Нейтрофильные внеклеточные ловушки: значение для диагностики и прогноза COVID-19

Обложка


Цитировать

Полный текст

Аннотация

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.

Об авторах

Д. В. Кассина

ГБУЗ МО Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0002-6759-9121

Кассина Дарья Валерьевна - научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории.

129110, Москва, ул. Щепкина, 61/2

Россия

И. А. Василенко

ГБУЗ МО Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского; ФГБОУ ВО Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)

Автор, ответственный за переписку.
Email: vasilenko0604@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6374-9786

Василенко Ирина Анатольевна - доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского; профессор кафедры прикладной математики и программирования, РГУ им. А.Н. Косыгина.

115035, Москва, ул. Садовническая, 33/1, Тел.: +7 (495) 951 54 97

Россия

А. С. Гурьев

ГБУЗ МО Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского; Медтехнопарк, ООО

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-8823-7819

Гурьев Александр Сергеевич - PhD, старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского; научный сотрудник Медтехнопарк.

129110, Москва, ул. Щепкина, 61/2; 117292, Москва, ул. Профсоюзная, 8-2-383

Россия

А. Ю. Волков

Медтехнопарк, ООО

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0001-5110-553X

Волков Алексей Юрьевич - кандидат физико-математических наук, генеральный директор.

117292, Москва, ул. Профсоюзная, 8-2-383

Россия

В. Б. Метелин

ГБУЗ МО Московский областной научно-исследовательский клинический институт им. М.Ф. Владимирского; ФГБОУ ВО Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)

Email: fake@neicon.ru
ORCID iD: 0000-0003-0600-5729

Метелин Владислав Борисович - кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник научноисследовательской лаборатории МОНИКИ им. М.Ф. Владимирского; доцент кафедры философии, манусологии и теологии РГУ им. А.Н. Косыгина.

129110, Москва, ул. Щепкина, 61/2; 115035, Москва, ул. Садовническая, 33/1

Россия

Список литературы

  1. Li H, Liu Z, Ge J. Scientific research progress of COVID-19 / SARS-CoV-2 in the first five months. J Cell Mol Med. 2020;24(12):6558-70. doi: 10.1111/jcmm.15364.
  2. Heffernan DS, Evans HL, Huston JM, Clar-idge JA, Blake DP, May AK, Beilman GS, Barie PS, Kaplan LJ. Surgical Infection Society Guidance for Operative and Peri-Operative Care of Adult Patients Infected by the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2 (SARS-CoV-2). Surg Infect (Larchmt). 2020;21(4):301-8. doi: 10.1089/sur.2020.101.
  3. Leisman DE, Deutschman CS, Legrand M. Facing COVID-19 in the ICU: vascular dysfunction, thrombosis, and dysregulated inflammation. Intensive Care Med. 2020;46(6):1105-8. doi: 10.1007/s00134-020-06059-6.
  4. Sun X, Wang T, Cai D, Hu Z, Chen J, Liao H, Zhi L, Wei H, Zhang Z, Qiu Y, Wang J, Wang A. Cytokine storm intervention in the early stages of COVID-19 pneumonia. Cytokine Growth Factor Rev. 2020;53:38-42. doi: 10.1016/j.cytog-fr.2020.04.002.
  5. Vlachakis PK, Tentolouris A, Tousoulis D, Tentolouris N. Current data on the cardiovascular effects of COVID-19. Hellenic J Cardiol. 2020;61(1):46-8. doi: 10.1016/j.hjc.2020.04.001.
  6. Jackson SP, Darbousset R, Schoenwaelder SM. Thromboinflammation: challenges of therapeutically targeting coagulation and other host defense mechanisms. Blood. 2019;133(9): 906-18. doi: 10.1182/blood-2018-11-882993.
  7. Twaddell SH, Baines KJ, Grainge C, Gibson PG. The Emerging Role of Neutrophil Extracellular Traps in Respiratory Disease. Chest. 2019;156(4): 774-82. doi: 10.1016/j.chest.2019.06.012.
  8. Barnes BJ, Adrover JM, Baxter-Stoltzfus A, Borczuk A, Cools-Lartigue J, Crawford JM, DaBler-Plenker J, Guerci P, Huynh C, Knight JS, Loda M, Looney MR, McAllister F, Rayes R, Re-naud S, Rousseau S, Salvatore S, Schwartz RE, Spicer JD, Yost CC, Weber A, Zuo Y, Egeblad M. Targeting potential drivers of COVID-19: Neutrophil extracellular traps. J Exp Med. 2020;217(6):e20200652. doi: 10.1084/jem.20200652.
  9. Masuda S, Nakazawa D, Shida H, Miyoshi A, Kusunoki Y, Tomaru U, Ishizu A. NETosis markers: Quest for specific, objective, and quantitative markers. Clin Chim Acta. 2016;459:89-93. doi: 10.1016/j.cca.2016.05.029.
  10. Gur'ev A, Mosalskaia D, Lopatin A, Volkov A. Prognostic value of cellular markers in sepsis: extracellular DNA traps and platelet count relation. Intensive Care Med Exp. 2019;7 Suppl 3:55. doi: 10.1186/s40635-019-0265-y.
  11. Волков АЮ, Мосальская ДВ, Гурьев АС, авторы; ООО «Медтехнопарк», патентообладатель. Способ определения относительного количества этотически трансформированных фагоцитов. Пат. 2712179 Рос. Федерация. Опубл. 24.01.2020.
  12. Богданова ВД, Андрюков БГ, Ляпун ИН, Бынина МП. Фенотипические субпопуляции нейтрофилов: новые диагностические и иммуномодулирующие стратегии. Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2019;(1):5-10. doi: 10.5281/zenodo.2562122. [Bogdanova VD, Andryukov BG, Lyapun IN, Bynina MP.
  13. Плескова СН, Горшкова ЕН, Боряков АВ, Крюков РН. Морфологические особенности быстрого и классического нетоза. Цитология. 2019;61(9):704-12. doi: 10.1134/S0041377119090098.
  14. Papayannopoulos V. Neutrophil extracellular traps in immunity and disease. Nat Rev Immunol. 2018;18(2):134-47. doi: 10.1038/nri.2017.105.
  15. Андрюков БГ, Сомова ЛМ, Дробот ЕИ, Матосова ЕВ. Защитные стратегии нейтрофиль-ных гранулоцитов от патогенных бактерий. Здоровье. Медицинская экология. Наука. 2017;(1):4-18. doi: 10.5281/zenodo.345606.
  16. Zuo Y, Yalavarthi S, Shi H, Gockman K, Zuo M, Madison JA, Blair C, Weber A, Barnes BJ, Ege-blad M, Woods RJ, Kanthi Y, Knight JS. Neutrophil extracellular traps in COVID-19. JCI Insight. 2020;5(11):e138999. doi: 10.1172/jci.insight.138999.
  17. Tomar B, Anders HJ, Desai J, Mulay SR. Neutrophils and Neutrophil Extracellular Traps Drive Necroinflammation in COVID-19. Cells. 2020;9(6):1383. doi: 10.3390/cells9061383.
  18. Yaqinuddin A, Kashir J. Novel therapeutic targets for SARS-CoV-2-induced acute lung injury: Targeting a potential IL-1 p/neutrophil extracellular traps feedback loop. Med Hypotheses. 2020;143:109906. Epub ahead of print. doi: 10.1016/j.mehy.2020.109906.
  19. Lv D, Xu Y, Cheng H, Ke Y, Zhang X, Ying K. A novel cell-based assay for dynamically detecting neutrophil extracellular traps-induced lung epithelial injuries. Exp Cell Res. 2020;394(2): 112101. Epub ahead of print. doi: 10.1016/j.yex-cr.2020.112101.
  20. Weber AG, Chau AS, Egeblad M, Barnes BJ, Janowitz T. Nebulized in-line endotracheal dornase alfa and albuterol administered to mechanically ventilated COVID-19 patients: A case series. Preprint. medRxiv. doi: 10.1101/2020.05.13.20087734.
  21. Gupta S, Sahni V. The intriguing commonality of NETosis between COVID-19 & Periodontal disease. Med Hypotheses. 2020;144:109968. Epub ahead of print. doi: 10.1016/j.mehy.2020.109968.
  22. Seif S, Ayuna A, Kumar A, Macdonald J. Massive coronary thrombosis caused primary percutaneous coronary intervention to fail in a COVID-19 patient with ST-elevation myocardial infarction. Catheter Cardiovasc Interv. 2020:10.1002/ccd.29050. Epub ahead of print. doi: 10.1002/ccd.29050.
  23. Thierry AR, Roch B. SARS-CoV2 may evade innate immune response, causing uncontrolled neutrophil extracellular traps formation and multi-organ failure. Clin Sci (Lond). 2020;134(12): 1295-300. doi: 10.1042/CS20200531.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Кассина Д.В., Василенко И.А., Гурьев А.С., Волков А.Ю., Метелин В.Б., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах