Согласно статье , опубликованной в журнале PLOS Pathogens , пациентов с тяжелой формой COVID-19 можно разделить на две отдельные группы: с высокой вирусной нагрузкой и относительно небольшим воспалением и тех, кто продолжает страдать от воспалительных осложнений даже после полной элиминации вируса.

В статье описывается исследование, проведенное в Бразилии учеными из Университета Сан-Паулу (USP), которые проанализировали аутопсии легких 47 летальных случаев COVID-19, а также их воспалительный профиль, вирусную нагрузку и активацию иммунной системы .

Все образцы были получены от пациентов, инфицированных на первом этапе пандемии, когда предковый штамм SARS-CoV-2 (впервые обнаруженный в Ухане, Китай) все еще циркулировал, а вакцины не были доступны.

Дарио Замбони, профессор Медицинской школы Рибейран-Прету (FMRP-USP) и последний автор статьи, сказал: «С тех пор все изменилось. Появились новые варианты, и у людей, прошедших вакцинацию, иммунный ответ гораздо лучше, чем у тех, кто не был вакцинирован».

«Изучение этих образцов [от пациентов, умерших после заражения наследственным штаммом в довакцинальный период] очень важно для понимания молекулярных механизмов , вовлеченных в смертельные случаи COVID-19».

Замбони пояснил, что полученные данные также показывают, почему существует так много клинических вариаций в тяжелых случаях COVID-19 и какие факторы на молекулярном уровне могут привести к тому, что болезнь пойдет по одному из двух путей, описанных в статье, а также подтверждают решения о лечении критических случаев.

Обостренное воспаление

Исследователи определили на основе анализа данных, что профиль, включающий низкую вирусную нагрузку плюс обостренное воспаление, был связан с чрезмерной активацией инфламмасомы, белкового комплекса, присутствующего внутри защитных клеток. Когда этот клеточный механизм активируется, вырабатываются провоспалительные молекулы, называемые цитокинами, чтобы предупредить иммунную систему о том, что необходимо отправить больше защитных клеток в место инфекции.

У пациентов с таким профилем чрезмерная активация инфламмасом вызывала усиленную системную воспалительную реакцию, известную как цитокиновый шторм, которая поражала легкие и другие органы.

«Инфламмасома — это одна из первых реакций на инфекцию. Проще говоря, когда макрофаги [клетки первой линии иммунной системы] фагоцитируют патоген, они активируют инфламмасому в попытке устранить очаг инфекции. Проблема в том, что несколько вирусов, включая SARS-CoV-2, способны «обмануть» иммунную систему неизвестным образом и эффективно размножаться, несмотря на активацию инфламмасомы.

«Инфламмасома остается активной, вызывая еще большее воспаление и ухудшая клиническое состояние пациента», — говорит Кейла Са, первый автор статьи.

На основании этого открытия исследователи провели эксперименты с мышами, генетически модифицированными для экспрессии белка ACE2, который у людей является рецептором, с которым связывается вирус, чтобы проникнуть в клетки хозяина. Ключевой ген инфламмасомы был «выключен» у некоторых мышей, так что клеточный механизм, ответственный за запуск производства воспалительных цитокинов, не активировался в ответ на заражение SARS-CoV-2.

«Когда мы подавили инфламмасому у инфицированных мышей, они стали менее больными и гораздо лучше перенесли инфекцию. Похоже, что эта способность ускользать от иммунной системы может способствовать значительным изменениям, которые мы наблюдали у пациентов с тяжелой формой COVID-19. Это открытие может сделать инфламмасому и связанные с ней факторы важными целями для новых методов лечения в будущем», — сказал Са.

Сосудистая дисфункция

Болезнь прогрессировала совершенно по-разному в случаях со смертельным исходом при высокой вирусной нагрузке и низком воспалении. Доказательства тромбоза легких и диссеминированного внутрисосудистого свертывания привели исследователей к выводу, что сосудистая дисфункция, достигающая кульминации в тромботическом процессе, оказала значительное влияние на клинический исход.

«Эта систематизация поднимает несколько вопросов, которые будут исследованы в будущем. Мы выделили два типа пациентов, которые умерли по разным причинам, несмотря на то, что у них было одно и то же заболевание. Группа пациентов, у которых вирус исчез, но у которых обострилось воспаление легких [включая легочный фиброз ], умерла по легочным причинам, тогда как у тех, у кого была высокая вирусная нагрузка, легкие были в хорошем состоянии, и они выздоравливали, пока их не убило что-то другое, вероятно, сосудистая дисфункция», — сказал Са.

Две группы также резко различались по времени между заражением и смертью. Пациенты с высокой вирусной нагрузкой умирали быстрее, в то время как те, у кого было обостренное воспаление, проводили много дней в отделении интенсивной терапии и нуждались в искусственной вентиляции легких.

«Открытие этих двух путей способствует нашему пониманию патофизиологии заболевания и может помочь врачам выбирать между иммуноопосредованной и противовирусной терапией в критических случаях COVID-19», — сказал Замбони.