Особенности патогенеза COVID-19 (в помощь лектору)
РезюмеЦель работы - обобщение особенностей патогенеза COVID-19 на основе систематического анализа данных отечественной и иностранной литературы.
Материал и методы. Проведен обзор публикаций в научной электронной библиотеке и открытых международных базах данных. Поиск проведен по ключевым словам: коронавирус, патогенез COVID-19. Было отобрано 25 оригинальных исследований, которые направлены на изучение поэтапного механизма патогенеза SARS-CoV-2, включая специфические рецепторы и их строение, а также 35 научных литературных обзоров.
Результаты. Представлено описание патофизиологических процессов, возникающих в организме человека после инфицирования SARS-CoV-2. Аналитический обзор проведен по следующим рубрикам: строение рецептора ACE2 и его экспрессия в организме хозяина; механизм взаимодействия структур вируса с рецепторами клеток; активация иммунного ответа и продукция цитокинов; активация калликреин-кининовой системы при COVID-19; универсальность повреждения легких и развитие острого респираторного дистресс-синдрома; повреждение эндотелия сосудов и разобщение микроциркуляции; COVID-19-ассоциированная коагулопатия; COVID-19 и генерализованный вирусный васкулит.
Заключение. Патогенез новой коронавирусной инфекции обусловлен как свойствами SARS-CoV-2 (мутации в геноме, антигенная структура, вирулентность, цитопатическое действие на клетки), так и состоянием организма хозяина (реактивность иммунного ответа, наличие сопутствующих заболеваний). Понимание особенностей патогенеза новой коронавирусной инфекции позволит разрабатывать новые эффективные лекарственные препараты для лечения COVID-19 и меры предупреждения развития постковидного синдрома.
Ключевые слова:коронавирус; патогенез COVID-19; SARS-CoV-2; "цитокиновый шторм"
Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интереса.
Вклад авторов. Оба автора разрабатывали концепцию, проводили анализ и сбор литературы и информации, писали статью. Первичный вариант рукописи сформирован Ермачковой П.А. Редактирование и рецензия рукописи - Хайтович А.Б. Окончательная версия рукописи была одобрена обоими авторами перед предоставлением материалов в редакцию.
Для цитирования: Хайтович А.Б., Ермачкова П.А. Особенности патогенеза COVID-19 (в помощь лектору) // Инфекционные болезни: новости, мнения, обучение. 2023. Т. 12, № 2. С. 105-112. DOI: https://doi.org/10.33029/2305-3496-2023-12-2-105-112
Коронавирусы (Coronaviridae) - многочисленное семейство РНК-содержащих вирусов, инфицирующих как животных, так и людей (зоонозы и антропозоонозы). Вирусы различных родов (Alphacoronavirus, Betacoronavirus, Gammacoronavirus и Deltacoronavirus) способны вызывать разные по клиническим проявлениям и степени тяжести течения заболевания - от бессимптомных и легких до случаев развития тяжелого острого респираторного синдрома. В настоящее время случаи инфекции могут вызывать эпидемические и пандемические процессы. Из всего семейства коронавирусов выделяют 7 видов, подразделяющихся на 2 группы. Первая группа включает 4 сезонных вируса, которые циркулируют среди населения круглый год и преимущественно вызывают острые респираторные вирусные заболевания с поражением верхних отделов дыхательных путей: HCoV 229E, HCoV NL63, HCoV HKU1, HCoV ОС43. Заболевание, как правило, имеет легкую и среднюю степень тяжести. Вторая группа состоит из особо опасных коронавирусов человека: SARS-CoV, MERS-CoV и SARS-CoV-2 [1].
Цель работы - обобщение особенностей патогенеза COVID-19 на основе систематического анализа данных отечественной и иностранной литературы.
Проведен обзор публикаций в научной электронной библиотеке и открытых международных базах данных по ключевым словам: коронавирус, патогенез COVID-19. Было отобрано 25 оригинальных исследований, которые направлены на изучение поэтапного механизма патогенеза SARS-CoV-2, включая специфические рецепторы и их строение, а также 35 научных обзоров литературы.
Патогенез COVID-19 представляет этапный процесс, который начинается с попадания вируса в организм. Выделяют следующие этапы: попадание SARS-CoV-2 воздушно-капельным путем в верхние отделы дыхательных путей в результате контакта с инфицированным (больным или носителем); проникновение SARS-CoV-2 в организм в результате взаимодействия рецепторов вируса с рецепторами соматических клеток; вирусная репликация внутри соматических клеток организма и дальнейшая дезинтеграция клеточных структур в месте первичного внедрения в организм; активация иммунной системы (естественная резистентность и адаптационный иммунитет); постепенно нарастающая выработка молекул цитокинов, приводящая к развитию патологических процессов в системах организма (например, поражение легочной ткани, отек легких, дисфункция микроциркуляторного русла, системный вирусный васкулит органов и тканей, состояние гиперкоагуляции, а также дерматологические, офтальмологические, эндокринные проявления, повреждение центральной и периферической нервных систем, патология мочевыделительной и репродуктивной систем) [2-7].
Строение рецептора ACE2 и его экспрессия в организме
Проникновение вируса в организм осуществляется через входные ворота (клетки верхних дыхательных путей, желудка, кишечника). Внедрение в клетку происходит при наличии рецепторов ангиотензин-преращающего фермента 2 (angiotensin-converting enzyme 2, ACE2) и TMPRSS2 (Transmembrane protease, serine 2), которые экспрессируются на альвеолоцитах II, клетках тонкой кишки, эндотелии артерий и вен, гладкомышечных клетках артерий, а также обнаружены в сердце, надпочечниках, головном мозге и т.д. [2, 8-10].
ACE2 - мембранный белок-ингибитор, экзопептидаза, основной функцией которого является блокирование активации ренин-ангиотензин-альдостероновой системы (РААС) с помощью разрушения ангиотензина II (АТ-II) с образованием ангиотензина 1-7 (АТ 1-7) и гидролиз АТ-I в ангиотензин 1-9 (АТ 1-9) [8]. Механизм заключается в ферментативном отщеплении аминокислоты от АТ-II, а продукт реакции оказывает вазоконстрикторное действие при остром респираторном дистресс-синдроме (ОРДС). Чрезмерная активация РААС (особенно у пациентов с артериальной гипертензией, сахарным диабетом, патологией сердечно-сосудистой системы) является одной из основных причин тяжелого течения COVID-19. В настоящее время применение медикаментозной блокады РААС ингибиторами АСЕ и блокаторами рецепторов АТ-II остается одной из наиболее обсуждаемых тем.
ACE2 экспрессируются на поверхности различных клеток, включая органы дыхания, желудочно-кишечного тракта (пищевод, печень, кишечник), сердца, почек, надпочечников, мочевого пузыря, головного мозга (гипоталамуса) и гипофиза, эндотелия артериальных и венозных сосудов тканей и органов, а также гладкомышечных клеток артерий (включая головной мозг) и макрофагов, однако на эндотелии синусоидных капилляров печени АСЕ2 отсутствует [2, 8-10].
Путем секвенирования и картирования РНК в клетках дыхательных путей человека in situ установлено, что экспрессия ACE2 и TMPRSS2 значительно выше в реснитчатом эпителии слизистой оболочки носа по сравнению с реснитчатым эпителием бронхов и альвеолоцитами II типа [11].
Большое значение в механизме повреждения имеет изменение баланса мембраносвязанной и растворимой форм АСЕ2, в результате чего наблюдается дефицит защитного действия фермента на уровне тканей [8, 11]. Также важно отметить роль баланса ACE/ACE2 в патогенезе и течении COVID-19. Как указывалось, АСЕ обеспечивает превращение AT-I в AT-II; AT-II - вазоконстриктор, вызывающий окислительный стресс и гипертензию. С другой стороны, активность ACE контролируется ACE2, который превращает AТ-II в AТ 1-7, вазодилататор [3, 12-14]. У пациентов с гипертензией или диабетом гиперактивность ACE приводит к большей выработке AТ-II, чем АТ (1-7), из АТ-II под действием АСЕ2. В результате это приводит к нарушению функции эндотелия, ингибированию NO, гипоксии, сердечной недостаточности, агрегации тромбоцитов, инфаркту миокарда и нарушениям работы почек [4, 13-16]. Дисрегуляция АСЕ2 при COVID-19 приведет к ослаблению его кардиопротективного эффекта и развитию аномальной легочной гемодинамики [17].
Механизм взаимодействия структур вируса с рецепторами клеток
Специфическое взаимодействие вируса с клеткой организма происходит благодаря расположенному на поверхности вируса спайкового или шипового белка (S-белок). Он состоит из двух субъединиц - S1 и S2, и каждая отвечает за последовательные процессы: S1 связывается с рецептором, состоит из рецептор-связывающего домена (receptor binding domain, RBD), а S2 сливается с мембраной и содержит мембраносвязывающий домен (membrane binding domain, MBD) [2, 4, 11, 15, 16].
В S1 расположена область непосредственного контакта - рецептор-связывающий мотив (receptor binding motif, RBM), содержащий независимые домены: N-терминальный (N-terminal domain - NTD) и C-терминальный (C-domain - CD) [1, 11]. Домен CD RBD S-белка HCoV отвечает за распознавание специфического рецептора клетки организма (он может отличаться у разных видов HCoV). Одновременно он является основной мишенью для вирус-нейтрализующих антител. Субъединица S1 необходима для первичного контакта с рецептором клетки-хозяина, она и определяет клеточный тропизм вируса. S2 содержит несколько комплексов белков: белок слияния (fusion peptide, FP); гептадный повтор 1 (heptad repeat 1, HR1); гептадный повтор 2 (heptad repeat 2, HR2); трансмембранный домен (transmembrane domain, ТМ); центральную спираль (central helix, CH); коннекторный домен (connector domain, CD); цитоплазматический хвост (cytoplasmic tail, CT) [4].
Ключевым моментом взаимодействия SARS-CoV-2 с ACE2 клетки является ферментативное расщепление S-белка под действием фермента фурина и протеазы TMPRSS2 [12, 14]. Степень экспрессии рецепторов определяется активностью молекул микроРНК, которые регулируют транскрипционную и посттранскрипционную активность генов [14].
При попадании в организм структурный S-белок через субъединицу S1 в области его рецептор-связывающего мотива (находится на рецептор-связывающем домене) взаимодействует с внеклеточно расположенным доменом АСЕ2 с высокой степенью аффинности [14]. Однако первичное взаимодействие вируса с клеткой-мишенью начинается с гепарансульфатного протеогликана, который обеспечивает контакт внутренних структур клетки с компонентами внеклеточного пространства. На этом феномене могут быть созданы химиотерапевтические препараты противовирусного действия.
Следующий этап заключается в слиянии оболочки вируса с клеточной мембраной и проникновении внутрь клетки через субъединицу S2 (мембраносвязующего домена). Первичное взаимодействие S1 с ACE2 приводит к изменению структуры S2 - из метастабильной формы в более стабильную. Следовательно, связывание спайкового S-белка с рецептором ACE2 соматической клетки является начальным этапом для адгезии и проникновения SARS-CoV-2 в клетки-мишени. В исследованиях показано, что аффинность связывания ACE2 SARS-CoV-2 в 10-20 раз выше, чем SARS-CoV [15, 16]. Конечным процессом является полное освобождение нуклеокапсида в цитоплазму [2].
На сродство протеина S с рецептором ACE2 влияет температура. Показано, что при низких температурах степень аффинности значительно увеличивается, а при высоких температурах (например, сезонные температурные колебания) степень и кинетика адсорбции и репликации вируса повышены, что приведет к более быстрой трансмиссии и распространению вируса в организме [16].
Установлено, что на проникновение вируса могут повлиять некоторые факторы самого организма хозяина, например дополнительные рецепторы и корецепторы. Опубликованы исследования, предполагающие, что другие рецепторы и белки на поверхности клетки могут способствовать проникновению SARS-CoV-2 в клетку. Секвенирование генома SARS-CoV-2 показало, что основным рецептором является ACE2. Обсуждается роль трансмембранного гликопротеина CD147, участвующего в межклеточном распознавании [16, 17], и белка нейропилина-1, продукта гена NRP1 [13]. Обычный механизм вторжения SARS-CoV-2 в организм происходит поэтапно: с помощью спайкового белка вирус цепляется за ACE2 на поверхности клетки и проникает в нее. Но в результате мутации коронавирус может не использовать рецепторы ACE2. Это указывает на то, что коронавирус находится под "селективным давлением", которое заставляет его искать новые способы проникновения в клетки в обход стандартной схемы с использованием рецептора ACE2. Поэтому, по всей видимости, должен быть альтернативный рецептор, с помощью которого вирус проникает в клетки.
Активация иммунного ответа и продукция цитокинов
В случае адекватной реакции иммунной системы рекрутированные к очагу инфицирования Т-клетки обеспечивают протективное действие и ограничивают репликацию и распространение SARS-CoV-2. Обнаружено, что вирус обладает механизмом подавления иммунного ответа (эвазией), при котором он завершается путем супрессии и уничтожения эффекторных клеток иммунной системы Т-регуляторными и дендритными клетками [18]. Они продуцируют или индуцируют синтез в других клетках интерлейкинами (IL-10, IL-35) и трансформирующим фактором роста β (transforming growth factor β, TGF-β), что приводит к повреждению тканей и эндотелия сосудов "цитокиновым штормом" [18, 19].
Тяжелая форма заболевания протекает по такому механизму: вначале иммунный ответ контролируется интерфероном (IFNs), IL-21 и TGF-β, которые направлены на переключение синтеза антител на IgG1 и IgA1. На более поздних стадиях ИФН не образуется, а иммунный ответ контролируется IL-21 и TGF-β, что приводит к переключению на синтез антител класса IgA2. Это связано с тем, что при тяжелом течении заболевания происходит большой выброс супрессорной молекулы - TGF-β1. Клетки не мигрируют в легочную ткань и вносят незначительный вклад в гуморальный иммунитет к SARS-CoV-2, а большинство антител не являются специфичными к белку S или RBD [18]. Соответственно предполагается, что тяжелое течение COVID-19 связано не с "цитокиновым штормом", а с индукцией более сложного комплекса иммуносупрессивных цитокинов, и блокирование TGF-β1 является терапевтической мишенью.
J. Weiner и соавт. [20] предположили, что причина различного течения COVID-19 среди людей разных групп - наличие в геноме человека среди генов HLA (human leukocytes antigen) нескольких комбинаций слабых генов. Например, вариант HLA-C*04:01 слабо распознает и способствует удержанию фрагментов при заражении SARS-CoV-2. Носители этой комбинации в 2 раза чаще переносят заболевание тяжелой степени тяжести с поддержкой искусственной вентиляции легких. Отмечается разнообразие неэффективных вариантов HLA среди жителей разных стран, например в странах Азии число тяжелых случаев COVID-19 связывают с HLA-B*46:0, а в Европе и США преобладает HLA-C*04:01. Следовательно, причина тяжелого течения COVID-19 может зависеть от способности комплексов HLA удерживать вирусные белки. Если прочность связывания с вирусом низкая, то замедленная реакция иммунной системы будет приводить к росту вирусной нагрузки, что может спровоцировать гиперактивацию иммунитета и сопутствующие осложнения [20].
Активация калликреин-кининовой системы при COVID-19
Рецептор АСЕ2 оказывает влияние на активацию калликреин-кининовой системы. Результатом ее активации АСЕ2 является высвобождение активного метаболита брадикинина (DABK). В результате вирусной инвазии и потери основных функций АСЕ2 нарушаются работа ренин-ангиотензиновой системы (РАС) и инактивация DABK, при этом усиливается передача сигналов через брадикининовый рецептор В1R. Последствие - рекрутинг лейкоцитов и пропотевание жидкости в легочную ткань [4, 21, 22]. Активация В2-рецепторов приводит к запуску сигнальных путей, в результате чего происходит расширение сосудов и увеличение их проницаемости, формирование отеков, понижение артериального давления и возникновение боли [9, 22].
Связь между калликреин-кининовой и РАС заключается в том, что рецептор В2 способен образовать гетеродимеры с другими рецепторами РАС, и это, вероятно, может повышать риск формирования тромбов [5]. Следовательно, работа РАС регулирует и тормозит активность кининовой системы (АСЕ разрушает брадикинин, а АСЕ2 - расщепляет метаболит DABK). Поэтому при инфицировании вирусом и повреждении АСЕ2 нарушается баланс образования и деградации брадикинина, что приводит к "брадикининовому шторму". Кроме расширения сосудов и увеличения их проницаемости с оттоком жидкости в легкие, также происходит накопление гиалуроновой кислоты, затрудняющее процесс газообмена между капиллярами и альвеолярным воздухом [23].
В качестве причины возникновения ангионевротического отека легких при COVID-19 авторы указывают на брадикинин, а точнее на активацию его рецепторов В1 и В2 в эндотелии. Поэтому при терапевтическом воздействии на ранних стадиях болезни и блокировании этих рецепторов у инфицированных SARS-CoV-2 можно предотвратить развитие ОРДС [24].
Универсальность повреждения легких и развитие острого респираторного дистресс-синдрома
В результате адгезии и проникновения вируса в клетки с помощью АСЕ2 происходит нарушение работы альвеолоцитов, что препятствует нормальной динамике обмена газами. Ткань легких подвергается фиброзу, а альвеолы наполняются жидкостью из-за повышенной сосудистой проницаемости и острой системной воспалительной реакции [23, 25]. Лейкоциты, "прибывшие" в очаг воспаления, начинают активно синтезировать факторы агрегации тромбоцитов, протеазы, лейкотриены и др., что вызывает отложение фибрина, формирование гиалиновых мембран в альвеолах, образование микротромбов в капиллярах легких. Следующая за воспалительным процессом дисфункция эндотелия приводит к отеку легких [23, 25, 26]. Запускается процесс апоптоза клеток на фоне генерализованной воспалительной реакции [27]. Происходит отрицательное воздействие на синтез сурфактанта, он теряет свои свойства и разрушается, что приводит к коллапсу альвеол. Описанные механизмы лежат в основе развития ОРДС у пациентов с COVID-19 [25-28].
Дальнейшее прогрессирование процессов и развитие пневмонии усиливают фиброз легких и могут привести к организации фибротических процессов даже после полного выздоровления. Путем синтеза макрофагами провоспалительных цитокинов (IL-1β, фактор некроза опухоли α) повышается активность гиалуронан-синтазы 2 (HAS2) в альвеолярном эпителии, эндотелиальных клетках и фибробластах, что приводит к чрезмерной секреции гиалуроновой кислоты в просвет альвеол [29]. Лекарственное воздействие на эти процессы может способствовать улучшению состояния пациента, увеличению площади поверхности газообмена [30, 31]. Описанные процессы и системная гипоксия развиваются в течение 10-14 дней у пациентов с заболеванием средней и тяжелой степенью тяжести [31].
Повреждение эндотелия сосудов и разобщение микроциркуляции
Ведущей причиной повреждения эндотелия при инфицировании SARS-CoV-2 является наличие на клетках сосудистого русла (гладкомышечных клетках и перицитах) рецептора АСЕ2. Данный рецептор был обнаружен в сосудах практически всех органов (включая сосуды головного мозга). Основные проявления дисфункции эндотелия заключаются в нарушении биодоступности и снижении синтеза оксида азота (вазодилататор) с помощью угнетения активности эндотелиальной NO-синтазы (NOS) [32].
Проникновение вируса в клетки влечет за собой повреждение эндотелия, его дисфункцию и периваскулярное воспаление. Как уже отмечалось, при взаимодействии SARS-CoV-2 с АСЕ2 нарушается работа РАС, повышается концентрация АТ-II и меняется сосудистый тонус. Это усиливает воспаление, повреждается ткань легких и стимулирует развитие ОРДС [32, 33]. Последующее повреждение сосудов органов и тканей может привести к развитию полиорганной недостаточности и летальному исходу. Выделяют 2 вида пневмонии, связанных с SARS-CoV-2: L-тип (характерны незначительная степень поражения легких, отек и выраженная гипоксемия) и Н-тип (высокая степень поражения, отек, шунтирование крови "справа налево") [32]. Помимо дисфункции АСЕ2, дисбаланса АСЕ/АСЕ2 и воздействия цитокинов, авторы рассматривают роль активации нейтрофилов и повреждения клеток сосудов активными формами кислорода и ферментами (гиалуронидазы, повреждающие гликокалис) [34].
COVID-19-ассоциированная коагулопатия
Одним из компонентов в патогенезе COVID-19 является нарушение реологических свойств крови, что определяется как гиперкоагуляционный статус, а впоследствии как синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдром). Исследования показали, что при тяжелом течении COVID-19 происходит активация системы коагуляции, приводящая к генерализованной коагулопатии [6] и связанной с ней летальностью из-за развития эндотелиальной дисфункции в сочетании с коагулопатией (венозной/артериальной тромбоэмболией или геморрагическими синдромами). Механизм развития коагулопатии при COVID-19 напрямую связан с повреждением эндотелия и может быть описан классической триадой Вирхова. Инфицирование SARS-CoV-2 индуцирует эндотелиит, активацию иммунных клеток, нарушение тонуса сосудов, повышение проницаемости стенки и гипоксемию. Изменение скорости кровотока, в свою очередь, представлено формированием микротромбов в мелких сосудах легочной ткани и окклюзии микрососудов.
Клинически синдром коагулопатии и эндотелиальная дисфункция при COVID-19 у пациентов определяется по концентрации биомаркеров в плазме крови. К ним относят фактор Виллебранда (VWF), фактор VII, тромбомодулин, тканевый активатор плазминогена (tPA) и его ингибитор (PAI-1), Е- и Р-селектин [35-37]. Вслед за системной дисфункцией эндотелия происходит нарушение гемостаза, что проявляется тромбоцитопенией. Уменьшение количества тромбоцитов связывают с несколькими факторами: воздействием цитокинов; непосредственным влиянием вируса на клетки мегакариоцитарного ряда; аутоиммунным повреждением тромбоцитов; усиленным использованием тромбоцитов в сосудистом русле для формирования тромбов.
Следовательно, контроль состояния системы гемостаза у больных COVID-19 является неотъемлемой частью для оценки степени тяжести болезни, а также своевременной терапии.
COVID-19 и генерализованный вирусный васкулит
Считается, что COVID-19 является вирусным васкулитом с преимущественным поражением артериол, в то время как повышение концентрации VWF - один из важных факторов патогенеза COVID-19-ассоциированной коагулопатии [38]. Помимо быстро прогрессирующего поражения легких и нарушения функции газообмена, тяжелые случаи заболевания могут привести к полиорганной системной недостаточности, вызванной системным васкулитом. Поэтому патологические процессы в сосудах микроциркуляторного русла и артериолах следует изучать в рамках системного васкулита или васкулопатии [7].
Наиболее уязвимы к развитию васкулита при COVID-19 артерии среднего и мелкого калибра. Механизм развития васкулита начинается с эндотелиального повреждения и его дисфункции в результате непосредственного действия вируса и цитокинов. Однако васкулит может принимать генерализованный характер и, кроме сосудов легких, происходит деструкция мелких артериол коронарных артерий при коронавирусном миокардите [37]. Повреждение сердечно-сосудистой системы при COVID-19 на фоне развития генерализованного васкулита и коагулопатии повышает риск развития инфаркта, инсульта, нарушения ритма, сердечной недостаточности.
Инактивация вирусом рецепторов АСЕ2 может вызвать или усугубить артериальную гипертензию (особенно у страдающих сахарным диабетом) из-за повышенной выработки АТ-II [2, 9, 11] с последующим развитием системной воспалительной реакции с локализованным воспалением сосудистой стенки [32].
Следует отметить, что описанные патологические механизмы являются лишь частью патогенеза COVID-19. Установлено, что во время и после перенесенного COVID-19 реализуется повреждающее воздействие вируса и на другие органы и системы. Описаны случаи острой почечной недостаточности, заболевания репродуктивных органов, поражение центральной и периферической нервных систем, включая ишемический инсульт и развитие психических заболеваний (депрессия, посттравматическое и обсессивно-компульсивное расстройства). Кроме того, зарегистрированы случаи внезапной потери слуха, офтальмологические заболевания (конъюнктивит, глаукома, хемоз), кожные проявления болезни (экзантемы, сыпи, "ковидные пальцы", крапивница) [39-41].
Заключение
Патогенез новой коронавирусной инфекции обусловлен как свойствами SARS-CoV (мутации в геноме, антигенная структура, вирулентность, цитопатическое действие на клетки), так и состоянием организма хозяина (реактивность иммунного ответа, наличие сопутствующих заболеваний). Одним из обязательных патологических процессов при COVID-19 является развитие вирусной пневмонии с различной степенью поражения легочной ткани, что может осложниться ангиогенным отеком легких и ОРДС. Патофизиологические процессы включают эндотелиальную дисфункцию с нарушением сосудистого тонуса и, как следствие, повреждение и окклюзию микроциркуляторного русла (развитие генерализованного вирусного васкулита), а также коагулопатию (синдром гиперкоагуляции), микротромбообразование и нарушение гемодинамики в жизненно важных органах. Процесс локального и затем генерализованного воспаления может спровоцировать развитие "цитокинового шторма". Проявлениями этих патологических состояний у больных могут быть ДВС-синдром, полиорганная недостаточность, сепсис, шок и летальный исход.
Понимание особенностей патогенеза новой коронавирусной инфекции позволит разрабатывать новые эффективные лекарственные препараты для лечения COVID-19 и меры предупреждения развития постковидного синдрома.
ЛИТЕРАТУРА
1. Хайтович А.Б. Коронавирусы (таксономия, структура вируса) // Крымский журнал экспериментальной и клинической медицины. 2020. Т. 10, № 3. С. 69-75. DOI: https://doi.org/10.37279/2224-6444-2020-10-3-69-81
2. Lan J., Ge J., Yu J., Shan S., Zhou H., Fan S. Structure of the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain bound to the ACE2 receptor // Nature. 2020. Vol. 581, N 7807. P. 215-220. DOI: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2180-5
3. Mason R.J. Pathogenesis of COVID-19 from a cell biology perspective // Eur. Respir. J. 2020. Vol. 55, N 4. P. 20-31. DOI: https://doi.org/10.1183/13993003.00607-2020
4. Zhang H., Penninger J., Li Y., Zhong N., Slutsky A. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) as a SARS-CoV-2 receptor: molecular mechanisms and potential therapeutic target // Intensive Care Med. 2020. Vol. 46, N 4. P. 586-590. DOI: https://doi.org/10.1007/s00134-020-05985-9
5. Danilovski Z., Jordan T., Wessels H. Identification of required host factors for SARS-CoV-2 infection in human cells // Cell. 2021. Vol. 184. P. 92-105. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.10.030
6. Fogarty H., Townsend L., Ni Cheallaigh C. et al. COVID-19 coagulopathy in Caucasian patients // Br. J. Haematol. 2020. Vol. 189, N 6. P. 1044-1049. DOI: https://doi.org/10.1111/bjh.16749
7. Madjid M., Safavi-Naeini P., Solomon S.D., Vardeny O. Potential effects of coronaviruses on the cardiovascular system: A review // JAMA Cardiol. 2020. Vol. 5, N 7. P. 831-840. DOI: https://doi.org/10.1001/jamacardio.2020.1286
8. Vaduganathan M., Vardeny O., Michel T. et al. Renin-angiotensin-aldosterone system inhibitors in patients with COVID-19 // N. Engl. J. Med. 2020. Vol. 382, N 17. P. 1653-1659. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMsr2005760
9. Петрищев Н.Н., Халепо О.В., Вавиленкова Ю.А., Власов Т.Д. COVID-19 и сосудистые нарушения (обзор литературы) // Регионарное кровообращение и микроциркуляция. 2020. T. 19, № 3. C. 90-98. DOI: https://doi.org/10.24884/1682-6655-2020-19-3-90-98
10. Hou Y.J., Okuda K., Edwards C.E. et al. SARS-CoV-2 reverse genetics reveals a variable infection gradient in the respiratory tract // Cell. 2020. Vol. 182, N 2. P. 429-446.e14. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.05.042
11. Викулова О.К., Зураева З.Т., Никанкина Л.В., Шестакова М.В. Роль ренин-ангиотензиновой системы и ангиотензин-превращающего фермента 2 типа в развитии и течении вирусной инфекции СОVID-19 у пациентов с сахарным диабетом // Сахарный диабет. 2020. T. 23, № 3. C. 242-249.
12. Sarbashri B., Subrata K., Biswabandhu B., Smarajit M., Madhusudan D. ACE/ACE2 balance might be instrumental to explain the certain comorbidities leading to severe COVID-19 cases // Biosci. Rep. 2021. Vol. 41, N 2. P. 351-361. DOI: https://doi.org/10.1042/BSR20202014
13. Daly J.L., Simonetti B., Klein K. Neuropilin-1 is a host factor for SARS-CoV-2 infection // Science. 2020. Vol. 70, N 6518. P. 861-865. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abd3072
14. Нерсисян С.А., Шкурников М.Ю., Осипьянц А.И., Вечорко В.И. Роль регуляции генов АПФ2/TMPRSS2 изоформами микроРНК кишечника в патогенезе COVID-19 // Вестник РГМУ. Вирусология. 2020. № 2. C. 17-19. DOI: https://doi.org/10.24075/vrgmu.2020.024
15. Wrapp D., Wang N., Corbett K.S. et al. Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation // Science. 2020. Vol. 367. P. 1260-1263. DOI: https://doi.org/10.1126/science.abb2507
16. Prevost J., Richard J., Gasser R. Impact of temperature on the affinity of SARS-CoV-2 Spike glycoprotein for host ACE2 // J. Biol. Chem. 2021. Vol. 3. P. 45-51. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jbc.2021.101151
17. Wang K., Chen W., Zhang Z. et al. CD147-spike protein is a novel route for SARS-CoV-2 infection to host cells // Signal Transduct. Target. Ther. 2020. Vol. 5, N 1. P. 283. DOI: https://doi.org/10.1038/s41392-020-00426-x
18. Tay M.Z., Poh C.M., Rénia L. et al. The trinity of COVID-19: Immunity, inflammation and intervention // Nat. Rev. Immunol. 2020. Vol. 20, N 6. P. 363-374. DOI: https://doi.org/10.1038/s41577-020-0311-8
19. Joly B.S., Siguret V., Veyradier A. Understanding pathophysiology of hemostasis disorders in critically ill patients with COVID-19 // Intensive Care Med. 2020. Vol. 46, N 8. P. 1603-1606. DOI: https://doi.org/10.1007/s00134-020-06088-1
20. Weiner J. et al. Increased risk of severe clinical course of COVID-19 in carriers of HLA-C*04:01 // EClinicalMedicine. 2021. Vol. 21. P. 54. DOI: https://doi.org/10.1016/j.eclinm.2021.101099
21. Абатуров А.Е., Агафонова Е.А., Кривуша Е.Л., Никулина А.А. Патогенез COVID-19 // Здоровье ребенка. 2020. T. 15, № 2. C. 133-144. DOI: https://doi.org/10.22141/2224-0551.15.1.2020.200598
22. Wonhwa L., June Hong P., Park H. COVID-19-activated SREBP2 disturbs cholesterol biosynthesis and leads to cytokine storm // Signal Transduct. Target. Ther. 2020. Vol. 5. P. 186. DOI: https://doi.org/10.1038/s41392-020-00292-7
23. Lori B.D., Sitapati A.M. Relation of statin use prior to admission to severity and recovery among COVID-19 inpatients // Am. J. Cardiol. 2020. Vol. 136. P. 149-155. DOI: https://doi.org/10.1016/j.amjcard.2020.09.012
24. Коган Е.А., Березовский Ю.С., Проценко Д.Д., Багдасарян Т.Р., Грецов Е.М., Демура С.А. и др. Патологическая анатомия инфекции, вызванной SARS-CoV-2 // Судебная медицина. 2020. T. 6, № 2. C. 8-30. DOI: https://doi.org/10.19048/2411-8729-2020-6-2-8-30
25. Hoffmann M., Kleine-Weber H., Schroeder S. SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor // Cell. 2020. Vol. 181, N 2. P. 271-280. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.052
26. Wang D., Hu B., Hu C. et al. Clinical characteristics of 138 hospitalized patients with 2019 novel coronavirus-infected pneumonia in Wuhan, China // JAMA. 2020. Vol. 323, N 11. P. 1061-1069. DOI: https://doi.org/10.1001/jama.2020.1585
27. Meini S., Zanichelli A., Sbrojavacca R. et al. Understanding the pathophysiology of COVID-19: Could the contact system be the key? // Front. Immunol. 2020. Vol. 11. P. 2014. DOI: https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.02014
28. Van de Veerdonk F.L., Netea M.G., van Deuren M. et al. Kallikrein-kinin blockade in patients with COVID-19 to prevent acute respiratory distress syndrome // Elife. 2020. Vol. 9. Article ID e57555. DOI: https://doi.org/10.7554/eLife.57555
29. Забозлаев Ф.Г., Кравченко Э.В., Галлямова А.Р., Летуновский Н.Н. Патологическая анатомия легких при новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Предварительный анализ аутопсийных исследований // Клиническая практика. 2020. T. 11, № 2. C. 21-37. DOI: https://doi.org/10.17816/clinpract34849
30. Bell T.J., Brand O.J., Morgan D.J. et al. Defective lung function following influenza virus is due to prolonged, reversible hyaluronan synthesis // Matrix Biol. 2019. Vol. 80. P. 14-28. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matbio.2018.06.006
31. Kuster G.M., Pfister O., Burkard T. et al. SARS-CoV2: Should inhibitors of the renin-angiotensin system be withdrawn in patients with COVID-19? // Eur. Heart J. 2020. Vol. 41, N 19. P. 1801-1803. DOI: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaa235
32. Pons S., Arnaud M., Loiselle M., Arrii E., Azoulay E., Zafrani L. Immune consequences of endothelial cells’ activation and dysfunction during sepsis // Crit. Care Clin. 2020. Vol. 36, N 2. P. 401-413. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ccc.2019.12.001
33. Liu Y., Yang Y., Zhang C. et al. Clinical and biochemical indexes from 2019-nCoV infected patients linked to viral loads and lung injury // Sci. China Life Sci. 2020. Vol. 63, N 3. P. 364-374. DOI: https://doi.org/10.1007/s-11427-020-1643-8
34. Huertas A., Montani D., Savale L. et al. Endothelial cell dysfunction: A major player in SARS-CoV-2 infection (COVID-19)? // Eur. Respir. J. 2020. Vol. 56, N 1. Article ID 2001634. DOI: https://doi.org/10.1183/13993003.01634-2020
35. Gattinoni L., Chiumello D., Caironi P., Busana M. et al. COVID-19 pneumonia: different respiratory treatment for different phenotypes? // Intensive Care Med. 2020. Vol. 3. P. 43. DOI: https://doi.org/10.1007/s00134-020-06033-2
36. Tang N., Li D., Wang X., Sun Z. Abnormal coagulation parameters are associated with poor prognosis in patients with novel coronavirus pneumonia // J. Thromb. Haemost. 2020. Vol. 18, N 5. P. 844-847. DOI: https://doi.org/10.1111/jth.14820
37. Goshua G., Pine A.B., Meizlish M.L., Chang C.H., Zhang H. Endotheliopathy in COVID-19-associated coagulopathy: Evidence from a single-centre, cross-sectional study // Lancet Haematol. 2020. Vol. 7, N 8. P. e575-e582. DOI: https://doi.org/10.1016/S2352-3026(20)30216-7
38. Бекетова Т.В., Насонов Е.В. Васкулопатия у пациентов с COVID-19 тяжелого течения // Клиническая медицина. 2020. T. 98, № 5. C. 325-333. DOI: https://doi.org/10.30629/0023-2149-2020-98-5-325-333
39. Дворников А.С., Силин А.А., Гайдина Т.А., Ларина В.Н., Скрипкина П.А., Кива Е.В. Кожные проявления при коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19) // Архивъ внутренней медицины. 2020. Т. 10, № 6. С. 422-429. DOI: https://doi.org/10.20514/2226-6704-2020-10-6-422-429
40. Paterson R.W., Brown R.L., Benjamin L. et al. The emerging spectrum of COVID-19 neurology: clinical, radiological and laboratory findings // Brain. 2020. Vol. 143, N 10. P. 3104-3120. DOI: https://doi.org/10.1093/brain/awaa240
41. Mazza M.G., De Lorenzo R., Conte C. et al. Anxiety and depression in COVID-19 survivors: Role of inflammatory and clinical predictors // Brain Behav. Immun. 2020. Vol. 89. P. 594-600. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbi.2020.07.037