Биобанк COVID-19: особенности цитокинового профиля

Цель. На базе коллекции образцов биобанка СПб ГБУЗ “Городская больница №40” изучить особенности цитокинового профиля у пациентов с септическим поражением на фоне коронавирусной инфекции, вызванной SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome CoronaVirus-2), в сравнении с пациентами с септицемией на фоне абдоминального воспаления.

Материал и методы. В исследование были взяты образцы сыворотки крови от 181 пациента с септическим поражением на фоне новой коронавирусной инфекции (127 пациентов с диагнозом, подтвержденным тестированием с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР), и 54 пациента с отрицательным результатом ПЦРанализа, но с характерной картиной компьютерной томографии легких) и 47 пациентов с абдоминальным сепсисом. Содержание цитокинов определяли с помощью мультиплексного иммунофлуоресцентного анализа на базе платформы xMap (Luminex) использованием панели HCYTOMAG-60K — растворимая форма лиганда CD40 (sCD40L), интерлейкин-1α (IL-1α), интерлейкин-1β (IL-1β), интерлейкин 6 (IL-6), интерлейкин 8 (IL-8), моноцитарный хемотаксический белок-1 (MCP-1), фактор некроза опухоли альфа (TNFα), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF). Уровни прочих лабораторных показателей (С-реактивный белок (СРБ), ферритин, прокальцитонин) были взяты из историй болезни пациентов. Проверку выборок на нормальность распределения осуществляли методом Шапиро-Уилка. Для сравнения групп использовали критерий Манна-Уитни для несвязанных выборок, критерий Вилкоксона для связанных выборок и метод дисперсионного анализа КраскелаУоллиса с поправкой Бонферрони для множественных сравнений.

Результаты. У пациентов с септическим поражением на фоне новой коронавирусной инфекции различий в концентрациях цитокинов, ферритина и СРБ между группами с выявленным и не выявленным методом ПЦР SARS-CoV-2 обнаружено не было. На основании этого данная группа при исследовании особенностей цитокинового статуса рассматривалась как гомогенная. При сравнении цитокинового профиля у пациентов с разными типами септического поражения было показано, что в группе пациентов с сепсисом на фоне SARS-CoV-2 наблюдаются значительно более высокие уровни sCD40L (p<0,0001) и VEGF (p=0,037) и относительно низкие СРБ (p<0,0001), IL-6 (p<0,0001), IL-8 (p<0,0001), TNFα (p<0,00058).

Заключение. Полученные результаты указывают на то, что септическое поражение при COVID-19 протекает с меньшим подъемом уровней воспалительных цитокинов, чем при абдоминальном сепсисе. При этом критически высокий уровень sCD40L указывает на наличие значительного эндотелиального поражения, что полностью вписывается в представления о клинической картине заболевания.

1. Wong CK, Lam CW, Wu AK, et al. Plasma inflammatory cytokines and chemokines in severe acute respiratory syndrome. Clin Exp Immunol. 2004;136(1):95-103. doi: 10.1111/j.1365-2249.2004.02415.x.

2. Cheung CY, Poon LL, Ng IH, et al. Cytokine responses in severe acute respiratory syndrome coronavirus-infected macrophages in vitro: possible relevance to pathogenesis. J Virol. 2005;79(12):7819-26. doi: 10.1128/JVI.79.12.7819-7826.2005.

3. Cross LM, Matthay MA. Biomarkers in acute lung injury: insights into the pathogenesis of acute lung injury. Critical care clinics. 2011;27(2):355-377. doi: 10.21037/atm.2018.01.10.

4. Roncati L, Ligabue G, Fabbiani L, et al. Type 3 hypersensitivity in COVID-19 vasculitis. Clin Immunol. 2020;217:108487. doi: 10.1016/j.clim.2020.108487.

5. Vijayan AL, Ravindran S, Saikant R, Lakshmi S, et al. Procalcitonin: a promising diagnostic marker for sepsis and antibiotic therapy. Journal of intensive care. 2017;5(1):1-7. doi: 10.1186/s40560-017-0246-8.

6. Povoa P, Coelho L, Almeida E, et al. C-reactive protein as a marker of infection in critically ill patients. Clinical microbiology and infection. 2005;11(2):101-108. doi: 10.1111/j.1469-0691.2004.01044.x.

7. Russo RC, Garcia CC, Teixeira MM, et al. The CXCL8/IL-8 chemokine family and its receptors in inflammatory diseases. Expert Rev Clin Immunol. 2014;10(5):593-619. doi: 10.1586/1744666X.2014.894886.

8. Dahlgren C, Karlsson A, Bylund J. Intracellular Neutrophil Oxidants: From Laboratory Curiosity to Clinical Reality. J Immunol. 2019;202(11):3127-3134. doi: 10.4049/jimmunol.1900235.

9. De Biasi S, Meschiari M, Gibellini L., et al. Marked T cell activation, senescence, exhaustion and skewing towards TH17 in patients with COVID-19 pneumonia. Nature communications. 2020;11(1):1-17. doi: 10.1038/s41467-020-17292-4.

10. Ijaz T, Sun H, Pinchuk IV, et al. Deletion of NF-kappaB/RelA in angiotensin II‐sensitive mesenchymal cells blocks aortic vascular inflammation and abdominal aortic aneurysm formation. Arterioscler Thromb Vasc Biol. 2017;37(10):188-1890. doi: 10.1161/JAHA.113.000476.

11. Roncati L, Nasillo V, Lusenti B, et al. Signals of Th2 immune response from COVID‐19 patients requiring intensive care. Ann Hematol. 2020; 99(6):1419-1420. doi: 10.1007/s00277-020-04066-7.

12. Zhang C, Wu Z, Li JW, et al. The cytokine release syndrome (CRS) of severe COVID-19 and Interleukin-6 receptor (IL-6R) antagonist Tocilizumab may be the key to reduce the mortality. Int J Antimicrob Agents. 2020;55(5):105954. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2020.105954.

13. Blondonnet R, Constantin JM, Sapin V, et al. A pathophysiologic approach to biomarkers in acute respiratory distress syndrome. Dis Markers. 2016;2016:3501373. doi:10.1155/2016/3501373

14. Lorente L, Martín MM, Pérez-Cejas A, et al. Non-survivor septic patients have persistently higher serum sCD40L levels than survivors. Journal of Critical Care. 2017;41:177-182. doi: org/10.1016/j.jcrc.2017.05.021.