46.

3. Вечорко В.И., Аверков О.В., Зимин А.А. Новый штамм SARS-CоV-2 Омикрон - клиника, лечение, профилактика (обзор литературы) // Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2022. Т. 21, № 6. С. 89-98.

4. Белоцерковская Ю.Г., Романовских А.Г., Смирнов И.П., Синопальников А.И. Долгий COVID-19 // Consilium Medicum. 2021. Т. 21, № 3. С. 261-268.

5. Лобов А.В., Иванова П.И., Погодина Е.А., Казей В.И., Максимова Е.Д., Шубина И.Ж. Оценка клеточного звена иммунитета при коронавирусной инфекции COVID-19 // Российский биотерапевтический журнал. 2021. Т. 20, № 4. С. 10-17.

6. Казимирский А.Н., Салмаси Ж.М., Порядин Г.В. Антивирусная система врож­денного иммунитета: патогенез и лечение COVID-19 // Вестник РГМУ. 2020. № 5. С. 5-14.

7. Зинина Е.П., Царенко С.В., Логунов Д.Ю. и др. Роль провоспалительных и противовоспалительных цитокинов при бактериальной пневмонии. Обзор литературы // Вестник интенсивной терапии имени А.И. Салтанова. 2021. № 1. С. 77-89.

8. Сбойчаков В.Б. Тумор некротический фактор. Микробиология с основами эпидемиологии и методами микробиологических исследований. Санкт-Петербург : СпецЛит, 2017. 608 с. ISBN 978-5-299-00404-5.

9. Алексеева Е.И., Тепаев Р.Ф., Шилькрот И.Ю. и др. COVID-19-ассоциированный вторичный гемофагоцитарный лимфогистиоцитоз (синдром "цитокинового шторма") // Вестник Российской академии медицинских наук. 2021. Т. 76, № 1. С. 51-66.

10. Qin C., Zhou L., Hu Z. et al. Dysregulation of immune response in patients with COVID-19 in Wuhan, China // Clin. Infect. Dis. 2020. Vol. 71. P. 762-768. DOI: https://doi.org/10.1093/cid/ciaa248

11. Fara A., Mitrev Z., Rosalia R.A. et al. Cytokine storm and COVID-19: a chronicle of proinflammatory cytokines // Open Biol. 2020. Vol. 10, N 9. Article ID 200160. DOI: https://doi.org/10.1098/rsob.200160

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)