COVID-19-associated secondary hemophagocytic lymphohistiocytosis (cytokine storm syndrome)

Full Text

Введение

Коронавирусная болезнь 2019, или COVID-19 (COronaVIrus Disease 2019), — клинический синдром, который вызывается РНК-содержащим вирусом SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome CoronaVirus 2) [1]. По данным на середину декабря 2020 г. в мире зарегистрировано более 70 млн случаев заражения, более 40 млн выздоровевших и более 1,6 млн смертельных исходов болезни [2]; в Российской Федерации — более 2,7 млн, свыше 2 млн и около 48 тыс. соответственно [2].

COVID-19 может протекать бессимптомно или с клиническими проявлениями широкого спектра (кашель, лихорадка, миалгия, недомогание), развитием вирусной пневмонии, острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС), гипервоспаления, полиорганной недостаточности [1, 3]. В настоящее время выделяют три фазы COVID-19. Первая характеризуется нетяжелым течением заболевания (доброкачественная инфекция) с минимальными, непрогрессирующими и неспецифическими симптомами. У 80% пациентов воспалительный процесс разрешается в первой фазе и не прогрессирует. У 15% пациентов развивается вторая фаза инфекции SARS-CoV-2, которая характеризуется среднетяжелым течением и развитием локализованного воспаления (пневмонии, в том числе с гипоксией). Воспаление — необходимая часть эффективного иммунного ответа, без которой успешное разрешение инфекционного процесса и прекращение повреждения клеток невозможны. Однако у 5% больных наблюдается третья фаза заболевания (критическая форма COVID-19), характеризующаяся системным гипервоспалением, ОРДС, полиорганной недостаточностью и высоким риском летального исхода [4, 5]. Особенности критической формы болезни — высокая сывороточная концентрация ферритина и D-димера, печеночная дисфункция, повышенное тромбообразование, диссеминированное внутрисосудистое свертывание (ДВС) и вторичный гемофагоцитарный лимфогистиоцитоз (ГЛГ) или синдром активации макрофагов (САМ) [6, 7].

В статье проведен сравнительный анализ патогенеза синдромов «цитокинового шторма» — первичного и вторичного ГЛГ, в том числе САМ при аутовоспалительных/аутоиммунных заболеваниях и COVID-19-индуцированного гипервоспалительного иммунного ответа. Описаны факторы, предрасполагающие к развитию САМ. Определены сходство и различие клинических и лабораторных проявлений гипервоспалительного ответа при COVID-19 и аутовоспалительных/аутоиммунных заболеваниях. Представлены диагностические критерии первичного и вторичного ГЛГ (включая критерии САМ), а также предикторы развития гипервоспалительного ответа, которые могут быть использованы для раннего выявления «цитокинового шторма» при COVID-19.

Синдромы «цитокинового шторма»

Проявления тяжелой (критической) формы COVID-19 сходны с проявлениями семейства синдромов с общим названием «цитокиновый шторм» [8]. Все эти синдромы протекают с признаками гипервоспаления и полиорганного поражения, развивающимися в результате массивного высвобождения цитокинов вследствие неконтролируемой активации клеток иммунной системы. К семейству синдромов «цитокинового шторма» относят первичный (семейный) и вторичный ГЛГ — тяжелые гипервоспалительные синдромы, вызванные патологической активацией макрофагов и цитотоксических клеток и, как следствие, нерегулируемым фагоцитозом клеток крови и их предшественников [9].

Первичный ГЛГ

Первичный ГЛГ характеризуется невариабельным аутосомно-рецессивным типом наследования, биаллельными изменениями структуры генов, регулирующих функцию NK-клеток и CD8+ Т-лимфоцитов, а также манифестацией в детском возрасте [7, 10]. Однако у 40% больных патогенные мутации не выявляются [11]. Триггерным фактором первичного ГЛГ, как правило, является вирусная или бактериальная инфекция [9]. При типичном иммунном ответе инфекционные агенты (преимущественно вирусные) индуцируют активацию и экспансию (пролиферацию) активированных специфических CD8+ T-лимфоцитов, которые вместе с NK-клетками получают сигнал от антигенпрезентирующих клеток, что приводит к повышенной продукции ИФН-γ и цитолитическому уничтожению инфицированных клеток. Уменьшение и разрешение иммунного ответа также зависят от ликвидации активированных лимфоцитов NK-клетками.

При первичном ГЛГ дефекты цитолитической функции CD8+ T-лимфоцитов и NK-клеток сопровождаются нарушением лизиса таргетных клеток, гиперпродукцией ИФН-γ, активацией макрофагов, синтезом огромного количества провоспалительных цитокинов и неконтролируемым иммунным ответом [9].

Примерно у 30% пациентов с первичным ГЛГ цитолитическая дисфункция развивается вследствие гомозиготных или компаунд-мутаций в гене PRF1, кодирующем перфорин — белок, продуцируемый NK-клетками (механизм врожденного иммунитета) и цитотоксическими CD8+ T-лимфоцитами (механизм адаптивного иммунитета) для индукции апоптоза клеток, инфицированных вирусом. При выделении перфорина в межклеточное пространство перфорин-полимеразы создают межклеточный канал (иммунный синапс), через который из цитолитических клеток в таргетную клетку поступает гранзим В22 и активирует процесс ее апоптоза.

Другие варианты первичного ГЛГ развиваются вследствие мутаций в генах MUNC13-4, STX11 и STXBP2, которые кодируют белки, участвующие в транспорте гранул, содержащих перфорин и гранзим, по межклеточному каналу [12–15]. Цитолитические клетки у пациентов с этими мутациями продуцируют достаточное количество перфорина, но нарушение процесса его высвобождения в межклеточный канал приводит к значительному снижению цитолитической активности иммунных клеток. Неспособность NK-клеток и CD8+ Т-лимфоцитов лизировать вирус-содержащие клетки приводит к активации макрофагов, которая опосредована гиперпродукцией ИФН-γ и других провоспалительных цитокинов [16].

Вторичный ГЛГ

Вторичный ГЛГ может развиться в любом возрасте. Не вызывает сомнений, что в основе патогенеза вторичного ГЛГ лежат генетическая предрасположенность, действие триггерных инфекционных агентов и наличие воспалительного процесса [17]. Триггерными факторами вторичного ГЛГ являются вирусные и бактериальные инфекции (часто вирусы Эпштейна–Барр, цитомегаловирус, вирусы гриппа и парагриппа, парвовирус В19, иерсиниоз, сальмонеллез), сепсис, злокачественные новообразования, лекарственные препараты, аутовоспалительные/аутоиммунные заболевания [6, 8, 18].

Патогенез синдрома активации макрофагов. Вторичный ГЛГ у пациентов с аутовоспалительными/аутоиммунными заболеваниями исторически принято называть синдромом активации макрофагов. САМ — это одна из форм «цитокинового шторма», которая развивается у 10% пациентов с системным ювенильным идиопатическим артритом (сЮИА), а также при болезни Стилла взрослых, системной красной волчанке, дерматомиозите, системных васкулитах [9, 19–21].

Патогенез САМ связан с неконтролируемой экспансией Т-лимфоцитов и макрофагов на фоне сниженной цитолитической активности NK-клеток и CD8+ Т-лимфоцитов. Один из ключевых цитокинов патогенеза сЮИА и САМ — ИЛ-6, он подавляет цитолитическую функцию NK-клеток путем снижения экспрессии этими клетками перфорина и гранзима [22]. Эта функция может быть частично восстановлена при достижении медикаментозного контроля над ревматическим заболеванием, в том числе с применением моноклональных антител к рецептору ИЛ-6 — тоцилизумаба [7, 12, 23].

Развитие цитолитической дисфункции при САМ у больных с сЮИА может быть связано и с генетическими факторами [24, 25]. Так, в результате полногеномного секвенирования у трети таких пациентов были выявлены гипоморфные мутации в генах, кодирующих синтез перфорина, а также белков, участвующих в транспорте перфорин-содержащих гранул на поверхность клетки (PRF1, UNC13D, RAB27A, STXBP2) [26–28].

При сЮИА, болезни Стилла взрослых, некоторых инфекциях, воспалительных и злокачественных заболеваниях, а также моногенных синдромах — NLRC4-САМ (синдром активации макрофагов, ассоциированный с инфламмасомой NLRC4) и XIAP-дефиците (Х-сцепленный дефицит ингибитора апоптоза) — развитие САМ является результатом гиперпродукции ИЛ-1 и ИЛ-18, которая развивается вследствие активации инфламмасомы [29–31]. У пациентов с NLRC4–САМ эта активность ассоциирована с доминантно-негативными мутациями, которые меняют свойства белковых субъединиц инфламмасомы NLRC4. Гиперпродукция ИЛ-1β и ИЛ-18 с последующим развитием жизнеугрожающих состояний может наблюдаться и в случаях САМ при аутоиммунных/аутовоспалительных и инфекционных заболеваниях [32–34].

Дефекты цитолитических механизмов апоптоза клеток, инфицированных вирусом, или малигнизированных клеток, могут пролонгировать их выживание, что приводит к гиперпродукции провоспалительных цитокинов [35]. Вместе с тем известно, что цитолитические клетки могут быть напрямую вовлечены в процесс завершения иммунного ответа через индукцию апоптоза чрезмерно активированных иммунных клеток [36–38]. Эти наблюдения позволяют предположить, что при ГЛГ неспособность цитолитических клеток (NK-клеток и CD8+ T-лимфоцитов) индуцировать апоптоз таргетных клеток и антигенпрезентирующих клеток приводит к увеличению продолжительности иммунного ответа, длительному взаимодействию механизмов врожденного и адаптивного иммунитета на клеточном уровне, персистированию активированных Т-лимфоцитов и макрофагов, эскалации продукции провоспалительных цитокинов (ФНО, ИФН-γ, ИЛ-6, ИЛ-1, ИЛ-18, ИЛ-33) и развитию «цитокинового шторма», который, в свою очередь, индуцирует активацию макрофагов, гемофагоцитоз, каскад внутрисосудистой коагуляции и прогрессирование полиорганной недостаточности [7, 12].

Таким образом, САМ и первичный ГЛГ имеют сходные патогенетические механизмы и сопровождаются развитием «цитокинового шторма» [39].

Патогенез COVID-19-индуцированного «цитокинового шторма». После инфицирования клеток, экспрессирующих рецепторы ангиотензин-превращающего фермента 2-го типа (ACE2) и мембрано-связанную сериновую протеиназу TMPRSS2 (эпителиальные клетки, альвеолярные эпителиальные клетки, эндотелиальные клетки кровеносных сосудов и макрофаги), SARS-CoV-2 вызывает пироптоз, высвобождение патоген-ассоциированных молекулярных паттернов (pathogen-associated molecular patterns, PAMP), которыми является РНК вируса, и молекулярных паттернов, ассоциированных с повреждением (damage associated molecular patterns, DAMP), которыми являются АТФ, нуклеиновые кислоты и др. [40]. Распознавание PAMP осуществляется через рецепторы семейства PRRs (pattern recognition receptors), которые экспрессируют моноциты, макрофаги, нейтрофилы и дендритные клетки. Сигнальный процесс приводит к экспрессии транскрипционного фактора NF-κB, индуцирующего синтез и высвобождение провоспалительных цитокинов и молекул, стимулирующих презентацию антигена, а также к активации медиаторов ИФН-I-зависимого антивирусного ответа [41–43]. В распознавании DAMP участвует семейство цитозольных белков NLR (NLRP1, -3, -4 и -7), активация которых приводит к образованию мультипротеинового цитоплазматического комплекса — инфламмасомы. Инфламмасома конвертирует прокаспазу 1 в активную каспазу 1, которая, в свою очередь, конвертирует проИЛ-1β и проИЛ-18 в активные ИЛ-1β и ИЛ-18 [43, 44]. Распознавание DAMP эпителиальными, эндотелиальными клетками и альвеолярными макрофагами сопровождается продукцией и других провоспалительных цитокинов и хемокинов (ИЛ-6, ИФН-γ-индуцируемый белок, IP-10, макрофагальный воспалительный белок 1α и 1β, MCP1), которые являются аттрактантами моноцитов, макрофагов и Т-лимфоцитов в очаг инфекционного поражения. Инфильтрация легочной ткани клетками врожденной и адаптивной иммунной системы сопровождается усилением воспаления и значительным увеличением продукции IFN-γ Т-лимфоцитами.

При нормальном иммунном ответе, если сигнальные пути активации иммунной системы находятся под контролем, вирус-специфические Т-лимфоциты поступают в очаг воспаления в самом начале воспалительного процесса и элиминируют пораженные клетки до распространения вируса. Нейтрализующие антитела блокируют вирусную инфекцию, альвеолярные макрофаги распознают комплексы антитело–вирус, а также клетки, подвергшиеся апоптозу, и уничтожают их путем фагоцитоза. Таким образом происходит клиренс вирусов при минимальном повреждении легких. Воспалительный процесс разрешается в первой или, в крайнем случае, во второй фазе COVID-19 и завершается восстановлением [40, 45, 46]. При дефектном иммунном ответе развивается третья фаза COVID-19 — «цитокиновый шторм». В легких продолжают аккумулироваться иммунные клетки, что сопровождается гиперпродукцией провоспалительных цитокинов и повреждением легких. Развивающийся «цитокиновый шторм» приводит к поражению других органов и, соответственно, полиорганной недостаточности. Более того, нейтрализующие антитела, продуцируемые В-лимфоцитами, могут усилить инфекцию SARS-CoV-2 через феномен антителозависимого усиления инфекции, что приводит к дальнейшему органному повреждению [40, 45, 46].

Неожиданное и быстрое ухудшение состояния пациентов c COVID-19 наблюдается, как правило, на 7–10-е сут болезни, проявляется лихорадкой и одышкой, повышением уровня острофазовых маркеров воспаления (СОЭ, сывороточная концентрация С-реактивного белка (СРБ), ферритина), коагулопатией (повышение концентрации D-димера, ДВС) и цитолизом (повышение активности КФК, ЛДГ) [47]. У большинства пациентов с критической формой COVID-19 клинические и лабораторные параметры болезни коррелируют с высокой концентрацией провоспалительных цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-1Ra, ИЛ-6, ФНО) и их рецепторов (в частности, растворимого ИЛ2-Rα) в сыворотке крови [16, 18, 47].

Ряд специалистов проводит параллели между COVID-19-индуцированным «цитокиновым штормом», первичным ГЛГ или вторичным ГЛГ/САМ ввиду явного сходства клинической картины: фебрильная лихорадка, цитопения, гиперферритинемия, повышение активности ЛДГ, АЛТ, АСТ, коагулопатия и поражение легких (включая ОРДС), развивающееся примерно у 50% пациентов с вторичным ГЛГ [16, 48, 49]. При этом цитокиновый профиль при COVID-19-индуцированном «цитокиновом шторме», синдроме высвобождения цитокинов при CAR T-клеточной терапии, первичном ГЛГ и САМ в значительной мере совпадает [21, 50].

При COVID-19 также, как и при САМ, ключевыми медиаторами гипервоспаления являются ИЛ-1β, ИЛ- 6, ИЛ-18, ИФН-γ [51–53]. ИЛ-1β индуцирует развитие САМ, который проявляется цитопенией, коагулопатией (тромбоцитопенией, гипофибриногенемией, повышением концентрации D-димера крови), гепатитом (повышением активности ЛДГ и аминотрансферазы), активацией макрофагов/гепатоцитов (значительным повышением концентрации ферритина крови) и характеризуется высоким HScore [8, 54]. ИЛ-6 вызывает иммунную дисрегуляцию, характеризующуюся комбинацией гиперцитокинемии, иммунологическим параличом (маркер — снижение экспозиции молекул HLA-DR на CD14+ моноцитах) и глобальной лимфопенией, включая CD4+ и CD8+ Т-лимфоциты и NK-клетки [54]. Высокая концентрация ИЛ-6 в сыворотке крови у пациентов с тяжелым COVID-19 ассоциирована с выраженной лихорадкой, развитием двустороннего распространенного (> 50%) поражения легких, с прогрессированием ОРДС, с потребностью в искусственной вентиляции легких, развитием дыхательной недостаточности и высоким риском летального исхода болезни [55–57].

«Цитокиновый шторм» при COVID-19 скорее всего является следствием комбинации дефектного (или отсроченного) первичного противовирусного ответа с последующей персистирующей гиперцитокинемией (ИЛ- 1β, ИЛ-6, ФНО) и неадекватным Т-клеточным ответом (общей цитотоксичностью). Иммунодефицит, связанный со снижением числа Т-лимфоцитов или их функции, который развивается при COVID-19 и генетически детерминирован при первичном ГЛГ, является главной движущей силой большинства синдромов «цитокинового шторма» [7, 10, 58]. Все это приводит к нарушению клиренса клеток, подвергшихся апоптозу, или инфицированных/активированных макрофагов, усилению вирусной репликации и диссеминации с последующей ИЛ-18/ ИФН-γ-индуцированной персистирующей активацией макрофагов, завершающейся массивным высвобождением цитокинов, гемофагоцитозом, коагулопатией и ОРДС [7, 59, 60].

ОРДС может быть также следствием так называемого САМ-подобного синдрома, вызванного проникновением SARS-CoV-2 в эпителиальные/эндотелиальные клетки через рецептор ACE2 (CD147), индукцией их апоптоза и некроза с последующим высвобождением большого количества хемокинов, рекрутингом иммунных клеток, инфильтрацией легочной ткани моноцитами, макрофагами, нейтрофилами и многоядерными гигантскими клетками, развитием локального иммунного ответа и преимущественного повреждения легких [39]. Активация клеток врожденной иммунной системы — дендритных клеток, альвеолярных макрофагов и нейтрофилов — приводит к высвобождению провоспалительных медиаторов (ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-18, ФНО) и стимуляции дифференцировки наивных Т-лимфоцитов в Тh1 и цитотоксические лимфоциты (CTLs или CD8+) [39]. САМ-подобное внутрилегочное воспаление сопровождается умеренным повышением сывороточной концентрации ферритина, развитием выраженной локальной сосудистой дисфункции вследствие микротромбоза и геморрагий, что приводит к развитию легочной внутрисосудистой коагулопатии [16]. Системные проявления ГЛГ, такие как выраженная гиперферритинемия, органомегалия и полиорганное поражение, при САМ-подобном внутрилегочном воспалении, как правило, не наблюдаются.

Факторы, предрасполагающие к развитию синдрома активации макрофагов

Поздний и слабый синтез интерферона I

Поздний и слабый синтез ИФН-I может быть одним из факторов, предрасполагающих к развитию САМ / САМ-подобного синдрома у пациентов с критической формой COVID-19. ИФН-I продуцируется в основном плазмацитоидными дендритными клетками, которые способны синтезировать и другие провоспалительные цитокины (ФНО, ИЛ-6), а также контролировать Т-клеточный ответ [61, 62]. Плазмоцитоидные дендритные клетки — циркулирующие иммунные клетки, функционирующие как сигнальные, активирующиеся после физического контакта с клетками, инфицированными вирусом, с последующей активацией TLR7 и продукцией ИФН-I [62].

ИФН-I (ИФН-α/β) играет важную роль в формировании противовирусного ответа, обеспечивает деградацию РНК вируса внутри клетки и его клиренс, подавляет репликацию вируса, индуцирует восстановление клетки, является триггером пролонгированного ответа адаптивной иммунной системы, подавляет системный гипервоспалительный ответ [63–65]. У пациентов с нетяжелым/ среднетяжелым течением COVID-19 развивается ранний мощный противовирусный ответ, опосредованный ИФН-I, с устойчивой экспрессией ИФН-стимулируемых генов [66–68], что обеспечивает быстрое снижение вирусной нагрузки, предотвращение деплеции Т-лимфоцитов и гиперцитокинемии [69–71]. Концентрация ИФН-I в крови пациентов с нетяжелым/среднетяжелым течением COVID-19 в течение первых 8–12 сут болезни значительно превышает таковую у больных с тяжелым течением инфекции SARS-CoV-2 [72–74].

При критической форме COVID-19 выявляется выраженное подавление экспрессии ИФН-стимулируемых генов [73, 74]. Как показали в своем исследовании E. Pairo-Castineira et al., слабая и поздняя противовирусная ИФН-I-опосредованная реакция иммунной системы может быть результатом мутаций и снижения активности гена IFNAR2, кодирующего синтез второй субъединицы рецептора ИФН-α и -β, и гена OAS1, кодирующего синтез ИФН-I-индуцируемой олигоаденилатсинтетазы [75]. J. Hadjadj et al. зарегистрировали полное отсутствие ИФН-β у пациентов с COVID-19 разной степени тяжести и снижение продукции ИФН-α у пациентов с крайне тяжелым течением заболевания, что сопровождалось снижением клиренса вируса [74]. Последнее, а также активная репликация вируса в легких и повышенная вирусная нагрузка сопровождаются усиленным воспалительным ответом: массивной миграцией клеток врожденной иммунной системы (нейтрофилов, моноцитов/макрофагов), гиперпродукцией ИЛ-6, ФНО, других провоспалительных цитокинов, опосредованной активацией NF-κB, развитием САМ / САМ-подобного синдрома, ОРДС [16, 74, 76, 77].

Лимфопения и дефекты цитолитической активности NK-клеток и CD8+ T-лимфоцитов

Иммунодефицитное состояние у пациентов с COVID-19, развивающееся вследствие лимфопении, а также дефектов цитолитической функции NK-клеток и CD8+ T-лимфоцитов (генетически детерминированных при первичном ГЛГ), является главным патогенетическим механизмом большинства синдромов «цитокинового шторма» [7, 10, 58, 78, 79].

Лимфопения — один из характерных признаков COVID-19 [6, 80, 81]. Она наблюдается у более чем 80% пациентов и проявляется уменьшением количества клеток всех субпопуляций лимфоцитов: Т-клеток памяти, цитотоксических T-клеток, регуляторных Т- и B-лимфоцитов, NK-клеток [65, 74, 82]. Лимфопения прямо коррелирует с тяжестью заболевания [65, 83], ассоциирована с истощением функциональной активности лимфоцитов [82, 84], обратно коррелирует с сывороточной концентрацией ИЛ-6, ИЛ-10, ФНО, концентрацией маркеров истощения — PD-1 (рецептор программируемой смерти клеток) или Tim-3 (Т-клеточный иммуноглобулин и муциновый домен) [74, 82, 85].

Феномен иммунного истощения в основном касается CD8+ и в меньшей степени — CD4+ Т-лимфоцитов, проявляется снижением продукции цитокинов, пролиферативной активности, цитотоксической функции Т-клеток, увеличением экспрессии ингибиторных рецепторов (PD- 1 и Tim-3) [86]. Функционально истощившиеся клетки утрачивают способность лизировать пораженные вирусом клетки-мишени. Эти наблюдения справедливы и для случаев тяжелого течения COVID-19 [84].

Предполагается несколько механизмов развития лимфопении при COVID-19. Во-первых, прямое инфицирование Т-лимфоцитов SARS-CoV-2. Вирус не может реплицироваться в Т-лимфоцитах, но оказывает цитопатический эффект и вызывает апоптоз и некроз Т-клеток [87, 88], а, возможно, и пироптоз [40, 89]. Во-вторых, гиперпродукция ингибиторных цитокинов инфицированными легочными макрофагами или эпителиальными клетками, которые вызывают апоптоз Т-клеток (ФНО), блокируют их пролиферацию (ИЛ-10) и рециркуляцию (ИФН-I) [67, 90, 91]. В-третьих, истощение T-клеток вследствие гиперпродукции ИЛ-10 [82]. В-четвертых, подавление костно-мозгового кроветворения при «цитокиновом шторме» и секвестрация лимфоцитов в легких при двусторонней пневмонии [68]. Однако по данным аутопсии легочная ткань инфильтрирована моноцитами, макрофагами и в небольшом количестве — многоядерными гигантскими клетками, а не лимфоцитами, что опровергает гипотезу о перераспределении лимфоцитов в легкие [66].

Наличие генетических или приобретенных дефектов цитолитической активности лимфоцитов у пациентов с COVID-19, характерных для первичного ГЛГ и САМ при аутоиммунных/аутовоспалительных заболеваниях, может быть причиной неспособности NK-клеток и цитолитических CD8+ T-лимфоцитов лизировать инфицированные SARS-CoV-2 клетки, равно как и антигенпрезентирующие клетки. Это приводит к длительному, усиливающемуся взаимодействию механизмов врожденной и адаптивной иммунной системы, продукции большого количества провоспалительных цитокинов (ФНО, ИФН-γ, ИЛ-1, ИЛ-6, ИЛ-18 и ИЛ-33), развитию ОРДС, «цитокинового шторма», САМ / САМ-подобного синдрома и полиорганной недостаточности [7, 49, 92].

Нейтрофильные внеклеточные «ловушки»

Одним из возможных механизмов развития САМ / САМ-подобного синдрома у пациентов с критической формой COVID-19 является гиперактивация нейтрофилов, опосредованная действием провоспалительных цитокинов (ИЛ-1β, ИЛ-6, ИЛ-7, ИЛ-8, ИЛ- 17, ИФН-γ, ИФН-γ-индуцируемый протеин 10 и др.), которые являются аттрактантами нейтрофилов в очаг воспаления. В пользу этой гипотезы свидетельствуют данные о прогностическом значении нейтрофилеза и соотношении нейтрофилы/лимфоциты как независимых факторов риска критического течения COVID-19 [93–95]. У пациентов с тяжелым течением пневмонии и/или ОРДС отмечаются выраженная инфильтрация легочной ткани, гиперсекреция слизи в дыхательных путях, повышение сывороточной концентрации провоспалительных цитокинов, выраженное повреждение легких и микротромбоз. Более того, в биоптатах ткани легкого выявляется инфильтрация нейтрофилами легочных капилляров с отложением фибрина, экстравазацией нейтрофилов в альвеолярное пространство и нейтрофильным мукозитом [66, 95].

Нейтрофилез при COVID-19 может быть источником значительных количеств нейтрофильной внеклеточной «ловушки» (NET). NET образуется при гибели нейтрофила (вследствие лизиса или нетоза — программируемой гибели нейтрофилов) и представляет собой сеть внеклеточных волокон, состоящих преимущественно из ДНК нейтрофилов. Последние вместе с бактерицидными белками и огромным количеством нейтрофильных ферментов связывают и убивают внеклеточные патогены с минимальным повреждением клеток макроорганизма [96]. Вместе с тем активное формирование NET может стимулировать воспалительные реакции, активировать микротромбоз, что приводит к повреждению легких, сердечно-сосудистой системы и почек [97–99]. Высвобождение NET и их высокая концентрация в плазме крови, трахеальном аспирате и биоптатах легких, а также нейтрофильная инфильтрация легочных капилляров, острый капиллярит с отложением фибрина, экстравазацией нейтрофилов в альвеолярное пространство и нейтрофильный мукозит выявлены в биоптатах легких умерших пациентов с COVID-19 [66, 100].

F.V. Protasio et al. показали, что SARS-CoV-2 может напрямую индуцировать высвобождение NET нейтрофилами, что в итоге приводит к смерти эпителиальных клеток легких in vitro [100]. Это позволяет предположить, что в условиях потери контроля над иммунным ответом сигнальное взаимодействие между макрофагами и нейтрофилами может привести к неконтролируемому, прогрессирующему воспалению, а формирование значительного количества NET является одним из звеньев патогенеза «цитокинового шторма» [95]. NET индуцируют и синтез макрофагами ИЛ-1β — одного из медиаторов САМ, который, в свою очередь, активирует формирование NET [101–103]. Этот порочный круг может приводить к гипервоспалению, усилению респираторной декомпенсации, микротромбозу, неадекватному иммунному ответу и в конечном итоге к критическому течению COVID-19 [95, 96, 104].

Пироптоз

Пироптоз представляет собой провоспалительную программируемую гибель клеток и характеризуется гиперпродукцией ИЛ-1β. I.-Y. Chen et al. показали, что трансмембранный белок вируса SARS-CoV виропорин 3a активирует NLRP3 инфламмасому и секрецию макрофагами ИЛ-1β, индуцируя таким образом клеточный пироптоз [105]. Высокая концентрация ИЛ-1β в сыворотке крови у пациентов, инфицированных SARS-CoV-2, позволяет предположить, что пироптоз является одним из звеньев патогенеза САМ у пациентов с критическим течением COVID-19 [106] и может быть обусловлен цитопатическим действием SARS-CoV-2 на клетки-мишени [89, 107, 108]. Массовая гибель таких клеток, высокая скорость процесса с высвобождением огромных количеств провоспалительных медиаторов и индукцией их синтеза миелоидными клетками могут привести к развитию «цитокинового шторма», САМ / САМ-подобного синдрома [109–111].

Пироптоз запускается при связывании PAMP вируса или DAMP, образующихся при повреждении вирусом клеток, с Nod-подобным мембранным рецептором, который является компонентом инфламмасомы NLRP3, состоящей из сенсора (рецептор NLRP3), адаптера (апоптоз-ассоциированного белка, ASC) и эффектора (прокаспазы-1). Инфламмасома NLRP3 активирует классический воспалительный сигнальный каскад каспазы-1, которая стимулирует гиперпродукцию провоспалительных цитокинов ИЛ-1β и ИЛ-18 из молекул-предшественников и расщепляет газдермин D [89, 112]. При этом N-концевой домен газдермина D образует поры в плазматической мембране, через которые во внеклеточное пространство высвобождается содержимое клетки (DAMP, вирусные частицы) с последующим развитием и усилением воспалительной реакции и уничтожением инфицированных клеток [89, 113]. Под действием PAMP и DAMP может активироваться и неклассический сигнальный путь через каспазы-4, -5 и -11, которые также расщепляют газдермин D с последующим развитием пироптоза [113, 114].

Активация инфламмасомы является одним из основных путей запуска воспаления. Отличительная особенность NLRP3 инфламмасомы — это активация многими стимулами, что делает ее универсальным сигнальным механизмом воспаления. В результате и классический, и неклассический сигнальные пути пироптоза могут приводить к клеточной смерти и снижению числа T-лимфоцитов, включая CD4+ и CD8+ Т-клетки, NK-клеток, регуляторных Т-лимфоцитов, что наблюдается у большинства пациентов с пневмонией и критическим течением COVID-19 [89, 115].

Генетическая предрасположенность к тяжелому течению COVID-19

Вариабельность клинической картины инфекции можно объяснить генетическими особенностями макроорганизма [116]. Генетической предрасположенностью также можно объяснить и высокую летальность при COVID-19 в некоторых семьях. Учитывая, что в развитии первичного ГЛГ ведущую роль играют именно генетические факторы, был проведен метаанализ частоты тяжелого течения COVID-19 с летальным исходом в странах, в которых высока распространенность развития первичного ГЛГ [21]. Интересно, что географическая распространенность этих двух состояний совпала. Таким образом, можно предположить, что мутации генов, которые приводят к развитию первичного ГЛГ, являются факторами риска тяжелого течения COVID-19. И наоборот, мутации генов, ассоциированные с семейной средиземноморской лихорадкой, оказывают протективный эффект и ассоциированы с нетяжелым течением заболевания. Последнее можно объяснить гипотезой, согласно которой эти мутации связаны с резистентностью к некоторым вирусам и бактериям. Более низкая смертность от COVID-19 в Израиле и Турции может подтверждать эту гипотезу [2]. Кроме того, известно, что у пациентов с семейной средиземноморской лихорадкой, являющейся аутовоспалительным синдромом, САМ развивается редко [109].

Остается неизвестной роль патологических вариантов генов, ассоциированных с первичным ГЛГ и САМ, в наступлении летального исхода при COVID-19, как, например, у пациентов с летальным исходом гриппа (H1N1) и гемофагоцитозом, у которых были выявлены гетерозиготные миссенс-мутации в генах, ассоциированных с первичным ГЛГ и САМ (PRF1 и LYST) [117].

COVID-19-индуцированный «цитокиновый шторм»

Особенности течения

Одним из постоянных симптомов САМ и «цитокинового шторма» при COVID-19 является фебрильная лихорадка. Лихорадка всегда рефрактерна к противоинфекционному лечению, сохраняется в течение 1–2 нед или вновь возобновляется после «светлого» промежутка, на 7–10-е, иногда на 14-е сут после начала заболевания [8].

Поражение кожи, которое наблюдается у 1,8–20,4% пациентов с COVID-19, является результатом окклюзии мелких и средних кровеносных сосудов микротромбами и повреждения иммунными комплексами, в результате чего могут развиваться генерализованная макулопапулезная, везикулезная, пустулезная, уртикарная, кореподобная, геморрагическая сыпь, эритродермия, отек, панникулит, пурпура, сетчатое/ древовидное ливедо, некрозы с преимущественной локализацией на туловище и конечностях, «псевдообмороженная стопа» [110, 118].

Признаками САМ являются увеличение лимфатических узлов, развитие генерализованной лимфаденопатии, увеличение печени и/или селезенки [111, 119]. Поражение печени обнаруживается у большинства пациентов с САМ, варьируя от бессимптомного течения с изменениями в крови до развития печеночной энцефалопатии, тяжелой гипокоагуляции, отечно-асцитического синдрома. Описано спонтанное возникновение веноокклюзионной болезни. Степень увеличения селезенки варьирует от выраженной до умеренной, когда спленомегалия выявляется лишь при инструментальных исследованиях [6]. Однако при COVID-19-индуцированном «цитокиновом шторме» выраженная органомегалия развивается не всегда [59, 120].

Поражение легких и дыхательная недостаточность (включая ОРДС) наблюдаются почти у 50% пациентов с САМ [48]. У пациентов с COVID-19 ОРДС развивается двумя путями [39]. Первый — как следствие повреждения эпителиальных/эндотелиальных клеток легких SARS-CoV-2 и развития пневмонии на 2–8-е сут от начала заболевания, которая проявляется усилением лихорадки, одышкой, сухим непродуктивным кашлем, болью в грудной клетке при дыхании и кашле. При проведении КТ легких выявляют признаки «матового стекла», «булыжной мостовой», уплотнение легочной ткани, утолщение междольковых перегородок [121]. Второй путь развития ОРДС — это прогрессирование САМ [39]. При прогрессировании САМ-подобного процесса в легких, как и при САМ, могут развиться дыхательная недостаточность, геморрагический альвеолит, тромбоэмболия ветвей легочной артерии, тромбоз сосудов легких, инфаркт легких [122, 123].

COVID-19-индуцированный «цитокиновый шторм» приводит к развитию кардиоваскулярных осложнений — микроангиопатии с тромбозом, миокардита, аритмии, инфаркта миокарда, кардиомиопатии [124–126]. Эти осложнения наблюдаются как в начале заболевания, так и на фоне нарастания воспалительной активности [127, 128]. Одним из следствий миокардита, тромбоза мелких сосудов, микровазальной дисфункции или стресс-индуцированной кардиомиопатии является острая сердечная недостаточность. Острое повреждение миокарда сопровождается повышением концентрации биомаркеров цитолиза кардиомиоцитов [81, 124, 125].

Острое повреждение почек, наблюдаемое у 20–40% пациентов с «цитокиновым штормом», выступает неблагоприятным прогностическим фактором [47, 129–131]. Механизмы острого повреждения почек при критическом течении COVID-19 включают: кардиоренальный синдром, развивающийся вследствие правожелудочковой недостаточности при тяжелом течении пневмонии и перегрузки почек и/или левожелудочковой недостаточности, сопровождающейся низким сердечным выбросом и почечной гипоперфузией; прямое АПФ2-опосредованное повреждение вирусом тубулярного эпителия и подоцитов; митохондриальную дисфункцию и острый тубулярный некроз; рабдомиолиз; микроэмболию и микротромбоз как следствие гиперкоагуляции и эндотелиита [132–134].

Поражение ЦНС является следствием гипервоспалительного синдрома, а также прямого воздействия вируса на клетки мозга посредством аксонального транспорта SARS-CoV-2 через решетчатую кость и прилегающую обонятельную луковицу в мозг. Потеря обоняния в дебюте заболевания подтверждает этот механизм [135, 136]. Более того, виремия при инфекции SARS-CoV-2 предопределяет попадание вируса в церебральную циркуляцию через системный кровоток. Медленная микроциркуляция в капиллярном русле обеспечивает взаимодействие гликопротеина S SARS-CoV-2 с эндотелиальными клетками, экспрессирующими рецептор АПФ2. Развиваются вазодилатация, нейровоспаление, окислительный стресс, активируются протромботические процессы. При поражении ЦНС наблюдаются возбудимость, судороги, менингеальные знаки, угнетение сознания вплоть до комы, менингизм, паралич черепно-мозговых нервов, психомоторное возбуждение, атаксия, гипотония, раздражительность, острая геморрагическая некротизирующая энцефалопатия, периферическая нейропатия, синдром Гийенна–Барре, выраженная общая слабость, непропорциональная степени анемии, а также ишемический или геморрагический инсульт, тромбоз церебрального венозного синуса, субарахноидальное кровоизлияние, менингит/энцефалит [137–139]. Кроме того, могут развиваться пресс-синдром и очерченные очаги демиелинизации по данным МРТ [138, 140, 141].

Для COVID-19-индуцированного «цитокинового шторма» характерны: лимфопения (снижение числа CD4+ и CD8+ Т-клеток, В-клеток, NK- клеток), снижение числа моноцитов, эозинофилов и базофилов, нейтрофилез, чаще нормальное или повышенное число тромбоцитов. Как и при САМ, наблюдается повышение концентрации СРБ, ферритина, активности АЛТ, АСТ и ЛДГ сыворотки крови, при этом концентрация триглицеридов, в отличие от САМ, находится в пределах референсных значений [120, 142, 143].

Повышение активности ЛДГ, сывороточной концентрации СРБ, D-димера и лимфопения при COVID-19 ассоциированы с высоким риском летального исхода [144–146]. Повышение маркеров клеточной смерти — печеночных ферментов, ЛДГ, D-димера, тропонина I — свидетельствует о повреждении печени, почек, кардиоваскулярной системы, о развитии тромбоза сосудов легких и легочной гипертензии [111, 147, 148].

Для прогрессирующего САМ характерны анемия, двух- или трехростковая цитопения, снижение СОЭ, повышение активности ЛДГ, АЛТ, АСТ, нарастание концентрации ферритина, триглицеридов, билирубина, снижение концентрации натрия сыворотки крови [7, 123]. Увеличение концентрации СРБ также отражает активность САМ, хотя может свидетельствовать и о присоединении бактериальной инфекции [49]. По этой причине у больных с высокой концентрацией СРБ целесообразно определение прокальцитонина. Повышение этого биомаркера говорит о присоединении бактериальной инфекции, развитии сепсиса и ассоциируется с тяжелым течением COVID-19 [149, 150].

Коагулопатия при COVID-19 характеризуется повышением в крови концентрации D-димера, а также фибрина / продуктов деградации фибрина, что отражает, с одной стороны, интенсивность формирования фибрина, а с другой — повышенный фибринолиз [151]. Удлинение протромбинового времени и активированного частичного тромбопластинового времени, снижение активности антитромбина III и числа тромбоцитов при COVID-19 регистрируются реже, чем при ДВС, развивающемся при бактериальном сепсисе и коагулопатии при САМ [152]. Возможно выявление антител к фосфолипидам и β2 гликопротеину [137]. При прогрессирующем ДВС развивается гипофибриногенемия, увеличивается протромбиновое и активированное частичное тромбопластиновое время, снижаются активность антитромбина III и число тромбоцитов [152].

Определение цитокинов в периферической крови для подтверждения гипервоспаления при САМ имеет свои ограничения. В частности, трудным остается рутинное определение в крови ИФН-γ, ИЛ-1β и ИЛ-6. Маркерами активности ИФН-γ при САМ являются CXCL9 и ADA2 (аденозин диаминаза 2). CXCL9 принадлежит к семейству хемокинов CXC и известен как монокин, синтез которого при инфекционном процессе и развитии иммунного воспаления и повреждения индуцирует исключительно ИФН-γ [153–155]. Экспрессия CXCL9 коррелирует с выраженностью инфильтрации тканей Т-лимфоцитами [156]. ADA2 — белок плазмы крови, который секретируют моноциты и макрофаги, относится к семейству ферментов, катализирующих конверсию аденозина в инозин [157, 158]. У взрослых повышенная концентрация ADA2 в биологических жидкостях описана при инфекциях, злокачественных новообразованиях, аутоиммунных заболеваниях и вторичном ГЛГ [159–161]. У детей с сЮИА ADA2 является биомаркером САМ, синтез которого индуцирует ИЛ-18 и ИФН-γ. Активность ADA2 коррелирует с концентрацией маркеров активности САМ — ферритина и CXCL9 [162]. Определить концентрацию CXCL9 в реальном времени не всегда возможно, а ADA2 тестируется только в научных исследованиях. Сведения о биомаркерах COVID-19-индуцированного «цитокинового шторма» представлены в табл. 1 [8].

 

Таблица 1. Биомаркеры «цитокинового шторма» при COVID-19 (адаптировано из [8])

Биомаркер	Биология	Состояние при гипервоспалении	Состояние при COVID-19	Доступность теста*
СРБ	Высвобождается из клеток печени под влиянием ИЛ-6	Неспецифический показатель, удобен для мониторирования, подавляется блокадой ИЛ-6	Ассоциирует с тяжелым течением ОРДС	Широко доступен
Общий анализ крови	Многофакторная цитопения	Признак синдрома «цитокинового шторма» (особенно тромбоцитопения)	То же	То же
D-димер (повышение), фибриноген крови (снижение)	Продукты деградации фибрина, отражают ДВС-синдром	Может свидетельствовать о синдроме «цитокинового шторма»	То же	То же
ЛДГ, АСТ, АЛТ	Повреждение тканей, гепатит	То же	То же	То же
Ферритин	Активация макрофагов/гепатоцитов	Неотъемлемый элемент диагностики синдрома «цитокинового шторма», предиктор смерти от сепсиса	То же	То же
Отношение ферритин/ СОЭ	СОЭ снижается параллельно с потреблением фибриногена	Более специфичен, чем показатель ферритина	Не изучался	То же
Прокальцитонин	Адипокин	Неспецифический показатель, удобный для мониторирования	Ассоциируется с тяжелым течением ОРДС	Широко/ограниченно доступен
IL-2Ra (CD25)	Отщепляется от Т-лимфоцитов под действием провоспалительных протеаз	Включен в диагностические критерии ГЛГ, удобен для мониторирования	То же	Ограниченно доступен
ИЛ-6	Плеотропный провоспалительный цитокин	Высокая концентрация в крови, неспецифический показатель воспаления	Ассоциируется с тяжелым течением ОРДС	То же
Неоптерин	Метаболит ГТФ, индуцированный ИФН-γ	Высокая концентрация в крови и спинномозговой жидкости	Не изучался	То же
ИФН-γ	Классический цитокин Th1 клеток	Высокая концентрация в крови, но ограниченный динамический диапазон	Повышен (в сравнении со здоровыми)	Ограниченно доступен, доступен в исследовательских целях
CXCL9	Хемокин, индуцированный ИФН-γ	Высокая концентрация в крови у большинства пациентов с синдромом «цитокинового шторма»	Не изучался	Ограниченно доступен
ИЛ-1β	Цитокин, секретируемый посредством активации инфламмасом	Высокая концентрация в крови, но ограниченный динамический диапазон	Ассоциация с тяжелым течением неоднозначна	Ограниченно доступен, доступен в исследовательских целях
ИЛ-18	Цитокин, секретируемый посредством активации инфламмасом с участием ИФН-γ	Очень высокая концентрация может указывать на развитие ГЛГ, не удобен для мониторирования	Не изучался	Ограниченно доступен
ADA2	Высвобождается из моноцитов, активированных ИФН-γ	Высокая концентрация в крови у большинства пациентов с синдромом «цитокинового шторма»	То же	Ограниченно доступен, доступен в исследовательских целях
Белки S100	Высвобождаются активированными нейтрофилами/моноцитами	Высокая концентрация в крови при активном сЮИА и САМ, у некоторых пациентов с ОРДС	То же	То же
CD163	Высвобождаются с поверхности тканевых макрофагов	То же	То же	То же

* Упоминаются три категории доступности: широко или ограниченно доступен в клинических или только в исследовательских целях.

Примечание. ДВС — диссеминированное внутрисосудистое свертывание; ЛДГ — лактатдегидрогеназа; АЛТ — аланинаминотрансфераза; АСТ — аспартатаминотрансфераза; СОЭ — скорость оседания эритроцитов; СРБ — С-реактивный белок; ГЛГ — гемофагоцитарный лимфогистиоцитоз; САМ — синдром активации макрофагов; ADA2 — аденозин диаминаза 2; ИФН — интерферон; ИЛ — интерлейкин; ГТФ — гуанозинтрифосфат; сЮИА — системный ювенильный идиопатический артрит; ОРДС — острый респираторный дистресс-синдром.

Диагностика

COVID-19-индуцированный «цитокиновый шторм» — уникальная форма гипервоспалительного синдрома, который вместе с тем рассматривается как один из клинических вариантов вторичного ГЛГ/САМ. Следовательно, можно предположить, что для выявления или прогноза развития COVID-19-индуцированного «цитокинового шторма» могут быть использованы инструменты, уже применяемые для этих же целей в случаях первичного или вторичного ГЛГ/САМ. В частности, для диагностики первичного (семейного) ГЛГ предложены критерии HLH-2004 (табл. 2) [111], для диагностики вторичного ГЛГ — диагностическая шкала HScore (табл. 3) [120], для диагностики САМ у пациентов с сЮИА — критерии, предложенные и валидированные Европейской лигой против ревматизма (EULAR), Американской коллегией ревматологов (АКР) и Международной педиатрической ревматологической организацией по проведению клинических исследований (PRINTO) (табл. 4) [123].

Учитывая, что COVID-19-индуцированный «цитокиновый шторм» расценивается как САМ или САМ-подобное заболевание, R. Caricchio et al. проанализировали соответствие клинических проявлений и лабораторных показателей этого состояния диагностическим критериям первичного и вторичного ГЛГ/САМ у 513 пациентов, гос-питализированных с COVID-19 [163]. Результаты анализа показали, что у большинства пациентов не было спленомегалии, двух- и трехростковой цитопении. Напротив, отмечались нормальное число моноцитов, нейтрофилез, нормальная или повышенная концентрация фибриногена крови, нормальная сывороточная концентрация триглицеридов, тогда как для ГЛГ характерны органомегалия, снижение концентрации фибриногена и повышение триглицеридов. У всех пациентов с COVID-19 регистрировались высокие сывороточные концентрации ферритина и СРБ. Последний не включен в диагностические критерии ГЛГ (см. табл. 2, 3). Концентрация растворимого рецептора ИЛ-2 (sIL-2R), еще одного диагностического критерия ГЛГ, в этом исследовании не определялась, биопсия костного мозга и лимфатических улов с целью выявления гемофагоцитоза не проводилась в связи с инвазивностью этих методов. В итоге было показано, что только 10/513 (2%) пациентов соответствовали диагностическим критериям ГЛГ (имели 5 из 8 критериев, необходимых для установления диагноза ГЛГ). Вместе с тем все пациенты соответствовали двум критериям — лихорадка и гиперферритинемия. HScore > 169 был лишь у 43/513 (8,3%) пациентов. Диагностическим критериям САМ соответствовали только 7/513 (1,4%) пациентов с COVID-19.

 

Таблица 2. Диагностические критерии первичного ГЛГ (HLH-2004) (адаптировано из [111] с дополнениями)

Основной критерий

Молекулярно-генетическое подтверждение ГЛГ

Дополнительные критерии

1. Лихорадка (> 38,5 °С более 7 сут)

2. Спленомегалия (> 3 см из-под края реберной дуги)

3. Цитопения (двухростковая или более): • гемоглобин < 90 г/л (< 100 г/л у детей в возрасте менее 4 нед) • тромбоциты < 100×109/л • нейтрофилы < 1,0×109/л

4. Гипертриглицеридемия и/или гипофибриногенемия: • триглицериды (натощак) ≥ 3,0 ммоль/л (> 265 мг/дл) • фибриноген ≤ 1,5 г/л

5. Гемофагоцитоз в костном мозге, селезенке или лимфатических узлах без признаков малигнизации

6. Низкая активность или отсутствие активности NK-клеток

7. Ферритин > 500 мг/л

8. sCD25 (растворимый рецептор ИЛ-2) ≥ 2400 ед./мл

Примечание. Диагноз ГЛГ устанавливается при обнаружении генетических маркеров болезни или пяти из восьми дополнительных критериев [111, 119]. Однако заподозрить ГЛГ и начать терапию можно и в случае, если пациент не соответствует всем пяти критериям [164, 165].

 

Таблица 3. Диагностические параметры (HScore) вторичного ГЛГ (адаптировано из [120])

Показатель	Балл
Температура тела, °C: • < 38,4 • 38,4–39,4 • > 39,4	0 33 49
Органомегалия: • отсутствует • гепато- или спленомегалия • гепето- и спленомегалия	0 23 38
Цитопения*: • одноростковая • двухростковая • панцитопения	0 24 34
Триглицериды, ммоль/л: • < 1,5 • 1,5–4,0 • > 4,0	0 44 64
Фибриноген, г/л: • > 2,5 г/л • ≤ 2,5 г/л	0 30
Ферритин, нг/мл: • < 2000 • 2000–6000 • > 6000	0 35 50
АСТ, Ед./л: • <30 • ≥30	0 19
Признаки гемофагоцитоза в пунктате костного мозга: • нет • есть	0 35
Наличие иммуносупрессии**: • нет • есть	0 18

* Концентрация гемоглобина ≤ 9,2 г/дл, и/или число лейкоцитов ≤ 5000 мм³, и/или число тромбоцитов ≤ 110 000 мм³.

** ВИЧ-инфекция или длительное лечение иммунодепрессантами (глюкокортикостероиды, циклоспорин, азатиоприн).

Примечание. HScore может быть вычислен с использованием онлайн-калькулятора (http://saintantoine.aphp.fr/score/).

 

Учитывая, что клинические и лабораторные признаки COVID-19-индуцированного «цитокинового шторма» не соответствовали диагностическим критериям ГЛГ/ САМ, R. Caricchio et al. предложили новые критерии развития «цитокинового шторма» при COVID-19 [163]. В обязательные критерии включены симптомы COVID-19, которые являлись показанием для госпитализации: 1) лихорадка, выраженная слабость, кашель и затруднение дыхания в течение 1 нед до госпитализации; 2) наличие «матового стекла» по данным КТ/рентгенографии легких с высоким разрешением; 3) положительный результат теста на SARS-CoV-2 (полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией, ОТ ПЦР). Концентрация ферритина и СРБ сыворотки крови также учитывали в числе обязательных критериев развития «цитокинового шторма». В результате анализа 62 лабораторных показателей авторы выделили 12 параметров, которые могут быть независимыми предикторами развития «цитокинового шторма», и сгруппировали их в три кластера на основе представлений о механизмах развития болезни. В первый кластер были включены показатели, отражающие воспаление (сывороточная концентрация альбумина, доля лимфоцитов, количество нейтрофилов); во второй — клеточную смерть и повреждение тканей (активность АЛТ, АСТ, ЛДГ, концентрация D-димера, тропонина I); в третий — преренальные электролитные нарушения (концентрация натрия, хлора, соотношение концентраций мочевины и креатинина) (табл. 5) [163]. По мнению авторов, предложенные критерии позволят не только выявлять «цитокиновый шторм», но и выделить пациентов с перспективой долгой госпитализации и высоким риском летального исхода. Более того, на основании оценки риска развития «цитокинового шторма» при COVID-19 может быть инициирована ранняя иммуносупрессивная противовоспалительная терапия с целью блокирования механизмов гипериммунного ответа, что, возможно, снизит летальность.

 

Таблица 4. Диагностические критерии синдрома активации макрофагов при сЮИА (адаптировано из [123])

Основной критерий

Ферритин сыворотки крови > 684 нг/мл

Плюс любые два из дополнительных:

1. Тромбоциты ≤ 181×109/л 2. АСТ сыворотки крови > 48 ед./л 3. Триглицериды сыворотки крови > 156 мг/дл 4. Фибриноген сыворотки крови ≤ 360 мг/дл

 

Таблица 5. Предикторы развития COVID-19-ассоциированного «цитокинового шторма» (адаптировано из [163])

Показатель	Значение
Ранние критерии* (все обязательные)
+ признаки/симптомы COVID-19
± положительный ОТ ПЦР-тест
+ признаки «матового стекла»**
Ферритин	> 250 нг/мл
С-реактивный белок	> 4,6 мг/дл
Плюс один критерий из каждого кластера
Первый кластер: • альбумин • лимфоциты • нейтрофилы	< 2,8 г/дл < 10% > 11,4×109
Второй кластер: • АЛТ • АСТ • D-димер • ЛДГ • тропонин I	> 60 ед./л > 87 ед./л > 4,930 нг/мл > 416 ед./л > 1,09 нг/мл
Третий кластер: • анионная разница*** • хлор • натрий • отношение мочевина : креатинин	< 6,8 ммоль/л > 106 ммоль/л > 4,9 ммоль/л > 29

* На момент госпитализации.

** Здесь – на компьютерной томограмме или рентгенограмме органов грудной клетки.

*** Разница между концентрацией катионов и анионов в плазме крови.

Примечание. ОТ ПЦР — полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией; АЛТ — аланинаминотрасфераза; АСТ — аспартатаминотрансфераза; ЛДГ — лактатдегидрогеназа.

Заключение

Воспаление — необходимая часть эффективного иммунного ответа, без которой успешное разрешение инфекционного процесса и прекращение повреждения клеток невозможны. Воспалительный ответ обеспечивает распознавание патогена или травмы, рекрутирование необходимых клеток, разрешение проблемы и восстановление гомеостаза. Однако у некоторых пациентов с COVID-19 развивается неконтролируемый гипервоспалительный иммунный ответ, который приводит к полиорганной недостаточности и летальному исходу.

В настоящее время нет консенсуса по вопросу, как обозначать гипервоспалительный синдром, развивающийся при COVID-19. Одни предпочитают называть его «цитокиновым штормом», другие — вторичным ГЛГ или САМ. Вне зависимости от дефиниции не вызывает сомнений, что гипервоспалительный ответ иммунной системы при тяжелом течении COVID-19 является следствием комбинации дефектного (или отсроченного) первичного ИФН-I-опосредованного противовирусного ответа и последующей гиперпродукции провоспалительных цитокинов в сочетании с нарушенным NK- и Т-клеточным ответом. Такие изменения характерны как для первичного ГЛГ, так и для САМ при сЮИА у детей, болезни Стилла взрослых, системной красной волчанке и других ревматических болезнях. В результате при тяжелом течении COVID-19 возникают нарушение клиренса клеток, подвергшихся апоптозу, или инфицированных/активированных макрофагов, усиление вирусной репликации и диссеминации с последующей ИЛ- 18/ ИФН-γ-персистирующей активацией макрофагов, завершающейся массивным высвобождением цитокинов, гемофагоцитозом, коагулопатией и ОРДС. Способствуют этому генетические особенности пациента и вируса, избыточное формирование внеклеточной нейтрофильной «ловушки», активация нетоза и пироптоза, лимфопения и истощение иммунной системы. Все эти факторы ассоциированы также и с развитием первичного и вторичного ГЛГ/САМ. Изучение механизмов развития COVID-19 привело к появлению нового термина — САМ-подобный синдром, который развивается после первого периода повреждения легких SARS-CoV-2 и является следствием апоптоза и некроза эпителиальных/ эндотелиальных клеток, который запускает локальный иммунный ответ, похожий на синдром активации макрофагов, приводит к развитию ОРДС, но не сопровождается такими проявлениями САМ, как выраженная гиперферритинемия, цитопения, органомегалия, коагулопатия потребления. Однако, учитывая общие механизмы развития, наличие предрасполагающих факторов, возможную генетическую предрасположенность к первичному ГЛГ или САМ, САМ-подобный синдром может трансформироваться в классический синдром активации макрофагов, вместе с тем гипервоспаление при инфекции SARS-CoV-2 может манифестировать с цитопении, коагулопатии, повреждения тканей/гепатита, активации макрофагов/гепатоцитов, т.е. с синдрома активации макрофагов. Таким образом, гипервоспалительный ответ при COVID-19 является уникальной разновидностью синдрома «цитокинового шторма», по каким-то параметрам похожего, а по каким-то нет на САМ, развивающийся при ревматических болезнях.

Как выявлять «цитокиновый шторм»? Разработанных, валидированных и общепринятых критериев COVID-19-индуцированного «цитокинового шторма» в настоящее время нет. Можно ли использовать диагностические критерии первичного ГЛГ, диагностическую шкалу HScore вторичного ГЛГ и критерии САМ? Мнения ученых по этим вопросам разошлись. С нашей точки зрения, все зависит от стадии развития «цитокинового шторма». На ранних этапах диагностические критерии первичного ГЛГ и шкала HScore (прогноз развития вторичного ГЛГ) нечувствительны. Это связано с отсутствием лейкопении (шкала HScore не дифференцирует нейтро- и лимфопению), тромбоцитопении, гиперферритинемии (на ранней стадии COVID-19 концентрация ферритина редко превышает 2000 нг/мл), гипофибриногенемии, а также гипертриглицеридемии, органомегалии и гемофагоцтоза в костном мозге. Вместе с тем диагностические критерии САМ у пациентов с сЮИА, предложенные и валидированные EULAR, АКР и PRINTO, даже на ранних этапах могли бы быть информативными, так как в соответствии с этими критериями САМ можно диагностировать на основании повышения сывороточной концентрации ферритина > 684 нг/мл. В случае клинической манифестации «цитокинового шторма» для его выявления возможно использование всех упомянутых критериев: критериев первичного ГЛГ, шкалы HScore для вторичного ГЛГ, критериев САМ.

Общие механизмы развития и предрасполагающие факторы указывают на целесообразность изучения диагностической ценности критериев, предложенных для раннего выявления САМ. Анализ опубликованных сведений показывает необходимость и вместе с тем ограничения мониторинга клинических и лабораторных показателей активности COVID-19 у всех госпитализированных пациентов. В этой связи актуальными остаются разработка, валидация и внедрение в клиническую практику ранних предикторов развития «цитокинового шторма». Последние могут быть использованы как в клинических, так и исследовательских целях для поиска эффективных технологий лечения больных с критической формой COVID-19. Очевидно, что на ранних стадиях болезни терапия должна быть нацелена на уменьшение вирусной нагрузки путем применения противовирусных препаратов и стимуляции синтеза ИФН-I, на поздних стадиях — на предупреждение и купирование гипервоспалительной реакции иммуномодулирующими/иммуносупрессивными, в том числе таргетными, противовоспалительными препаратами. Для решения вопроса о назначении такой терапии необходим мультидисциплинарный подход с участием инфекционистов, пульмонологов, анестезиологов-реаниматологов, иммунологов, ревматологов и гематологов.

Дополнительная информация

Источник финансирования. Поисково-аналитическая работа проведена на бюджетные средства организации.

Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.

Участие авторов. Е.И. Алексеева, Р.Ф. Тепаев, И.Ю. Шилькорт, Т.М. Дворяковская, А.Г. Сурков, И.А. Криулин — поиск публикаций по теме, написание текста рукописи, редактирование текста. Все авторы внесли существенный вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию до публикации.

About the authors

Ekaterina I. Alekseeva

National Medical Research Center for Children’s Health; I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: alekatya@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-3874-4721
SPIN-code: 4713-9943

MD, PhD, Professor, Corresponding Member of the RAS

Россия, 2 bld 1 Lomonosovsky prosp., 119991, Moscow; Moscow

Rustem F. Tepaev

National Medical Research Center for Children’s Health; I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: tepaev@nczd.ru
ORCID iD: 0000-0001-6667-9472
SPIN-code: 3907-3234

MD, PhD

Россия, Moscow; Moscow

Ilia Y. Shilkrot

National Association of Non-Governmental Medical Organizations

Email: 7606399@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0369-9593
SPIN-code: 5826-6385

MD, PhD

Россия, Moscow

Tatyana M. Dvoryakovskaya

National Medical Research Center for Children’s Health, Moscow; I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: bzarova@nczd.ru
ORCID iD: 0000-0002-8165-6401
SPIN-code: 7524-7085

MD, PhD

Россия, Moscow; Moscow

Aleksander G. Surkov

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: asurkov@1msmu.ru
ORCID iD: 0000-0001-6823-0273
SPIN-code: 2805-9855

MD, PhD

Россия, Moscow

Ivan A. Kriulin

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Email: kriulin.vanya@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2370-3182

PhD Student

Россия, Moscow

References

Supplementary files