Politerno > Статті > COVID-19 вражає не тільки легені, а більшість органів аж до головного мозку – дослідження

COVID-19 вражає не тільки легені, а більшість органів аж до головного мозку – дослідження

  • 23 Квітня, 2020
  • 1687 Переглядів
  • 0

Під час нещодавнього обходу хворих у відділенні інтенсивної терапії на 20 ліжок пульмонолог і реаніматолог на медичному факультеті Тулейнского університету Джошуа Денсон (Joshua Denson) оцінив стан двох пацієнтів з судорожними припадками, кількох з легеневою недостатністю та ще кількох, у кого в небезпечному стані були нирки. За кілька днів до цього він був змушений перервати свій обхід, щоб разом з колегами спробувати реанімувати молоду жінку, у якої зупинилося серце. За словами Денсона, у всіх цих хворих була одна спільна риса – вони заразилися COVID-19, пише «Science».

Кількість підтверджених випадків зараження COVID-19 в усьому світі перевалила за 2,2 мільйона, а число померлих перевищило 150 000 осіб. У цих умовах лікарі і фахівці з лабораторної діагностики намагаються зрозуміти, якої шкоди коронавірус завдає організму, коли проникає в нього. Вони розуміють, що епіцентром слід вважати легкі, проте вірус вражає найрізноманітніші органи, в тому числі, серце, кровоносні судини, нирки, кишечник і головний мозок.

Ця хвороба може вразити майже все в організмі, причому з катастрофічними наслідками, – каже кардіолог Харлан Крумхольц (Harlan Krumholz) з нью-хейвенского госпіталю, який також працює в Єльському університеті і керує масштабною роботою зі збору клінічних даних про COVID-19. – Жорстокість цього захворювання вражає і приголомшує“.

Якщо лікарі зрозуміють причини і хід хвороби, вони зможуть допомогти тим небагатьом інфікованим пацієнтам, у яких хвороба протікає вкрай важко, а часом і загадково. Чи може помічена недавно тенденція утворення тромбів привести до посилення легкої форми хвороби, зробивши її небезпечною для життя? А може, причиною гірших випадків є надмірна імунна реакція, яка вказує на те, що тут допоможуть препарати, що пригнічують імунітет? Чим пояснити разюче низький рівень вмісту кисню в крові, що відзначається деякими лікарями у пацієнтів, які, тим не менш, не задихаються? «Коли ми думаємо про лікування, нам потрібен системний підхід», – каже пульмонолог і реаніматолог Нілам Мангалмурті (Nilam Mangalmurti), що працює в госпіталі Пенсільванського університету.

Нижче наводиться короткий опис розповсюджених уявлень про те, як вірус атакує клітини по всьому тілу, особливо у 5% тяжкохворих пацієнтів. Хоча, щотижня в наукових журналах і на вебсайтах з’являється більше 1 000 робіт про коронавіруси, чітка картина відсутня, оскільки цей вірус поводиться зовсім не так, як інші мікроби. Великі дослідження з поглядом у перспективу починаються тільки зараз, і в цих умовах вчені змушені черпати інформацію з менш масштабних досліджень, а також з історій хвороби і зі звітів про клінічні випадки, які часто публікуються зі спотвореннями і без попереднього перегляду колегами. «Нам треба неупереджено думати про те, як буде розвиватися це явище. Ми поки тільки вчимося», – каже хірург-трансплантолог Ненсі Ро (Nancy Reau), котра лікує хворих від COVID-19 в Медичному центрі Університету Раша в Чикаго.

Інфекція починається

Коли інфікована людина крапельним шляхом передає вірус іншій людині, котра його вдихає, SARS-CoV-2 потрапляє в носоглотку. Він знаходить теплий прийом в слизовій оболонці носа, про що в чернетці своєї роботи розповідають вчені з Інституту Сенгера та інших дослідницьких установ. Вони виявили, що клітини, що знаходяться там, мають багато рецепторів під назвою ACE2 (ангіотензинперетворюючий фермент 2). ACE2, який, зазвичай, допомагає регулювати кров’яний тиск, присутній в уразливих для інфекції тканинах, тому що вірусу такий рецептор необхідний для проникнення всередину клітини. Опинившись всередині, вірус бере під контроль клітинні механізми, відтворюючи з їхньою допомогою численні копії себе самого і проникаючи в нові клітини.

По мірі розмноження коронавірусу інфікована людина поширює його в великих кількостях, особливо в перший тиждень після зараження. У цей час симптоми можуть бути відсутні. Або ж у нової жертви вірусу з’являється висока температура, сухий кашель, біль у горлі, вона втрачає нюх і смак, у неї з’являється головний біль і ломота в тілі.

Якщо на цьому початковому етапі імунна система не переможе SARS-CoV-2, вірус спускається вниз в трахею і вражає легені. Там він може стати джерелом смертельної небезпеки. Більш тонкі і віддалені гілки респіраторного легеневого дерева закінчуються крихітними повітряними мішечками під назвою альвеоли. У кожної легеневої альвеоли є покрив з одного шару клітин, у яких теж є безліч рецепторів АСЕ2.

Зазвичай, кисень через легеневі альвеоли потрапляє в капіляри, крихітні кровоносні судини, що знаходяться за повітряними мішками. По них кисень розноситься по всьому організму. Але коли імунна система веде бій з загарбником, цей бій сам по собі перешкоджає нормальному постачанню тілу киснем. Перебуваючи на передньому краї білі кров’яні тільця лейкоцити виділяють запальні молекули хемокіни, які в свою чергу приваблюють імунні клітини до вогнища запалення, і ті вбивають інфіковані вірусом клітини, залишаючи після себе гній (це суміш рідини і мертвих клітин). Така основна патологія пневмонії з відповідними симптомами, такими як кашель, висока температура і швидке, неглибоке дихання. Деякі хворі COVID-19 одужують, отримавши лише незначну допомогу у вигляді вдихуваного через назальні канюлі кисню.

В інших стан погіршується, часом зовсім несподівано. У них виникає синдром гострої дихальної недостатності. Вміст кисню в крові різко падає, і таким пацієнтам стає все важче дихати. Рентгенівські знімки і томографія показують, що легені в них пронизані білими помутніннями там, де має бути чорний простір, тобто, повітря. Зазвичай, таким пацієнтам ставлять апарат штучної вентиляції легенів. Багато хто помирає. Розтин показує, що легеневі альвеоли у них заповнені рідиною, лейкоцитами, слизом і залишками зруйнованих легеневих клітин.

Деякі лікарі підозрюють, що причиною такого погіршення стану у багатьох тяжкохворих пацієнтів є катастрофічно надмірна реакція імунної системи, відома як гіперцітокінемія (цитокинова буря). Вона виникає і при інших вірусних інфекціях. Цитокіни це хімічні сигнальні молекули, які керують здоровою імунною реакцією. Але при цитокиновій бурі зміст деяких цитокінів набагато перевершує необхідний рівень, і імунні клітини починають атакувати здорові тканини. Кровоносні судини починають протікати, кров’яний тиск падає, утворюються тромби, і в результаті можуть відмовити життєво важливі органи людського організму.

Деякі дослідження показують, що в крові госпіталізованих хворих з COVID-19 підвищений вміст цих викликаних запаленням цитокінів. «Насправді, захворюваність і смертність від цієї хвороби викликана невідповідною запальною реакцією на вірус», – каже пульмонолог Джеймі Гарфілд (Jamie Garfield), що займається лікуванням хворих COVID-19 в госпіталі Темпльського університету.

Але інших це не переконує. «Схоже, багато хто вирішив пов’язати COVID-19 з цим гіперзапальним станом. Але я не бачу переконливих даних, що підтверджують такий зв’язок», – каже пульмонолог і реаніматолог Джозеф Левітт (Joseph Levitt), що працює на медичному факультеті Стенфордського університету.

Його турбує те, що спроби послабити цитокінову реакцію можуть дати зворотній результат. Зараз на хворих COVID-19 проводяться клінічні випробування препаратів, націлених на певні цитокіни. Однак у Левітта є побоювання, що дані препарати можуть придушити імунну реакцію, яка потрібна організму для боротьби проти вірусу. «Є цілком реальна небезпека, що ми допустимо додаткову реплікацію вірусу», – говорить він.

Тим часом, деякі вчені звертають увагу зовсім на інші органи, які, за їхніми словами, сприяють швидкому погіршення стану у ряду пацієнтів. Це серце і кровоносні судини.

Удар по серцю

В італійській Брешії 53-річна жінка потрапила в реанімацію місцевої лікарні з класичними симптомами інфаркту. На інфаркт вказувала ЕКГ і високий вміст в крові речовин, які вказують на пошкодження міокарда. Подальші аналізи показали збільшення серця і пошкодження на ньому. А лівий шлуночок, який, зазвичай, є головним генератором серця, був настільки слабкий, що перекачував крові в три рази менше норми. Але коли лікарі ввели барвник в коронарні артерії, щоб знайти місце закупорки, яке вказує на інфаркт, вони нічого не виявили. Провели ще один аналіз, і одразу зрозуміли причину: у жінки був COVID-19.

Як вірус атакує серце і кровоносні судини – це залишається загадкою; але багато вчених і лікарів у своїх звітах показують, що таке трапляється часто. 25 березня в журналі JAMA Cardiology була опублікована стаття, яка вказує на те, що майже у 20% з 416 пацієнтів, які лікувалися в Ухані від COVID-19, були знайдені ознаки пошкодження міокарда. В іншому дослідженні говориться, що у 44% з 138 госпіталізованих пацієнтів була аритмія.

Схоже, що пошкодження поширюються і на кров. Серед 184 хворих COVID-19 в Голландії, яких поклали в реанімацію, у 38% була ненормальне згортання крові, а майже у кожного третього вже були тромби, про що йдеться в роботі, опублікованій 10 квітня в виданні «Дослідження тромбозу». Ці кров’яні згустки можуть розпадатися і осідати в легенях, блокуючи життєво важливі артерії. Такий стан називають легеневою емболією, і вона вбиває хворих COVID-19. Тромби з артерій можуть також потрапляти в головний мозок, викликаючи інсульт. За словами фахівця з серцево-судинним захворюванням Бенхуда Бікделі (Behnood Bikdeli), що працює в Медичному центрі Колумбійського університету, у багатьох пацієнтів суттєво підвищується вміст D-димеру, що є маркером тромбоутворення.

«Чим більше ми вивчаємо це питання, тим ясніше стає, що тромби в крові істотно впливають на тяжкість захворювання і смертність від COVID-19», – каже Бікделі.

Інфекція може також призвести до звуження кровоносних судин. З’являються повідомлення про ішемії тканин пальців. Це результат скорочення кровотоку, яке може привести до хворобливого розпухання пальців і відмирання тканин.

Звуженням кровоносних судин в легенях можна пояснити окремі випадки загадкового явища від пневмонії, викликаної COVID-19. У деяких пацієнтів надзвичайно низький рівень вмісту кисню в крові, і тим не менш, вони не задихаються. Можливо, що на деяких етапах хвороби вірус змінює хитка рівновага гормонів, які допомагають регулювати кров’яний тиск, і звужує судини, що йдуть в легені. Таким чином, поглинанню кисню заважають не забиті легеневі альвеоли, а звужені кровоносні судини. «Згідно з однією з теорій, вірус впливає на біологію судин, і тому ми спостерігаємо такий низький вміст кисню», – каже Левітт.

Якщо COVID-19 вражає кровоносні судини, цим можна пояснити і те, чому у пацієнтів з пошкодженими від впливу інших хвороб судинами (скажімо, у діабетиків і гіпертоніків) вище ризик захворіти важким видом. Останні дані Центру з контролю і профілактики захворювань по госпіталізованим пацієнтам в 14 американських штатах вказують на те, що близько третини страждали хронічними легеневими захворюваннями, у третини є діабет, а у половини гіпертонія.

За словами Мангалмурті, її «шокувала та обставина, що у нас мало астматиків» і пацієнтів з іншими респіраторними захворюваннями у відділеннях інтенсивної терапії. «Нас дивує те, що фактори ризику відносяться до судин: діабет, ожиріння, вік, гіпертонія».

Учені поки не можуть зрозуміти, що саме викликає ураження серця і судин. Можливо, вірус безпосередньо атакує серце і кровоносні судини, у яких, як в носі і в альвеолах, на поверхні багато рецепторів АСЕ2. А може, судини ушкоджуються через брак кисню, викликаним хаосом в легких. Або ж цитокінова буря пошкоджує серце так само, як і інші органи.

«Ми поки знаходимося на самому початку, – говорить Крумхольц. – Ми насправді не розуміємо, хто вразливий, чому деякі люди страждають так сильно, чому хвороба приходить так швидко … і чому [деяким] від неї так важко оговтатися».

Війна на безліч фронтів

Зараз вся увага в світі прикута до нестачі апаратів штучної вентиляції легенів, які допомагають легеням справлятися зі своїм завданням. Але про дефіцит апаратів для діалізу мало хто говорить. «Якщо ці люди не вмирають від легеневої недостатності, вони вмирають від ниркової недостатності», – каже невролог Дженніфер Фронтера (Jennifer Frontera) з Медичного центру Нью-Йоркського університету, якій доводиться тисячами лікувати хворих COVID-19. Її центр розробляє протокол діалізу з різними машинами, щоб допомогти більшій кількості пацієнтів. Потреба в діалізі викликана тим, що нирки, у яких велика кількість рецепторів АСЕ2, є ще однією мішенню для вірусу.

Згідно з попередніми даними одного дослідження, 27% з 85 госпіталізованих в Ухані пацієнтів страждали від ниркової недостатності. За іншими даними, у 59% з майже 200 госпіталізованих з COVID-19 пацієнтів в Ухані і його околицях в сечі містився білок і кров. А це говорить про те, що у них були не в порядку нирки. Хворі COVID-19 з гострою нирковою недостатністю вмирали в п’ять разів частіше тих, у кого цієї хвороби не було.

Легені – це головне поле бою. Але частина вірусів атакує нирки. «Як і в реальному бою, якщо одночасно починається наступ в двох місцях, що обороняються, в кожному з них буде важче», – говорить нейробіолог Хунбо Цзя (Hongbo Jia), що працює в Сучжоу в Інституті біомедичної техніки і технологій Китайської академії наук і є співавтором цього дослідження.

На зроблених за допомогою електронного мікроскопа знімках нирок при розтині померлих були виявлені вірусні частинки, що вказує на пряму вірусну атаку. Апарати ШВЛ підвищують ризик ураження нирок, як і противірусні препарати, включаючи ремдесівір, який дають в рамках експерименту хворим COVID-19. Гіперцитокінемія теж може істотно знизити приплив крові до нирок, викликаючи пошкодження, які часто стають фатальними. А колишні захворювання типу діабету підвищують ризик гострої ниркової недостатності. «Є безліч людей з хронічними нирковими хворобами, у яких вище ризик гострої ниркової недостатності», – каже головний лікар Північно-Західного центру ниркових захворювань Сьюзан Уотнік (Suzanne Watnick).

Ураження мозку

А ще COVID-19 вражає головний мозок і центральну нервову систему. За словами Фронтера, неврологам в її лікарні доводиться обстежувати 5-10% тих, що заразилися коронавірусом. Однак, вона зазначає, що «це напевно серйозна недооцінка» кількості тих, у кого постраждав головний мозок, особливо в зв’язку з тим, що багато підключені до апарату ШВЛ і приймають заспокійливе.

Фронтері зустрічалися пацієнти із запаленням головного мозку енцефалітом, з судорожними припадками, а також з «симпатичною бурею», як називають мозкову версію цитокинової бурі. Деякі хворі COVID-19 на короткий час втрачають свідомість. У деяких трапляються інсульти. Багато повідомляють про втрату нюху. Фронтера і деякі інші фахівці вважають, що в ряді випадків інфекція пригнічує рефлекс стовбурової частини мозку, яка відчуває кисневе голодування. Це ще одне пояснення того, чому деякі пацієнти не задихаються, хоча у них небезпечно низький вміст кисню в крові.

Рецептори АСЕ2 присутні в корі головного мозку і в його стовбурі, говорить Роберт Стівенс (Robert Stevens), що працює лікарем в реанімаційному відділенні госпіталю медичного факультету Університету Джонса Хопкінса. Але невідомо, за яких обставин вірус проникає в мозок і вступає в контакт з цими рецепторами. Слід сказати, що коронавірус, що викликав в 2003 році епідемію важкого гострого респіраторного синдрому (SARS) (це близький родич нинішнього коронавірусу), проникав в нервові клітини та іноді викликав енцефаліт. 3 квітня колектив з Японії опублікував дані дослідження в «Міжнародному журналі інфекційних хвороб», повідомивши про сліди нового коронавірусу в спинномозковій рідині хворого COVID-19, у якого розвинувся менінгіт і енцефаліт. Це також говорить про те, що вірус проникає в центральну нервову систему.

Але є й інші чинники, що завдають шкоди головному мозку. Наприклад, цитокинова буря здатна викликати набряк головного мозку, а підвищене згортання крові може послужити причиною інсульту. Зараз настав час переходити від припущень до впевненості, тому що медики зайняті порятунком людей, і навіть оцінки неврологів з приводу причин блювотного рефлексу або транспортування пацієнтів для сканування головного мозку можуть створити ризик поширення вірусу.

Минулого місяця невролог з Медичного центру Піттсбурзького університету Шеррі Чоу (Sherry Chou) приступила до створення всесвітнього консорціуму, який сьогодні об’єднує 50 центрів. Він займається збором неврологічних даних про пацієнтів, які перебувають на лікуванні. Початкові завдання досить прості: виявити неврологічні ускладнення у госпіталізованих пацієнтів і подивитися, які у них результати. Надалі Чоу з колегами сподівається зібрати дані МРТ, лабораторних аналізів та іншу інформацію, яка допоможе краще зрозуміти вплив вірусу на нервову систему, в тому числі, на головний мозок.

Чоу робить припущення про можливий шлях проникнення: через ніс, потім вгору і через нюхову цибулину (цим пояснюється втрата нюху), яка з’єднується з головним мозком. «В теорії це звучить чудово, – каже вона, – Але нам треба це довести».

В основному колеги «на словах повідомляють один одному про неврологічні симптоми», додає Чоу. «Але я думаю, що ніхто зараз не може назвати себе експертом в цьому питанні. Я точно не можу», – підкреслює вона.

Доходячи до кишечника

На початку березня 71-річна мешканка Мічигану повернулася з річкового круїзу по Нілу з кривавим проносом, блювотою і болем в області живота. Спочатку лікарі підозрювали, що у неї звичайна кишкова паличка типу сальмонели. Але коли у жінки з’явився кашель, у неї взяли мазок з носа і з’ясували, що вона заразилася новим коронавірусом. Аналіз калу показав вірусну РНК, а ендоскопія – ознаки ураження товстої кишки. Все це вказувало на шлунково-кишкове зараження коронавірусом, про що повідомляється на веб-сайті «Американського журналу гастроентерології».

Цей випадок ліг в загальну скарбничку доказів, що вказують на те, що новий коронавірус, як і його родич SARS, може заражати нижню частину шлунково-кишкового тракту, де у великій кількості є рецептори АСЕ2. Вірусна РНК була виявлена ​​в аналізах калу 53% пацієнтів. А китайський колектив вчених у своїй роботі повідомив про те, що вони знайшли оболонки білків вірусу в матеріалах біопсії хворих COVID-19, таких як клітини шлунка, дванадцятипалої і прямої кишки. «Я думаю, що він може реплфкуватися в шлунково-кишковому тракті», – говорить вірусолог з Бейлорського медичного коледжу Мері Естес (Mary Estes).

Останні дані говорять про те, що половина пацієнтів страждають від діареї, говорить Бреннан Шпігель (Brennan Spiegel), що працює в медичному центрі «Седарс-Синай» в Лос-Анджелесі і є головним редактором «Американського журналу гастроентерології». Шлунково-кишкові симптоми не включені в список симптомів COVID-19, складений цим центром, через що деякі випадки захворювань могли залишитися непоміченими. «Якщо у вас тільки температура і пронос, вас не стануть перевіряти на COVID», – говорить Дуглас Корлі (Douglas Corley) з медичного центру «Кайзер Перманент» (Kaiser Permanente), що в Північній Каліфорнії. Він теж є редактором «Американського журналу гастроентерології».

Присутність вірусу в шлунково-кишковому тракті говорить про те, що він може передаватися через кал. Але поки незрозуміло, що міститься в калі: живий і заразний вірус, або тільки РНК і білки. На сьогодні у нас немає свідчень того, що передача з фекальними масами важлива, говорить експерт по коронавірусу Стенлі Перлман (Stanley Perlman) з університету штату Айова. Центр контролю та профілактики захворювань повідомляє, що якщо виходити з досвіду боротьби з SARS і вірусом близькосхідного респіраторного синдрому, який є ще одним небезпечним родичем нового коронавірусу, то ризик передачі інфекції з фекальними масами напевно дуже низький.

Кишечник не є кінцевим пунктом просування хвороби по організму людини. Наприклад, у третини госпіталізованих пацієнтів виникає кон’юнктивіт (почервонілі, зі сльозами очі), хоча незрозуміло, чи потрапляє вірус безпосередньо в очі. Є повідомлення про те, що вірус вражає печінку. Більше половини хворих COVID-19, госпіталізованих в двох китайських центрах, мали підвищений вміст ензимів в печінці, що вказує на пошкодження самої печінки або жовчовивідних шляхів. Однак деякі експерти розповіли журналу «Сайнс», що виною тому навряд чи є пряме вірусне впровадження. На їхню думку, причиною пошкодження печінки швидше могли стати ліки або перезбудження імунної системи.

Всі ці розповіді про руйнівну дію COVID-19 на організм – не більше ніж чорновий напис. Пройдуть роки напружених досліджень, перш, ніж ми зможемо скласти об’єктивну картину. Тим часом, цей вплив може запустити цілий каскад імунних і серцево-судинних наслідків. Поки наука квапливо займається пошуками, досліджуючи під мікроскопом тканини і перевіряючи на пацієнтах препарати, нам залишається сподіватися, що створювані ліки виявляться більш хитромудрими і сильними, ніж вірус, який зупинив весь світ.

Читайте також: Причини катастрофічного поширення коронавірусу в США

Діліться у соцмережах:
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  

Залишити відповідь