Ключові слова
COVID-19
цитокіновий шторм
D-димер
імунна відповідь
тромбоемболії
Як цитувати
Анотація
In press
Пандемія COVID-19, спричинена вірусом SARS-CoV-2, стала глобальним викликом. Негоспітальна пневмонія асоційована з COVID-19, досі залишається одним із складних викликів медицини. Особливо важливим є вивчення патогенезу негоспітальної пневмонії та її взаємозв'язку з різноманітними запальними процесами, які виникають на тлі коронавірусної інфекції. Метою даного дослідження був аналіз патогенезу негоспітальної пневмонії, яка розвивається на тлі COVID-19, вивчення механізмів імунної відповіді, запальних процесів та їх впливу на організм пацієнтів, а також визначення можливих підходів до діагностики та лікування цього захворювання. У роботі використані наступні матеріали та методи дослідження: огляд наукових джерел, присвячених ви-вченню патогенезу негоспітальної пневмонії при COVID-19, особливостям імунної відповіді, цитокіновому шторму та порушенням функцій ендотелію при цій патології. Автори вивчених досліджень у свою чергу використовували аналіз рівня запальних маркерів (С-реактивний білок, D-димер, цитокіни). Автори цих досліджень повідомляють, що у пацієнтів з негоспітальною пневмонією, яка розвивається на тлі COVID-19, спостерігається активація нейтрофільного ланцюга і значне підвищення рівня прозапальних цитокінів, таких як IL-6, IL-1β, TNF-α. Ці процеси призводять до розвитку важкої запальної реакції в легенях та дифузного альвеолярного пошкодження, що в свою чергу призводить до розвитку гострої дихальної недостатності. Відзначено, що надмірне вивільнення D-димеру є ключовим показником, який вказує на розвиток цих ускладнень. Прогнозування тяжких форм захворювання на основі рівня цитокінів та інших маркерів запалення може стати важливим інструментом для раннього виявлення ризику розвитку ускладнень у пацієнтів. Таким чином, було встановлено, що для покращення прогнозу пацієнтів необхідно застосовувати методи моніторингу рівня запальних маркерів та індивідуалізувати терапевтичні стратегії з метою корекції порушень імунної системи.
Ключові слова: негоспітальна пневмонія, COVID-19, цитокіновий шторм, D-димер, імунна відповідь, тромбоемболії.
Посилання
Rothan HA, Byrareddy SN. The epidemiology and pathogenesis of coronavirus disease (COVID-19) outbreak. J Autoimmun. 2020;109:102433. DOI: 10.1016/j.jaut.2020.102433. PMID: 32113704.
Pokhrel S, Chhetri R. A literature review on impact of COVID-19 pandemic on teaching and learning. Higher education for the future. 2021;8(1):133-41. DOI: 10.1177/2347631120983481.
Zhu N, Zhang D, Wang W, Li X, Yang B, Song J, et al. A novel coronavirus from patients with pneumonia in China, 2019. New England Journal of Medicine. 2020;382(8):727-33. DOI: 10.1056/NEJMoa2001017. PMID: 31978945.
Heinrich F, Mertz KD, Glatzel M, Beer M, Krasemann S. Using autopsies to dissect COVID-19 pathogenesis. Nature Microbiology. 2023;8(11):1986-94. DOI: 10.1038/s41564-023-01488-7. PMID: 37798476.
Guan WJ, Ni ZY, Hu Y, Liang WH, Ou CQ, He JX, et al. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in China. New England journal of medicine. 2020;382(18):1708-20. DOI: 10.1056/NEJMoa2002032. PMID: 32109013.
Nowak B, Szymanski P, Pankowski I, Szarowska A, Zycinska K, Rogowski W, et al. Clinical characteristics and short-term outcomes of patients with coronavirus disease 2019: a retrospective single-center experience of a designated hospital in Poland. Pol Arch Intern Med. 2020;130(5):407-11. DOI: 10.20452/pamw.15361.
Dziublyk YA. Community-acquired pneumonia and COVID-19: discussion issues. Ukrainian Pulmonology Journal. 2020;4:12-4. DOI: 10.31215/2306-4927-2020-110-4-12-14. [In Ukrainian].
Avgaitis SS, Sid EV. Activation of the immune-inflammatory response among patients with community-acquired pneumonia associated with coronavirus infection. Actual Problems of the Modern Medicine: Bulletin of Ukrainian Medical Stomatological Academy. 2024;1:4-9. DOI: 10.31718/2077–1096.24.1.4. [In Ukrainian].
Benvenuto D, Giovanetti M, Ciccozzi A, Spoto S, Angeletti S, Ciccozzi M. The 2019‐new coronavirus epidemic: evidence for virus evolution. J Med Virol. 2020;92(4):455-59. DOI: 10.1002/jmv.25688. PMID: 31994738.
Chen G, Wu DI, Guo W, Cao Y, Huang D, Wang H, et al. Clinical and immunological features of severe and moderate coronavirus disease 2019. The Journal of clinical investigation. 2020;130(5):2620-9. DOI: 10.1172/JCI137244. PMID: 32217835.
Melnyk VP, Panasiuk ОV, Sadomova-Andrianova ОV, Antoniuk IV, Sliusarchuk IO, Solonynka HY. Pneumonia caused by SARS-CoV-2: diagnosis and treatment in outpatient settings. Zaporozhye Medical Journal. 2021;23(3):395-401. DOI: 10.14739/2310-1210.2021.3.224926. [In Ukrainian].
Fushtey IM, Mochonyi VA, Sid EV, Efimenko NF. The state of the SIRS and endothelial function in hypertensive patients, stage II in the process of ischemic heart disease developing. Zaporozhye Medical Journal. 2015;17(4):40-3. DOI: 10.14739/2310-1210.2015.4.50308. [In Ukrainian].
Rai V, Mathews G, Agrawal DK. Translational and clinical significance of DAMPs, PAMPs, and PRRs in trauma-induced inflammation. Archives of Clinical and Biomedical Research. 2022;6(5):673-85. DOI: 10.26502/acbr.50170279. PMID: 36147548.
Haftcheshmeh SM, Abedi M, Mashayekhi K, Mousavi MJ, Navashenaq JG, Mohammadi A, et al. Berberine as a natural modulator of inflammatory signaling pathways in the immune system: Focus on NF‐κB, JAK/STAT, and MAPK signaling pathways. Phytotherapy Research. 2022;36(3):1216-30. DOI: 10.1002/ptr.7407. PMID: 35142403.
Lu Q, Zhu Z, Tan C, Zhou H, Hu Y, Shen G, et al. Changes of serum IL‐10, IL‐1β, IL‐6, MCP‐1, TNF‐α, IP‐10 and IL‐4 in COVID‐19 patients. International journal of clinical practice. 2021;75(9):e14462. DOI: 10.1111/ijcp.14462. PMID: 34107113.
Astuti I, Ysrafil. Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2): An overview of viral structure and host response. Diabetes & Metabolic Syndrome: Clinical Research & Reviews. 2020;14(4):407-12. DOI: 10.1016/j.dsx.2020.04.020. PMID: 32335367.
Carlberg C, Velleuer E, Molnar F. Molecular medicine: How science works. Cham, Switzerland: Springer Nature; 2023. DOI: 10.1007/978-3-031-27133-5.
Klomp M, Ghosh S, Mohammed S, Nadeem Khan M. From virus to inflammation, how influenza promotes lung damage. J Leukoc Biol. 2021;110(1):115-22. DOI: 10.1002/JLB.4RU0820-232R. PMID: 32895987.
Sompayrac LM. How the immune system works. 6th ed. Hoboken, NJ, USA: John Wiley & Sons; 2022. 176 p.
Rich R, Fleisher T, Shearer W, Schroeder H, Frew A, Weyand C. In: Clinical immunology: principles and practice. 5th ed. Amsterdam: Elsevier; 2019. 1504 p.
Pius-Sadowska E, Niedzwiedz A, Kulig P, Baumert B, Sobus A, Roginska D, et al. CXCL8, CCL2, and CMV seropositivity as new prognostic factors for a severe COVID-19 course. International Journal of Molecular Sciences. 2022;23(19):11338. DOI: 10.3390/ijms231911338.
Hsu RJ, Yu WC, Peng GR, Ye CH, Hu S, Chong PCT, et al. The role of cytokines and chemokines in severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 infections. Frontiers in Immunology. 2022;13:832394. DOI: 10.3389/fimmu.2022.832394. PMID: 36232655.
Hasanvand A. COVID-19 and the role of cytokines in this disease. Inflammopharmacology. 2022;30(3):789-98. DOI: 10.1007/s10787-022-00992-2. PMID: 35505267.
Harne R, Williams B, Abdelaal HF, Baldwin SL, Coler RN. SARS-CoV-2 infection and immune responses. AIMS Microbiology. 2023;9(2):245-76. DOI: 10.3934/microbiol.2023015. PMID: 37091818.
Candido J, Hagemann T. Cancer-related inflammation. Journal of clinical immunology. 2013;33:79-84. DOI: 10.1007/s10875-012-9847-0. PMID: 23225204.
Liu Y, Tian S, Ning B, Huang T, Li Y, Wei Y. Stress and cancer: The mechanisms of immune dysregulation and management. Frontiers in immunology. 2022;13:1032294. DOI: 10.3389/fimmu.2022.1032294. PMID: 36275706.
Koyama S, Nishikawa H. Mechanisms of regulatory T cell infiltration in tumors: implications for innovative immune precision therapies. Journal for Immunotherapy of Cancer. 2021;9(7):e002591. DOI: 10.1136/jitc-2021-002591. PMID: 34330764.
Medzhitov R. The spectrum of inflammatory responses. Science. 2021;374(6571):1070-5. DOI: 10.1126/science.abi5200. PMID: 34822279.
Avgaitis SS, Sid EV. The role of coronavirus infection in lung injury, which contributes to the occurrence of complicated course of community-acquired pneumonia. Reports of Vinnytsia National Medical University. 2024;28(3):545-9. DOI: 10.31393/reports-vnmedical-2024-28(3)-28. [In Ukrainian].
Кonopkina LІ, Rybalka КV. Community-Acquired Pneumonia Associated with COVID-19: Diagnostic Significance of Imaging Methods (CT, LUS) and Comparative Characteristics of CT- and LUS-Patterns. Tuberculosis, Lung Diseases, HIV Infection (Ukraine). 2023;4:39-48. DOI: 10.30978/TB-2023-4-39. [In Ukrainian].
Zhou F, Yu T, Du R, Fan G, Liu Y, Liu Z, et al. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. Lancet. 2020;395(10229):1054-62. DOI: 10.1016/S0140-6736(20)30566-3. PMID: 32171076.
Wang X, Tang G, Liu Y, Zhang L, Chen B, Han Y, et al. The role of IL-6 in coronavirus, especially in COVID-19. Frontiers in Pharmacology. 2022;13:1033674. DOI: 10.3389/fphar.2022.1033674. PMID: 36506506.
Mudatsir M, Fajar JK, Wulandari L, Soegiarto G, Ilmawan M, Purnamasari Y, et al. Predictors of COVID-19 severity: a systematic review and meta-analysis. F1000Research. 2021;9:1107. DOI: 10.12688/f1000research.26186.2. PMID: 33163160.
Kaiser R, Leunig A, Pekayvaz K, Popp O, Joppich M, Polewka V, et al. Self-sustaining IL-8 loops drive a prothrombotic neutrophil phenotype in severe COVID-19. JCI insight. 2021;6(18):e150862. DOI: 10.1172/jci.insight.150862. PMID: 34403366.
Huang J, Li J, Zou Z, Kandathil A, Liu J, Qiu S, et al. Clinical Characteristics of 3 Patients Infected withCOVID-19: Age, Interleukin 6 (IL-6), Lymphopenia, and Variations in Chest Computed Tomography (CT). The American Journal of Case Reports. 2020;21:e924905-1. DOI: 10.12659/AJCR.924905. PMID: 33052896.
Lytvyn KY, Bilokon OO. Factors associated with variability in IL-6 levels in patients with COVID-19. Infectious diseases. 2023;2(112):9-14. DOI: 10.11603/1681-2727.2023.2.14097.
Velavan TP, Meyer CG. Mild versus severe COVID-19: Laboratory markers. International Journal of Infectious Diseases. 2020;95:304-7. DOI: 10.1016/j.ijid.2020.04.061. PMID: 32344011.
Costela-Ruiz VJ, Illescas-Montes R, Puerta-Puerta JM, Ruiz C, Melguizo-Rodriguez L. SARS-CoV-2 infection: The role of cytokines in COVID-19 disease. Cytokine & growth factor reviews. 2020;54:62-75. DOI: 10.1016/j.cytogfr.2020.06.001. PMID: 32513566.
Zhang L, Xu D, Zhang T, Hou W, Yixi L. Correlation between interleukin-6, interleukin-8, and modified early warning score of patients with acute ischemic stroke and their condition and prognosis. Annals of Palliative Medicine. 2021;10(1):148-55. DOI: 10.21037/apm-20-2200. PMID: 33440979.
Zanza C, Romenskaya T, Manetti AC, Franceschi F, La Russa R, Bertozzi G, et al. Cytokine storm in COVID-19: immunopathogenesis and therapy. Medicina. 2022;58(2):144. DOI: 10.3390/medicina58020144. PMID: 35208467.
Tang Y, Liu J, Zhang D, Xu Z, Ji J, Wen C. Cytokine storm in COVID-19: the current evidence and treatment strategies. Frontiers in Immunology. 2020;11:1708. DOI: 10.3389/fimmu.2020.01708. PMID: 32754163.
Soy M, Keser G, Atagündüz MP. Pathogenesis and treatment of cytokine storm in COVID-19. Turkish Journal of Biology. 2021;45(7):372-89. DOI: 10.3906/biy-2105-37. PMID: 34803441.
Potere N, Batticciotto A, Vecchie A, Porreca E, Cappelli A, Abbate A, et al. The role of IL-6 and IL-6 blockade in COVID-19. Expert Review of Clinical Immunology. 2021;17(6):601-18. DOI: 10.1080/1744666X.2021.1919086.
Zhou YZ, Teng XB, Han MF, Shi JF, Li CX, Zhang XH, et al. The value of PCT, IL-6, and CRP in the early diagnosis and evaluation of COVID-19. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2021;25(2):1097-100. DOI: 10.26355/EURREV_202101_24680. PMID: 33577066.
Duz ME, Balcı A, Menekse E. D-dimer levels and COVID-19 severity: Systematic Review and Meta-Analysis. 2020;68(4):353-60. DOI: 10.5578/tt.70351. PMID: 33448732.
Si D, Du B, Yang B, Jin L, Ni L, Zhang Q, et al. IL-6 and D-Dimer at Admission Predicts Cardiac Injury and Early Mortality during SARS-CoV-2. Infection. medRxiv. 2021;2021-03. DOI: 10.1101/2021.03.22.21254077.
Lowery SA, Sariol A, Perlman S. Innate immune and inflammatory responses to SARS-CoV-2: Implications for COVID-19. Cell Host & Microbe. 2021;29(7):1052-62. DOI: 10.1016/j.chom.2021.05.004. PMID: 34022154.
Boechat JL, Chora I, Morais A, Delgado L. The immune response to SARS-CoV-2 and COVID-19 immunopathology-current perspectives. Pulmonology. 2021;27(5):423-37. DOI: 10.1016/j.pulmoe.2021.03.008. PMID: 33867315.
Bourgonje AR, Abdulle AE, Timens W, Hillebrands JL, Navis GJ, Gordijn SJ, et al. Angiotensin‐converting enzyme 2 (ACE2), SARS‐CoV‐2 and the pathophysiology of coronavirus disease 2019 (COVID‐19). The Journal of pathology. 2020;251(3):228-48. DOI: 10.1002/path.5471. PMID: 32418199.
Li Y, Zhou W, Yang L, You R. Physiological and pathological regulation of ACE2, the SARS-CoV-2 receptor. Pharmacological research. 2020;157:104833. DOI: 10.1016/j.phrs.2020.104833. PMID: 32302706.
Giamarellos-Bourboulis EJ, Netea MG, Rovina N, Akinosoglou K, Antoniadou A, Antonakos N, et al. Complex immune dysregulation in COVID-19 patients with severe respiratory failure. Cell Host & Microbe. 2020;27(6):992-1000. DOI: 10.1016/j.chom.2020.04.009. PMID: 32320677.
Crayne CB, Albeituni S, Nichols KE, Cron RQ. The immunology of macrophage activation syndrome. Frontiers in immunology. 2019;10:119. DOI: 10.3389/fimmu.2019.00119. PMID: 30774631.
Rahman A, Tabassum T, Araf Y, Al Nahid A, Ullah MA, Hosen MJ. Silent hypoxia in COVID-19: pathomechanism and possible management strategy. Molecular biology reports. 2021;48(4):3863-9. DOI: 10.1007/s11033-021-06358-1. PMID: 33891272.
Kashani KB. Hypoxia in COVID-19: sign of severity or cause for poor outcomes. Mayo Clinic Proceedings. 2020;95(6):1094-6. DOI: 10.1016/j.mayocp.2020.04.021. PMID: 32498766.
Frisoni P, Neri M, D’Errico S, Alfieri L, Bonuccelli D, Cingolani M, et al. Cytokine storm and histopathological findings in 60 cases of COVID-19-related death: from viral load research to immunohistochemical quantification of major players IL-1β, IL-6, IL-15 and TNF-α. Forensic Science, Medicine and Pathology. 2022;18(1):4-19. DOI: 10.1007/s12024-021-00414-9. PMID: 34463916.
Hu B, Huang S, Yin L. The cytokine storm and COVID‐19. Journal of medical virology. 2021;93(1):250-6. DOI: 10.1002/jmv.26232. PMID: 32592501.
Serebrovska ZO, Chong EY, Serebrovska TV, Tumanovska LV, Xi L. Hypoxia, HIF-1α, and COVID-19: from pathogenic factors to potential therapeutic targets. Acta Pharmacologica Sinica. 2020;41(12):1539-46. DOI: 10.1038/s41401-020-00554-8. PMID: 33110240.
Jahani M, Dokaneheifard S, Mansouri K. Hypoxia: A key feature of COVID-19 launching activation of HIF-1 and cytokine storm. Journal of inflammation. 2020;17:1-10. DOI: 10.1186/s12950-020-00263-3. PMID: 33139969.
Veronese N, Demurtas J, Yang L, Tonelli R, Barbagallo M, Lopalco P, et al. Use of corticosteroids in coronavirus disease 2019 pneumonia: a systematic review of the literature. Frontiers in medicine. 2020;7:170. DOI: 10.3389/fmed.2020.00170. PMID: 32391369.
Xu Z, Shi L, Wang Y, Zhang J, Huang L, Zhang C, et al. Pathological findings of COVID-19 associated with acute respiratory distress syndrome. The Lancet respiratory medicine. 2020;8(4):420-2. DOI: 10.1016/S2213-2600(20)30076-X. PMID: 32085846.
Zanza C, Romenskaya T, Manetti AC, Franceschi F, La Russa R, Bertozzi G, et al. Cytokine storm in COVID-19: immunopathogenesis and therapy. Medicina. 2022;58(2):144. DOI: 10.3390/medicina58020144. PMID: 35208467.
Kim JS, Lee JY, Yang JW, Lee KH, Effenberger M, Szpirt W, et al. Immunopathogenesis and treatment of cytokine storm in COVID-19. Theranostics. 2021;11(1):316-29. DOI: 10.7150/thno.49713. PMID: 35208467
Tang Y, Liu J, Zhang D, Xu Z, Ji J, Wen C. Cytokine storm in COVID-19: the current evidence and treatment strategies. Frontiers in Immunology. 2020;11:1708. DOI: 10.3389/fimmu.2020.01708. PMID: 32754163.
Saha A, Sharma AR, Bhattacharya M, Sharma G, Lee SS, Chakraborty C. Tocilizumab: a therapeutic option for the treatment of cytokine storm syndrome in COVID-19. Archives of Medical Research. 2020;51(6):595-7. DOI: 10.1016/j.arcmed.2020.05.009. PMID: 32482373.
Fenoglio D, Dentone C, Parodi A, Di Biagio A, Bozzano F, Vena A, et al. Characterization of T lymphocytes in severe COVID‐19 patients. Journal of Medical Virology. 2021;93(9):5608-13. DOI: 10.1002/jmv.27037. PMID: 33913544.
Kwiecien I, Rutkowska E, Klos K, Wiesik-Szewczyk E., Jahnz-Rozyk K, Rzepecki P, Chcialowski A. Maturation of T and B Lymphocytes in the Assessment of the Immune Status in COVID-19 Patients. Cells. 2020;9(12):2615. DOI: 10.3390/cells9122615.
Konopkina LI, Shchudro OO. Сardiovascular system status in patients with dyspnea after COVID-19-associated pneumonia. Ukrainian Pulmonology Journal. 2022;31(4):14-21. DOI: 10.31215/2306-4927-2023-31-4-14-21. [In Ukrainian].
Rostami M, Mansouritorghabeh H. D-dimer level in COVID-19 infection: a systematic review. Expert Review of Hematology. 2020;13(11):1265-75. DOI: 10.1080/17474086.2020.1831383. PMID: 33291439.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.