ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Изменение содержания цитокинов семейства IL1 в крови больных эссенциальной гипертензией после COVID-19

О. А. Радаева1, А. С. Симбирцев2, Ю. А. Костина1, М. С. Искандярова1, С. В. Машнина1, Д. Д. Бесшейнов, Е. В. Негоднова1, В. В. Куляпкин1
Информация об авторах

1 Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева, Саранск, Россия

2 Государственный научно-исследовательский институт особо чистых биопрепаратов Федерального медико-биологического агентства, Санкт-Петербург, Россия

Для корреспонденции: Ольга Александровна Радаева
ул. Ульянова, д. 26а, г. Саранск, 430020; ur.liam@demaveadar

Информация о статье

Вклад авторов: О. А. Радаева — разработка дизайна исследования, анализ результатов, оформление рукописи; А. С. Симбирцев — формулирование цели исследования, итогового варианта рукописи; Ю. А. Костина — проведение лабораторных исследований, оформление рукописи; М. С. Искандярова — работа с литературой, работа над первым вариантом рукописи; С. В. Машнина — работа с литературой, наблюдение за пациентами; Д. Д. Бесшейнов — статистическая обработка данных; Е. В. Негоднова — работа над первым вариантом рукописи; В. В. Куляпкин — статистическая обработках данных за 6 месяцев наблюдения.

Соблюдение этических стандартов: исследование одобрено этическим комитетом Мордовского государственного университета имени Н. П. Огарева (протокол № 12 от 14 декабря 2008 г. и протокол № 85 от 27 мая 2020 г.) и проведено в соответствии с требованиями положений Хельсинкской декларации ВМА (2013 г.) и протокола Конвенции Совета Европы о правах человека и биомедицине (1999) с учетом дополнительного протокола к Конвенции по правам человека и биомедицине в области биомедицинских исследований (2005). Все пациенты подписали добровольное информированное согласие.

Статья получена: 19.05.2021 Статья принята к печати: 02.06.2021 Опубликовано online: 07.06.2021
|

В период пандемии усилия медицинских работников и исследователей в большей степени направлены на борьбу с непосредственным уровнем инфицирования SARS-CoV-2 и снижением острой смертности, но все чаще появляются данные о значимости изучения «пролонгированного COVID-19» [1]. Важно учитывать отдаленные эффекты SARS-CoV-2, реализуемые через дисбаланс цитокин-опосредованных векторов, определяющих прогрессирование ряда сердечнососудистых заболеваний в постинфекционном периоде с увеличением риска развития осложнений [2, 3]. Описаны данные, демонстрирующие связь между различными ОРВИ и повышением частоты сердечно-сосудистых осложнений в последующий временной период [4, 5]: до четырехкратного увеличения в первые 30 дней и полуторакратного увеличения спустя годы, особенно у лиц с артериальной гипертензией (АГ) [6]. Длительные наблюдения за пациентами с SARS-CoV-2 указывают на формирование сердечно-сосудистых осложнений и изменение метабиомики в постинфекционном периоде, но эти данные ограничены и требуют пересмотра в аспекте SARS-CoV-2. В дополнение к выводам о том, что лица с АГ могут быть более восприимчивы к COVID-19 и характеризоваться более тяжелым течением [7, 8], в литературе также описано, что SARS-CoV-2инфицирование может выступить триггером как для прогрессирования ранее существующего, так и для инициации иного патологического процесса [3].

Понимание связи между COVID-19 и хроническими заболеваниями имеет важное значение для ведения пациентов с коморбидными состояниями в постинфекционном периоде. Механизм патогенетического утяжеления в системе SARS-CoV-2 и эссенциальной гипертензии (ЭАГ) носит более сложный характер, чем взаимодействие на уровне ACE2. В связи со значимостью цитокин-опосредованных векторов в патогенезе ЭАГ высока вероятность, что после перенесенного COVID-19 происходит изменение принципов иммунного регулирования, ассоциированных с прогрессированием гипертонии. Иммунная система наравне с дыхательной является мишенью для SARS-CoV-2 [9], но на данный момент ограничена информация о динамике иммунорегуляторных пептидов в постковидном периоде. COVID-19 новое инфекционное заболевание, что объясняет заявления научного сообщества о значимости получения большей информации как об отдаленных осложнениях у пациентов с хроническими неврологическими, сердечно-сосудистыми заболеваниями после SARS-CoV-2-инфицирования, так и о роли иммунорегуляторных пептидов в их патогенезе [10]. Представители семейства IL1 (IL1β, IL1α, IL1ra, IL18, IL18BP, IL37), задействованные в развитии COVID-19 [1, 1112], выступают значимыми факторами прогрессирования эндотелиальной дисфункции и ремоделирования сосудистой стенки, как через изменения баланса в системе вазопрессоров и вазодилататоров, так и за счет перепрограммирования синтеза матриксных металлопротеаз [1315]. 

Целью исследования стал анализ динамики содержания представителей семейства IL1 (IL1β, IL1α, IL1ra, IL18, IL18BP, IL37) в сыворотке периферической крови больных ЭАГ через 10, 30 и 180 дней после перенесенной COVID-19 для определения цитокин-опосредованных звеньев потенциального прогрессирования ЭАГ в постинфекционный период.

ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ

Анализируемые данные получены в рамках третьего этапа проспективного открытого нерандомизированного исследования «Цитокины в патогенезе и диагностике ЭАГ», начатого в 2008 г. В ходе работы были сформированы четыре группы пациентов из базы данных лиц с ЭАГ II стадии (402 человека), которые находятся под наблюдением 10 (7,5–12,3) лет (комплексное функциональное, клиникобиохимическое обследование с анализом содержания 32 цитокинов проводили в 2008, 2013, январе-феврале 2020 гг.): группа 1 пациенты с ЭАГ II стадии после COVID-19 без пневмонии; группа 2 пациенты с ЭАГ II стадии с SARS CoV-2-ассоциированной пневмонией в анамнезе; группа 3 лица без ЭАГ, после COVID-19 без пневмонии; группа 4 лица без ЭАГ, с SARS-CoV-2-ассоциированной пневмонией в анамнезе (группы 3 и 4 набраны из условно здоровых лиц (без гипертензии), которые длительно наблюдаются (154 человека) в рамках исследования и сопоставимы по возрасту, основным клиникобиохимическим характеристикам). Критерии включения: ЭАГ II стадии; сопоставимая гипотензивная терапия перед SARS-CoV-2-инфицированием (и-АПФ и/или тиозидные диуретики); возраст 60–65 лет; сопоставимые до SARSCoV-2-инфицирования показатели общего холестерина, липопротеидов, триглицеридов, глюкозы; обхват талии для мужчин менее 102 см, для женщин менее 88 см, ИМТ < 25 кг/м2. Критерии исключения: ассоциированные клинические состояния в анамнезе на момент начала третьего этапа исследования (острое нарушение мозгового кровообращения (ОНМК), инфаркт миокарда (ИМ), стенокардия, коронарная реваскуляризация), почечная недостаточность, сахарный диабет 1-го или 2-го типа, аутоиммунные, аллергические заболевания, симптоматическая артериальная гипертензия, алкогольная/наркотическая зависимость, курение, отказ пациента от долгосрочного участия в исследовании. Группу сопоставления составили условно здоровые лица с систолическим артериальным давлением (САД) 100–130 мм рт. ст. и диастолическим артериальным давлением (ДАД) 70–89 мм рт. ст.

Важным аспектом дизайна представленной работы является наличие данных о цитокиновом статусе включенных в исследование пациентов в период до SARSCoV-2-инфицирования (январь–февраль 2020 г.).

Диагноз COVID-19 был выставлен в соответствии с актуальными временными клиническими рекомендациями по профилактике, диагностике и лечению новой коронавирусной инфекции 2019 (COVID-19) с учетом результатов ПЦР (здесь и далее на наличие РНК SARS CoV 2) и выявления иммуноглобулинов класса M и класса G к SARS CoV 2 в динамике. У пациентов зарегистрировано два клинических варианта: ОРВИ или пневмония без дыхательной недостаточности (легкое или среднетяжелое течение). Пациенты получали сопоставимую терапию в соответствии с клиническими рекомендациями, актуальными на момент проведения терапии (май–октябрь 2020 г.). Через 10, 60, 180 дней после двух отрицательных результатов ПЦР проводили забор крови в 8.00 натощак. Кровь центрифугировали, отделяли сыворотку и хранили в маркированных пробирках при температуре –30° С не более 45 суток. Уровни IL1β, IL1α, IL1ra, IL18, IL18 BP, IL37 определяли методом ИФА на базе лаборатории кафедры иммунологии, микробиологии, вирусологии (микробиологическая и иммунологическая лаборатория, лицензия № 13.01.04. 0001. Л.000005.06.11, бессрочная) сертифицированные специалисты на иммуноферментном анализаторе «Personal Lab TM» (Adaltis; Италия). Используемые тест-системы обладали достаточной чувствительностью и специфичностью: IL1β (eBioscience (Bender MedSystems), диапазон измерения 0,3–250 пг/мл; IL1α (eBioscience (Bender MedSystems), диапазон измерения 1,06–100,0 пг/мл.; IL1ra (eBioscience (Bender MedSystems), диапазон измерения 30–7000 пг/мл; IL18 (eBioscience (Bender MedSystems), диапазон 9–5000 пг/мл; IL18BP (R&D Systems, USCN Life Science), диапазон  0,51–100 нг/мл); IL37 (Fine Biotech), диапазон 31,2– 2000 пг/мл.

Ежемесячно проводили телефонный опрос для выявления факта развития сердечно-сосудистых осложнений с последующей верификацией информации в медицинском учреждении, курирующем пациента.

Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программы Statistica 13.5 (StatSoft; США). Данные представляли в виде медианы (Ме) и перцентилей (Q0,25–Q0,75). Распределение данных отличалось от распределения Гаусса–Лапласа, поэтому при сравнении зависимых выборок использовали критерий Уилкоксона, при сравнении несвязанных выборок критерий Манна–Уитни. 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

У пациентов с ЭАГ II стадии в период до SARS-CoV-2инфицирования были характерны более высокие уровни в сыворотке периферической крови IL1β, IL1α, IL18, IL18BP, IL37, чем у условно здоровых лиц (р < 0,001) (табл. 1 и табл. 2). После перенесенного COVID-19 у больных с ЭАГ II стадии зарегистрированы иные количественные и качественные показатели, отражающие динамику изменения содержания в крови IL1β, IL1α, IL1ra, IL18, IL18BP, IL37, по сравнению с больными после SARS-CoV-2-инфицирования, но без ЭАГ. Так, у лиц с ЭАГ II стадии вне зависимости от формы COVID-19 (с пневмонией или без пневмонии) через 10 дней после второго отрицательного результата ПЦР обнаружены более высокие уровни провоспалительных представителей семейства IL1 (IL1β, IL1α) по сравнению с периодом до инфицирования (р < 0,001; см. табл. 1). У больных без гипертензии данная закономерность была характерна только для лиц с SARS-CoV-2-ассоциированной пневмонией, при этом нормализация содержания IL1β, IL1α (достижение уровней до инфицирования) в крови у данной категории пациентов происходила к 30-му дню после выздоровления с сохранением и через 6 месяцев (см. табл. 2). В группе больных с ЭАГ также регистрируется снижение IL1β, IL1α по сравнению с данными от 10-го дня после выздоровления, но без достижения уровней периода до инфицирования в группе больных с ЭАГ и SARS-CoV2-ассоциированной пневмонией в анамнезе. Важно отметить повторный рост IL1β, IL1α в крови пациентов с ЭАГ (вне зависимости от пневмонии в анамнезе) через 180 дней после отрицательного результата ПЦР по сравнению с данными периода до инфицирования и 30-го дня после лабораторного выздоровления (отрицательный результат ПЦР; см. табл. 1). При анализе индивидуальных показателей выявлено, что тенденция увеличения IL1α к концу 6-го месяца сформировалась, в первую очередь, за счет роста в группе женщин с ЭАГ (у женщин увеличение на 79% (75% ДИ [61–87]) в сравнении с данными через месяц, у мужчин на 32% (75% ДИ [12–44]) соответственно; р < 0,001). Особенностей динамики изменения уровня IL1β в зависимости от половой принадлежности не выявлено. При этом рост провоспалительных IL1β, IL1α в постинфекционном периоде в группе пациентов с ЭАГ и COVID-19 без пневмонии происходит на фоне увеличения противовоспалительного IL1ra, что совпадает с закономерностями в группе больных без гипертензии. Больных с ЭАГ и COVID-19 с пневмонией характеризует увеличение IL1β, IL1α без повышения концентрации в крови естественного антагониста IL1ra (см. табл. 1).

Анализ динамики уровней IL18 и IL18 BP показал, что пациенты с ЭАГ II стадии вне зависимости от формы COVID-19 (c пневмонией или без пневмонии) через 10 дней после отрицательного результата ПЦР имели повышенный уровень IL18 в сыворотке крови по сравнению с данными «доинфекционного» периода (р < 0,001), и данная закономерность сохранялась через 30 и 180 дней (см. табл. 1). Важно отметить, в группе пациентов с ЭАГ и без пневмонии в анамнезе рост IL18 сопровождался увеличением IL18 BP (р < 0,001), которое сохранялось и через 30 и через 180 дней после лабораторного выздоровления, в группе с ЭАГ и пневмонией в анамнезе компенсаторного повышения содержания IL18 BP в постинфекционном периоде не выявлено (р < 0,05). Определено также, что у лиц с ЭАГ II стадии и COVID-19 без пневмонии в анамнезе через 180 дней после отрицательного результата ПЦР были достоверно более высокие уровни IL37 по сравнению как с «доинфекционным периодом» (р < 0,001), так и с показателями пациентов с ЭАГ II стадии и COVID-19 с пневмонией в анамнезе (р < 0,001). У больных без ЭАГ, перенесших COVID-19 без вовлечения в патологический процесс легких, изменения содержания IL18, IL18 BP и IL37 при сравнении «доинфекционного» и «постинфекционного» периодов выявлено не было (р < 0,05). В группе с SARS-CoV-2-ассоциированной пневмонией, но без ЭАГ на 10-й день после отрицательного результата ПЦР в сыворотке крови повышался уровень IL18 и IL18 BP (р < 0,001) по сравнению с данными до SARS-CoV-2-инфицирования, но с возвращением к «доинфекционному» уровню через 30 дней (см. табл. 2). Динамика IL37 в группе без ЭАГ в постинфекционном периоде не зарегистрирована (р < 0,05).

Сопоставление цитокиновых показателей пациентов с SARS-CoV-2-ассоциированной пневмонией на фоне ЭАГ II стадии и больных с ЭАГ и COVID-19 без пневмонии в «доинфекционном» периоде показало, что больные с ЭАГ и COVID-19 с пневмонией имели более выраженный рост уровней IL1α и IL18 в сыворотке периферической крови (р < 0,001) на фоне меньших концентраций IL1ra, IL18 BP и IL37 (р < 0,001) по сравнению с показателями у больных с ЭАГ и COVID-19 без пневмонии. Данная закономерность в группе без ЭАГ не выявлена.

Важно отметить, что при сопоставлении с классическими шкалами расчета риска сердечно-сосудистых осложнений при АГ пациенты были сопоставимы как до, так и после COVID-19, но за время наблюдения у восьми пациентов (мужчин) из группы ЭАГ и COVID-19 (пневмония) в период наблюдения 1–6 месяцев развились ОКС, ОНМК или ТНМК. Учитывая ограниченное число наблюдений лиц с осложнениями в постинфекционном периоде их индивидуальные данные были проанализированы отдельно: пациенты характеризовались двукратным ростом уровней IL18 в сыворотке периферической крови через 30 дней наблюдения по сравнению с доинфекционным периодом и увеличением на 50% по сравнению с данными 10-го дня (до инфицирования 410 [397–426] пг/мл; 10-й день 562 [544–681] пг/мл; 30-й день 824 [807–903] пг/мл). В группе пациентов с ЭАГ и SARS-CoV-2-ассоциированной пневмонией в анамнезе, но без сердечно-сосудистых осложнений в последующие месяцы (30–180-й дни наблюдения) отсутствовала динамика содержания IL18 к 30-му дню при сопоставлении с 10-ми сутками наблюдения). Рост IL18 при развитии осложнений в последующем периоде происходил на фоне индивидуально низкого содержания в крови IL18ВР (до инфицирования 4805 [4793–4826] пг/мл; 10-й день 4786 [4741–4798] пг/мл; 30-й день 4630 [4665–4662] пг/мл) и IL37 (до инфицирования 46,9 [46,7–47,3] пг/мл; 10-й день 44,5 [44,1–44,9] пг/мл; 30-й день 45,1 [44,6– 45,5] пг/мл), что соответствовало I квартилю при анализе распределения пациентов с учетом уровня IL18ВР и IL37 как в периоде до инфицирования, так и в дальнейшем. Отличий по другим представителям семейства IL1 при сопоставлении с пациентами без осложнений в первые 6 месяцев выявлено не было. Двое мужчин из группы ЭАГ и COVID-19 (без пневмонии) в анамнезе также перенесли ОНМК после лабораторного выздоровления в период с 1-го по 6-й месяц наблюдения и имели аналогичные особенности системы IL1 и индивидуальные качественные и количественные характеристики, отличные от таковых у лиц с ЭАГ и COVID-19 (без пневмонии) в анамнезе.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В ходе исследования получены данные о динамике изменения содержания провоспалительных представителей семейства IL1 (IL1β, IL1α, IL18) и их естественных антагонистов (IL1ra, IL18BP) у пациентов после COVID-19, которые доказывают пролонгированный характер провоспалительного иммунного ответа в постинфекционном периоде у больных с ЭАГ (сохранение отличий от уровней доинфекционного периода на протяжении 6 месяцев после лабораторного выздоровления) в сравнении с условно здоровыми лицами (восстановление цитокиновых показателей до прединфекционных уровней через 30 дней после лабораторного выздоровления у лиц с SARS-CoV-2ассоциированной пневмонией и через 10 дней у пациентов без пневмонии). Другие исследователи также обозначали значимость изменения ряда иммунорегуляторных пептидов (IL6, MCP1, IP10 и др.) у больных с COVID-19 [16] с указанием провоспалительного характера и связи с потенциальным прогрессированием сопутствующих заболеваний в дальнейшем. В связи с новым характером вируса эти данные ограничены и отсутствует информация о закономерностях с учетом прединфекционных уровней цитокинов у пациентов с COVID-19, что повышает актуальность представленной работы, анализирующей отличия содержания IL1β, IL1α, IL1ra, IL18, IL18 BP, IL37 в крови с учетом периода до SARS-CoV-2-инфицирования. Длительное сохранение повышенных концентраций провоспалительных IL1β, IL1α и IL18 в крови пациентов в постковидном периоде имеет принципиальное значение для «усиления» патогенетических линий прогрессирования гипертонии. Опубликованы данные о стимулирующих эффектах IL1β в отношении уровня ADMA (опосредованный вазопрессор за счет активации протеинаргининметилтрансферазы (PRMT) и торможения диметиларгининадиметиламиногидролаза (DDAH) [17, 18]. Кроме того, описан сигнальный путь IL1α-NF-κBCCL2, способствующий миграции иммунных клеток и закреплению процессов ремоделирования сосудистой стенки [19], что подтверждено и нашими данными [13] с обоснованием большей значимости для женщин с ЭАГ.

Необходимо отметить, что у пациентов с ЭАГ и SARS-CoV2-ассоциированной пневмонией в анамнезе увеличение IL1β и IL1α, IL18 происходит без компенсаторного роста естественных антагонистов: IL1ra и IL18BP, IL3. Согласно опубликованным данным, функциональное комплексообразование между IL37 и IL18BP происходит за счет единых рецепторных единиц IL37 с IL18ra и направлено как на нивелирование вазопрессорных эффектов IL18, так и на прямое блокирование синтеза SDMA [20, 21]. Отсутствие их роста у больных с ЭАГ после SARS-CoV-2-инфицирования на фоне повышения IL18 увеличивает вероятность реализации вазопрессорных и ремоделирующих эффектов действия в системе IL18‒IL18BP‒IL37 с потенциальным повышением риска повреждения органов-мишеней при ЭАГ (миокарда, головного мозга и др.). Данную гипотезу частично подтверждает анализ индивидуальных «кривых» изменения уровней цитокинов в сыворотке периферической крови пациентов с ОКС, ОНМК и ТНМК, которые характеризуются двукратным увеличением IL18 в крови в первый месяц наблюдения при отсутствии компенсаторного повышения IL18BP и IL37. Значимый рост IL18 у больных с ЭАГ в постковидный период может быть ключевым промежуточным звеном патогенетической цепи, посредством которого АТ II способствует реконструированию сосудов [22] со вторичным прогрессированием дисфункции левого желудочка и увеличением толщины интимы-медии сонной артерии, что является нисходящим следствием АГ и маркером будущего сердечно-сосудистого риска у пациентов [23]. Увеличение синтеза IL18 в постковидном периоде возможно и за счет активации СD147, потенциального рецептора для адгезии SARS-CoV-2 [24], являющегося индуктором м-РНК IL18 через стимуляцию сайтов связывания NF-κB и AP1 (активирующего протеина-1) с промотором гена IL18 через Rac1-опосредованную PI3K/Akt/IKK (фосфоинозитид-3-киназа/AKT/киназа IKK)-зависимую деградацию IκB-α (ингибиторного белка IκB киназа α) и MKK7/JNK (киназа MKK7/с-Jun-Nтерминальная киназа)-сопряженную активацию AP1 [25], что имеет большее патофизиологическое значение у лиц с предковидным высоким уровнем IL18/низким IL18BP‒IL37 и выявлено в нашем исследовании.

Важно отметить, что пациенты с SARS-CoV2ассоциированной пневмонией имели в сыворотке периферической крови более высокие прединфекционные уровни IL1α и IL18 на фоне меньших концентраций антагонистов: IL1ra, IL18BP и IL37, по сравнению с показателями больных с ЭАГ и COVID-19 без пневмонии, что позволяет предположить значимость содержания и отношения представленных цитокинов (цитокиновый прединфекционный статус пациента) при проникновении SARS-CoV-2 для инициации патологического процесса в ткани легкого. При этом у пациентов без ЭАГ с прединфекционными низкими уровнями IL1α и IL18 в крови отличий в зависимости от развития пневмонии не выявлено, в связи с чем можно говорить о потенциально IL1α- и IL18-опосредованных звеньях патогенеза пневмонии при COVID-19 у больных с ЭАГ и дозозависимых эффектах представленных цитокинов у данной категории больных.

ВЫВОДЫ

Результаты исследования подтверждают научную значимость изучения динамики изменения содержания представителей семейства IL1 в крови пациентов c ЭАГ и SAR-CoV-2-инфицированием в анамнезе для построения индивидуальных иммунопатогенетических схем прогрессирования гипертензии. Полученные данные актуализируют дальнейшие наблюдения для подтверждения гипотезы о роли IL18–IL18ВР в иммунопатогенезе отдаленных сердечно-сосудистых осложнений у больных с ЭАГ и COVID-19 в анамнезе. Для подтверждения гипотезы, что цитокины могут выступить прогностическими маркерами в данной клинической ситуации необходимо в дальнейшем сопоставить количественные характеристики широкого спектра цитокинов, вазоактивных веществ, функциональных показателей и провести многофакторный корреляционный анализ и выделение потенциальных независимых критериев с высоким уровнем чувствительности и специфичности в отношении риска развития сердечнососудистых осложнений. Понимание цитокин-опосредованных механизмов отдаленных сердечно-сосудистых осложнений может изменить терапевтические подходы (терапевтическую стратегию) при ведении пациентов как в острый период COVID-19, так и в постинфекционный.

КОММЕНТАРИИ (0)