Иммунный статус и спектр цитокинов как прогностические признаки риска тяжело-го течения заболевания и эффективности интенсивной терапии пациентов с коронавирусной инфекцией covid-19

Файл статьи: 
УДК: 
615
Авторы: 

В.Ф. Садыков1, Р.А. Полтавцева1, А.В. Чаплыгина2, Н.В. Бобкова2

Организация: 

1Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии имени академика В.И. Кулакова, Россия, 117997, г. Москва, ул. Академика Опарина, 4
2Институт биофизики клетки РАН – обособленное подразделение ФГБУН «ФИЦ Пущинский научный центр биологических исследований» РАН, Россия, 142290, Московская область, г. Пущино, ул. Институтская, 3

Аннотация: 

Пандемия, вызванная новым штаммом коронавируса SARS-CoV-2 охватила весь мир, однако эффективных способов лечения этой тяжелейшей патологии до сих пор не создано. В настоящее время установлено, что риском тяжелого течения COVID-19 является не столько сам возраст пациента, сколько так называемые возрастные заболевания, в развитии которых прямо или опосредованно задействована ренин-ангиотензиновая система РАС. Вирус SARS-CoV-19 взаимодействует с одним из основных регуляторных элементов этой системы ACE2 и нарушает баланс двух ветвей РАС, что в итоге проявляется в росте уровня ангиотензина II, который через связывание с ангиотензиновым рецептором 1-го типа (AT1R) вызывает целый ряд патологических состояний, включая гиперто-нию, атеросклероз, сердечно-сосудистые заболевания, усиливает пролиферацию клеток, апоптоз, гибель эндотели-альных клеток сосудов и т.д., что нашло отражение во многих обзорах российских и зарубежных авторов. Однако другой, менее описанной, но не менее важной, мишенью действия ангиотензина II являются клетки врожденного и адаптивного иммунитета. Последствия этого взаимодействия подробно проанализированы в данном обзоре. При COVID-19 активируются дендритные клетки, увеличивается пролиферация макрофагов и инфильтрация нейтро-филов с дальнейшим включением в этот процесс CD4-лимфоцитов и других клеточных элементов системы адап-тивного иммунитета. Гиперактивация иммунной системы сопровождается выбросом большого количества про-воспалительных цитокинов, что и может привести к реализации цитокинового шторма. Картину усугубляет тор-мозное действие самого вируса на синтез сигнальных интерферонов на начальных этапах его интернализации в клетку. Отдельный раздел обзора посвящен проблеме прогнозирования риска развития тяжелого состояния и поиску его предикторов, используя анализ состояния РАС и соотношения клеточных элементов иммунной системы, что чрезвычайно важно для принятия решений об объеме необходимой медицинской помощи и стратегиях последующего лечения.

Ключевые слова: 
COVID-19, SARS-CoV-2, цитокиновый профиль, цитокиновый шторм, иммунные клетки, иммунодисрегуляция, фактор прогнозирования, иммунный статус, ренин-ангиотензиновая система (РАС)
Иммунный статус и спектр цитокинов как прогностические признаки риска тяжелого течения заболевания и эффективности интенсивной терапии пациентов с коронавирусной инфекцией COVID-19 / В.Ф. Садыков, Р.А. Полтавцева, А.В. Чаплыгина, Н.В. Бобкова // Анализ риска здоровью. – 2022. – № 4. – С. 148–158. DOI: 10.21668/health.risk/2022.4.14
Список литературы: 
  1. The interacting physiology of COVID-19 and the renin-angiotensin-aldosterone system: Key agents for treatment / E.R. Lumbers, R. Head, G.R. Smith, S.J. Delforce, B. Jarrott, J.H. Martin, K.G. Pringle // Pharmacol. Res. Perspect. – 2022. – Vol. 10, № 1. – P. e00917. DOI: 10.1002/prp2.917
  2. Роль ренин-ангиотензин-альдостероновой системы во взаимодействии с коронавирусом SARS-CoV-2 и в развитии стратегий профилактики и лечения новой коронавирусной инфекции (COVID-19) / А.Я. Фисун, Д.В. Чер¬кашин, В.В. Тыренко, К.В. Жданов, К.В. Козлов // Артериальная гипертензия. – 2020. – Т. 26, № 3. – С. 248–262. DOI: 10.18705/1607-419X-2020-26-3-248-262
  3. Qiu J. Covert coronavirus infections could be seeding new outbreaks // Nature. – 2020. DOI: 10.1038/D41586-020-00822-X
  4. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin / P. Zhou, X.-L. Yang,
    X.-G. Wang, B. Hu, L. Zhang, W. Zhang, H.-R. Si, Y. Zhu [et al.] // Nature. – 2020. – Vol. 579, № 7798. – P. 270–273. DOI: 10.1038/S41586-020-2012-7
  5. Angiotensin-Converting Enzyme 2: SARS-CoV-2 Receptor and Regulator of the Renin-Angiotensin System: Celebrating the 20th Anniversary of the Discovery of ACE2 / M. Gheblawi, K. Wang, A. Viveiros, Q. Nguyen,
    J.-C. Zhong, A.J. Turner, M.K. Raizada, M.B. Grant, G.Y. Oudit // Circ. Res. – 2020. – Vol. 126, № 10. – P. 1456–1474. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.120.317015
  6. Reactive oxygen species and p38 mitogen-activated protein kinase mediate tumor necrosis factor α-converting enzyme (TACE/ADAM-17) activation in primary human monocytes / A.J. Scott, K.P. O'Dea, D. O'Callaghan, L. Williams, J.O. Dokpesi, L. Tatton, J.M. Handy, P.J. Hogg, M. Takata // J. Biol. Chem. – 2011. – Vol. 286, № 41. – P. 35466–35476. DOI: 10.1074/JBC.M111.277434
  7. Chappell M.C. Biochemical evaluation of the renin-angiotensin system: the good, bad, and absolute? // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. – 2016. – Vol. 310, № 2. – P. H137–H152. DOI: 10.1152/AJPHEART.00618.2015
  8. WHO Director-General’s remarks at the media briefing on 2019-nCoV on 11 February 2020 [Электронный ресурс] // World Health Organization. – 2022. – URL: https: //www.who.int/director-general/speeches/detail/who-director-general-s-rema... (дата обращения: 01.05.2022).
  9. Angiotensin-(1–7) is an endogenous ligand for the G protein-coupled receptor Mas / R.A.S. Santos, A.C. Simoes e Silva, C. Maric, D.M.R. Silva, R.P. Machado, I. de Buhr, S. Heringer-Walther, S.V.B. Pinheiro [et al.] // Proc. Natl Acad. Sci. USA. – 2003. – Vol. 100, № 14. – P. 8258–8263. DOI: 10.1073/PNAS.1432869100
  10. Suppressing inflammation by inhibiting the NF-κB pathway contributes to the neuroprotective effect of angiotensin- (1-7) in rats with permanent cerebral ischaemia / T. Jiang, L. Gao, J. Guo, J. Lu, Y. Wang, Y. Zhang // Br. J. Pharmacol. – 2012. – Vol. 167, № 7. – P. 1520–1532. DOI: 10.1111/J.1476-5381.2012.02105.X
  11. Santos R.A.S., Ferreira A.J., Simões e Silva A.C. Recent advances in the angiotensin-converting enzyme
    2–angiotensin(1–7)–Mas axis // Experimental Physiology. – 2008. – Vol. 93, № 5. – P. 519–527. DOI: 10.1113/expphysiol.2008.042002
  12. The pivotal link between ACE2 deficiency and SARS-CoV-2 infection / P. Verdecchia, C. Cavallini, A. Spanevello, F. Angeli // Eur. J. Intern. Med. – 2020. – Vol. 76. – P. 14–20. DOI: 10.1016/j.ejim.2020.04.037
  13. Acute respiratory distress syndrome leads to reduced ratio of ACE/ACE2 activities and is prevented by angiotensin-(1–7) or an angiotensin II receptor antagonist / R.M. Wösten-Van Asperen, R. Lutter, P.A. Specht, G.N. Moll,
    J.B. van Woensel, C.M. van der Loos, H. van Goor, J. Kamilic [et al.] // J. Pathol. – 2011. – Vol. 225, № 4. – P. 618–627. DOI: 10.1002/path.2987
  14. Vascular relaxation, antihypertensive effect, and cardioprotection of a novel peptide agonist of the MAS receptor / S.Q. Savergnini, M. Beiman, R.Q. Lautner, V. de Paula-Carvalho, K. Allahdadi, D. Caires Pessoa, F. Pereira Costa-Fraga, R.A. Fraga-Silva [et al.] // Hypertension. – 2010. – Vol. 56, № 1. – P. 112–120. DOI: 10.1161/hypertensionaha.110.152942
  15. AVE 0991, a nonpeptide mimic of the effects of angiotensin-(1–7) on the endothelium / G. Wiemer, L.W. Dobrucki, F.R. Louka, T. Malinski, H. Heitsch // Hypertension. – 2002. – Vol. 40, № 6. – P. 847–852. DOI: 10.1161/01.HYP.0000037979.53963.8F
  16. Angiotensin-converting enzyme 2 activator diminazene aceturate prevents lipopolysaccharide-induced inflammation by inhibiting MAPK and NF-κB pathways in human retinal pigment epithelium / L. Tao, Y. Qiu, X. Fu, R. Lin, C. Lei, J. Wang, B. Lei // Journal of Neuroinflammation. – 2016. – Vol. 13, № 1. – P. 35. DOI: 10.1186/S12974-016-0489-7
  17. Liraglutide Enhances the Activity of the ACE-2/Ang(1–7)/Mas Receptor Pathway in Lungs of Male Pups
    from Food-Restricted Mothers and Prevents the Reduction of SP-A / J. Fandiño, A.A. Vaz, L. Toba, M. Romaní-Pérez,
    L. González-Matías, F. Mallo, Y. Diz-Chaves // Int. J. Endocrinol. – 2018. – Vol. 2018. – P. 6920620. DOI: 10.1155/2018/6920620
  18. A Novel Angiotensin-(1–7) Glycosylated Mas Receptor Agonist for Treating Vascular Cognitive Impairment and Inflammation-Related Memory Dysfunction / M. Hay, R. Polt, M.L. Heien, T.W. Vanderah, T.M. Largent-Milnes, K. Rodgers, T. Falk, M.J. Bartlett [et al.] // J. Pharmacol. Exp. Ther. – 2019. – Vol. 369, № 1. – P. 9–25. DOI: 10.1124/JPET.118.254854
  19. Within the Brain: The Renin Angiotensin System / L. Jackson, W. Eldahshan, S.C. Fagan, A. Ergul // Int. J. Mol. Sci. – 2018. – Vol. 19, № 3. – P. 876. DOI: 10.3390/IJMS19030876
  20. COVID-19 – A Theory of Autoimmunity Against ACE-2 Explained / P. McMillan, T. Dexhiemer, R.R. Neubig, B.D. Uhal // Front. Immunol. – 2021. – Vol. 12. – P. 582166. DOI: 10.3389/fimmu.2021.582166
  21. The SARS-CoV-2 spike protein alters barrier function in 2D static and 3D microfluidic in vitro models of the human blood-brain barrier / T.P. Buzhdygan, B.J. DeOre, A. Baldwin-Leclair, H. McGary, R. Razmpour, P.A. Galie, R. Potula, A.M. Andrews, S.H. Ramirez // bioRxiv: The Preprint Server for Biology. – 2020. DOI: 10.1101/2020.06.15.150912
  22. TLR4 and AT1R mediate blood-brain barrier disruption, neuroinflammation, and autonomic dysfunction in spon-taneously hypertensive rats / F.E. Mowry, S.C. Peaden, J.E. Stern, V.C. Biancardi // Pharmacol. Res. – 2021. – Vol. 74. – P. 105877. DOI: 10.1016/j.phrs.2021.105877
  23. Translating IL-6 biology into effective treatments / E.H. Choy, F. De Benedetti, T. Takeuchi, M. Hashizume, M.R. John, T. Kishimoto // Nature Reviews. Rheumatology. – 2020. – Vol. 16, № 6. – P. 335–345. DOI: 10.1038/S41584-020-0419-Z
  24. Evaluation of angiotensin-converting enzyme (ACE), its homologue ACE2 and neprilysin in angiotensin peptide metabolism / G.I. Rice, D.A. Thomas, P.J. Grant, A.J. Turner, N.M. Hooper // Biochem. J. – 2004. – Vol. 383, pt 1. – P. 45–51. DOI: 10.1042/BJ20040634
  25. Velavan T.P., Meyer C.G. Mild versus severe COVID-19: Laboratory markers // Int. J. Infect. Dis. – 2020. – Vol. 95. – P. 304–307. DOI: 10.1016/j.ijid.2020.04.061
  26. Prognostic factors for severity and mortality in patients infected with COVID-19: A systematic review / A. Izcovich, M.A. Ragusa, F. Tortosa, M.A.L. Marzio, C. Agnoletti, A. Bengolea, A. Ceirano, F. Espinosa [et al.] // PLoS One. – 2020. – Vol. 15, № 11. – P. e0241955. DOI: 10.1371/journal.pone.024195526
  27. Laboratory Biomarkers Predicting COVID-19 Severity in the Emergency Room / R. Assandri, E. Buscarini, C. Canetta, A. Scartabellati, G. Viganò, A. Montanelli // Arch. Med. Res. – 2020. – Vol. 51, № 6. – P. 598–599. DOI: 10.1016/j.arcmed.2020.05.011
  28. The role of cytokine profile and lymphocyte subsets in the severity of coronavirus disease 2019 (COVID-19): A systematic review and meta-analysis / H. Akbari, R. Tabrizi, K.B. Lankarani, H. Aria, S. Vakili, F. Asadian, S. Noroozi, P. Keshavarz, S. Faramarz // Life Sci. – 2020. – Vol. 258. – P. 118167. DOI: 10.1016/j.lfs.2020.118167
  29. Elevated Exhaustion Levels of NK and CD8 + T Cells as Indicators for Progression and Prognosis of COVID-19 Disease / M. Li, W. Guo, Y. Dong, X. Wang, D. Dai, X. Liu, Y. Wu, M. Li [et al.] // Front. Immunol. – 2020. – Vol. 11. – P. 580237. DOI: 10.3389/fimmu.2020.580237
  30. Longitudinal characteristics of lymphocyte responses and cytokine profiles in the peripheral blood of SARS-CoV-2 infected patients / J. Liu, S. Li, J. Liu, B. Liang, X. Wang, H. Wang, W. Li, Q. Tong [et al.] // EBioMedicine. – 2020. – Vol. 55. – P. 102763. DOI: 10.1016/j.ebiom.2020.102763
  31. Becker R.C. COVID-19 update: Covid-19-associated coagulopathy // J. Thromb. Thrombolysis. – 2020. – Vol. 50, № 1. – P. 54–67. DOI: 10.1007/S11239-020-02134-3
  32. Characteristics of SARS-CoV-2 and COVID-19 / B. Hu, H. Guo, P. Zhou, Z.-L. Shi // Nat. Rev. Microbiol. – 2021. – Vol. 19, № 3. – P. 141–154. DOI: 10.1038/S41579-020-00459-7
  33. A neutrophil activation signature predicts critical illness and mortality in COVID-19 / M.L. Meizlish, A.B. Pine, J.D. Bishai, G. Goshua, E.R. Nadelmann, M. Simonov, C.-H. Chang, H. Zhang [et al.] // Blood Adv. – 2021. – Vol. 5, № 5. – P. 1164–1177. DOI: 10.1182/bloodadvances.2020003568
  34. Risk stratification of patients admitted to hospital with COVID-19 using the ISARIC WHO Clinical Characterisation Protocol: development and validation of the 4C Mortality Score / S.R. Knight, A. Ho, R. Pius, I. Buchan, G. Carson, T.M. Drake, J. Dunning, C.J. Fairfield [et al.] // BMJ. – 2020. – Vol. 370. – P. m3339. DOI: 10.1136/bmj.m333934
  35. Relationship Between the ABO Blood Group and the Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) Susceptibility / J. Zhao, Y. Yang, H. Huang, D. Li, D. Gu, X. Lu, Z. Zhang, L. Liu [et al.] // Clin. Infect. Dis. – 2021. – Vol. 73, № 2. – P. 328–331. DOI: 10.1093/cid/ciaa1150
  36. Age-severity matched cytokine profiling reveals specific signatures in COVID-19 patients / R. Angioni, R. Sánchez-Rodríguez, F. Munari, N. Bertoldi, D. Arcidiacono, S. Cavinato, D. Marturano, A. Zaramella [et al.] // Cell Death Dis. – 2020. – Vol. 11, № 11. – P. 957. DOI: 10.1038/S41419-020-03151-Z
Получена: 
24.10.2022
Одобрена: 
07.12.2022
Принята к публикации: 
18.12.2022

Вы здесь