Rationale: An important element of antiviral defense in the pathophysiology of COVID-19 is the innate cell immunity including polymorphonuclear neutrophils prone to netotic transformation. Neutrophils can be not only a marker of acute infection, but, being a source of neutrophil extracellular traps (NET), can play a key role in the development of thrombotic complications leading to acute respiratory insufficiency in COVID-19.
Aim: To determine the diagnostic and prognostic value of NET levels in patients with COVID-19.
Materials and methods: We monitored NET levels in peripheral blood of 34 patients with COVID-19 (mean age, 67 ± 15.8 years), admitted to MONIKI hospital. The control group consisted of 54 healthy volunteers (mean age, 52 ± 11.5 years). Whole blood samples of 2 pL each were used for the preparation of monolayer smears (Giemsa stain) and calculation of at least 200 cell structures including native intact and transformed neutrophils (MECOS-C2 microscope, Medical computer systems).
Results: Patients with COVID-19 had higher NET levels, compared to those in healthy controls: 14.5% (2.9-28.6%) vs. 5.0% (1.8-11.9%, p < 0.0001). The patients who were on non-invasive respiratory support (23.5%) had a NET level of 12% (8.122.3%), whereas those on invasive mechanical ventilation (17.6%) had a 1.5-fold higher NET level of 17.9% (12.3-28.2%) (p < 0.05). In the patients who died (11.8% of the cases), the NET level amounted to 19% (16.5-26%, p < 0.05). Monitoring of blood NET levels was performed in 9 patients from the day of admittance to the day of their transfer to the intensive care unit / discharge / death. It was shown that a decrease of NET levels mirrors an improvement of the patient's clinical condition and efficacy of his/hers treatment. On the opposite, an increase of NET levels can indicate a deterioration and risk of unfavorable course.
Conclusion: We have identified some pathophysiological mechanisms in COVID-19, related to the neutrophil compartment. Patients with coronavirus infection are characterized by high NET levels which is at least 3-fold higher than that in healthy volunteers. This indicates an abnormality in immune host defense and development of an inadequate inflammatory response. An increase of NET in whole blood smears of more than 16% can be a criterion of an unfavorable prognosis of the disease course and the risk of death.
Актуальность. В патогенезе COVID-19 важным элементом противовирусной защиты выступает врожденный клеточный иммунитет, включающий в том числе полиморфноядерные нейтрофилы, склонные к нетозной трансформации. При этом нейтрофилы не только служат маркером острой инфекции, но и, будучи источником нейтрофильных внеклеточных ловушек (НВЛ), играют ключевую роль в развитии тромботических осложнений, приводящих к острой дыхательной недостаточности при COVID-19.
Цель - установить диагностическое и прогностическое значение уровня внеклеточных нейтрофильных ловушек у пациентов с COVID-19.
Материал и методы. Проведен мониторинг уровня НВЛ периферической крови у 34 пациентов с COVID-19 (средний возраст 67 ± 15,8 года), госпитализированных в ГБУЗ МО МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского. Контрольную группу составили 54 практически здоровых добровольца (средний возраст 52 ± 11,5 года). Из 2 мкл цельной крови готовили мазки по типу «монослой», окрашивали по Романовскому - Гимзе и с помощью системы автоматического микроскопа МЕКОС-Ц2 (ООО «Медицинские компьютерные системы (МЕКОС)») подсчитывали массив не менее 200 клеточных структур, включающий нативные неразрушенные и трансформированные нейтрофилы.
Результаты. У пациентов с COVID-19 зарегистрирован высокий уровень НВЛ - 14,5% (2,9-28,6%) против 5,0% (1,8-11,9%) в контрольной группе (p < 0,0001). 23,5% больных, получавших простую респираторную поддержку, продемонстрировали уровень НВЛ 12% (8,1-22,3%), тогда как у 17,6% пациентов, которые были подключены к искусственной вентиляции легких, уровень НВЛ оказался в 1,5 раза выше - 17,9% (12,3-28,2%) (p < 0,05). В 11,8% случаев с летальным исходом уровень НВЛ достигал 19% (16,5-26%) (p < 0,05). Мониторинг уровня НВЛ в крови 9 больных от момента поступления до момента перевода в отделение реанимации и интенсивной терапии/выписки или смерти показал, что снижение уровня обнаруженных НВЛ отражает улучшение клинического состояния и эффективность проводимой терапии. Рост уровня НВЛ, напротив, может свидетельствовать об ухудшении и риске негативного развития событий.
Заключение. Выявлены некоторые патофизиологические механизмы развития COVID-19, связанные с компартментом нейтрофилов. Установлено, что для больных с коронавирусной инфекцией характерно наличие высокого уровня НВЛ, который в 3 раза и более превышает показатели практически здоровых добровольцев и свидетельствует о сбое иммунных механизмов защиты и развитии неадекватного воспалительного ответа. Повышение нейтрофильных внеклеточных ловушек в мазках цельной крови более 16% может служить критерием негативного прогноза течения заболевания и риска летального исхода.