The characteristics of peripheral blood and immune status in patients with influenza and COVID-19 co-infection

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Наиболее распространенными вирусными инфекциями являются острые респираторные вирусные инфекции [1, 2]. В последнее время серьезную медико-социальную проблему представляют новая коронавирусная инфекция и ее отдаленные последствия [3, 4]. С 2020 года в мировой Сети появлялись сведения о пациентах с COVID-19, коинфицированных гриппом [5, 6]. Большинство исследований направлено на изучение механизмов одновременного заражения SARS-CoV-2 и вирусом гриппа, а также оценку рисков летальных исходов [1, 4]. Результаты метаанализа оказались противоречивыми для разных регионов и подгрупп [1, 5, 7]. Тяжесть течения изолированных респираторных инфекций обусловлена преимущественно дисбалансом иммунной системы (гиперпродукция провоспалительных цитокинов с развитием воспаления органов и тканей) [1, 4].

ЦЕЛЬ

Изучить изменения параметров периферической крови и иммунного статуса у больных микст-инфекцией и оценить риски развития фиброза легких.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследование проведено на базе инфекционного госпиталя ГАУЗ ООКИБ и научно-исследовательского центра ОрГМУ. Критерием включения больных в исследование был положительный результат взятого из носоглотки на 3-4 день от начала заболевания ПЦР-теста на наличие SARS-CoV-2, гриппа А и гриппа В. Исследование включало лабораторные и инструментальные методы исследования (компьютерная томография легких, физикальное обследование и оценка жизненных показателей, пульсоксиметрия).

Обследовано 25 пациентов в возрасте от 23 до 72 лет с коинфекцией в острой фазе заболевания, госпитализированных в инфекционный госпиталь. Все пациенты при госпитализации подписали информированное добровольное согласие на обработку персональных данных и медицинское вмешательство.

В ходе обследования были определены следующие группы. Группа 1 – контрольная (использованы нормативные значения иммунологических показателей, разработанные в проблемной лаборатории по изучению механизмов естественного иммунитета ОрГМУ). Группа 2 – пациенты молодого и среднего возраста с коинфекцией (N=12). Группа 3 – пациенты пожилого возраста с коинфекцией (N=13). Группа 4 – пациенты с изолированным течением COVID-19.

У всех обследованных определены маркеры клеточного иммунитета (CD-3, CD-4, CD-8, CD-19) методом иммунофлюоресценции с использованием моноклональных антител фирмы «Сорбент» (Москва); фагоцитарный показатель и фагоцитарный индекс по отношению к St.aureus, метаболическая активность сегментоядерных нейтрофилов в спонтанной и индуцированной реакции с нитросиним тетразолием (HCT-тест); уровень иммуноглобулинов классов А, М, G в реакции иммунодиффузии, а также содержание циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) в реакции преципитации с полиэтиленгликолем, цитокины IL-6, IL-8, TGF-β, FNO-α методом ИФА на тест-системах фирмы «Вектор Бест». Статистическая обработка полученных результатов проведена с использованием компьютерной программы Statistica 10.0. Оценка значимости изменений проводилась при помощи U-критерия Манна – Уитни.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Средний возраст пациентов составил 51,4 года. Отмечается, что в группе лиц молодого и среднего возраста преобладают мужчины 58% (7 пациентов), в группе же пожилого возраста преобладали женщины 69% (8 пациентов). Наблюдение по возрасту в группах наблюдения представлено на рисунке 1.

 

Рисунок 1. Распределение пациентов с коинфекцией по возрасту.

Figure 1. Distribution of patients with coinfection by age.

 

Таким образом, в возрасте от 17 до 20 лет было 2 пациента (8%), в группе 21–35 лет – 4 пациента (16%), 36–55 (60) лет – 7 пациентов (28%), от 56 лет женского пола и 61 года мужского пола до 75 лет включительно – 12 пациентов (48%).

Больше половины пациентов имели хронические заболевания (18 человек, из них 8 женщин, 10 мужчин). Среди заболеваний преобладали патология сердечно-сосудистой системы (13), дыхательной системы (4), а также ожирение (12) и сахарный диабет (5). Зачастую пациенты имели сочетанную сопутствующую патологию. Среди пациентов второй группы регистрировалось ожирение у двух пациентов. Наблюдения по коморбидному фону представлены на рисунке 2.

 

Рисунок 2. Характеристика сопутствующих заболеваний у обследуемых.

Figure 2. Characteristics of concomitant diseases in the subjects.

 

Полученные данные совпадают с опубликованными данными зарубежных ученых, где авторы отнесли заболевания сердечно-сосудистой, дыхательной систем, а также эндокринные нарушения к одному из рисков развития коинфекции [3, 7].

 

Таблица 1 / Table 1

Показатели клинического анализа крови и иммунной системы контрольной группы, пациентов с коинфекцией, пациентов с COVID-19

Indicators of clinical analysis of blood and immune system in the control group, patients with coinfection, patients with COVID-19

Показатели	Группа 1 (контроль)	Группа 2 (N=12)	Группа 3 (N=13)	Группа 4 (N=17)
L, 109/л	6 [5, 15; 7, 25]	6,75 [5, 6; 8, 1]	6,8 [5, 4; 8, 76]	8,05 [7, 65; 10, 83]
Лимф, %	36 [33; 38]	39 [27, 3; 45]	10 [5, 4; 17, 3] ↓	11 [9; 14] ↓
Лимф, абс.	2,142 [1, 902; 2, 597]	2,814 [1, 7; 2, 9]	0,8 [0, 237; 0, 935] ↓	1,028 [0, 641; 1, 406]
CD 3, %	62 [60; 66]	56,5 [34; 58]	40 [35; 57] ↓	46 [39; 54] ↓
CD 3, абс.	1,339 [1, 146; 1, 609]	1,571 [0, 941; 1, 711]	0,37 [0, 23; 0, 45] ↓	0,50 [0, 16; 0, 715] ↓
СD 4, %	43 [39; 46]	42,5 [32; 48]	37 [31; 45] ↓	36 [30; 41] ↓
CD 4, абс.	0,841 [0, 752; 1, 049]	0,973 [0, 3; 1, 4] ↑	0,362 [0, 12; 0, 47] ↓	0,37 [0, 19; 0, 56] ↓
CD 8, %	24 [22; 27]	20 [12, 5; 25]	20 [10, 6; 25]	32 [25; 34] ↑
CD 8, абс.	0,514 [0, 421; 0, 651]	0,498 [0, 1; 0, 5]	0,129 [0, 1; 0, 5] ↓	0,292 [0, 19; 0, 475]
CD 19, %	15 [11; 16]	24 [14; 26, 25] ↑	24 [13, 65; 27] ↑	15 [12; 21]
CD 19, абс.	0,29 [0, 24; 0, 36]	0,447 [0, 1; 0, 5] ↑	0,23 [0, 1; 0, 37]	0,15 [0, 11; 0, 21]
ФП, %	59 [52; 67]	43 [30, 8; 47]	33 [27; 41] ↓	33 [26; 37] ↓
ФИ, усл. Ед.	3,6 [3, 3; 4, 1]	5,8 [3, 5; 6, 7]	4,95 [ 3, 1; 5, 9]	3,8 [3, 5; 3, 9]
HCT спонт., %	5,8 [4, 9; 6, 6]	2,7 [0, 7; 4] ↓	3,8 [1, 2; 6, 5] ↓	1,2 [0, 7; 2, 3] ↓
HCT стим., %	37,2 [31, 6; 42, 8]	6 [1, 5; 7, 5] ↓	5,8 [4, 3; 6, 5] ↓	44,2 [37, 8; 45, 4]
ЦИК, ЕД.	69 [64; 74]	201 [127, 3; 353] ↑	51 [37, 1; 83]	178 [97; 393] ↑
IgA, г/л	1,9 [1, 76; 2, 04]	4,93 [1, 8; 5, 1] ↑	1,37 [1, 13; 3, 95]	2,53 [2, 15; 3, 03]
IgM, г/л	1,34 [1, 25; 1, 64]	0,6 [0, 2; 0, 8] ↓	0,3 [0, 1; 0, 6] ↓	1,31 [1, 13; 1, 31]
IgG, г/л	12,56 [11, 04; 14, 52]	13,59 [3, 4; 14, 7]	1,5 [0, 7; 6, 1] ↓	10,56 [8, 94; 15, 68]

Примечания: жирным шрифтом выделены показатели, достоверно (p<0,05) отличающиеся от нормативных значений.

 

Согласно данным метанализа, необходимость в ИВЛ в группах с коморбидным фоном была выше в 2,31 раза, а риск госпитализации в отделение реанимации интенсивной терапии – в 2,09 раза выше, чем у пациентов только с COVID-19 [1, 5]. Среди исследуемых второй и третьей групп тяжелых форм течения коинфекции не наблюдалось.

Анализ полученных данных показал, что все обращения приходились в среднем на 3,5±0,5 дня от начала заболевания. Все случаи коинфекции имели следующие характерные клинические особенности: повышение температуры тела в пределах 38,5 в течение трех дней, типичные катаральные проявления с поражением верхних дыхательных путей. Всем пациентам было проведено КТ-исследование легких. Лишь у 16% обследуемых были зафиксированы изменения в легочной ткани, характерные для вирусно-бактериальной пневмонии. Уровень оксигенации при проведении пульсоксиметрии, а также аускультативная картина легких были в пределах нормы. При проведении ПЦР-исследования отделяемого из носоглотки выявлены положительные результаты SARS-CoV-2 и грипп В у 92%, у 8 % SARS-CoV-2 и H1N1. Достоверно важных различий в изменениях клинико-иммунологических параметров у пациентов с гриппом В и H1N1 не выявлено. Изменения в биохимическом анализе крови выявлены только у пациентов с осложненным течением инфекции в виде повышения ферритина 326 нг/мл, фибриногена 5,1 г/л, в клиническом анализе крови ускоренное СОЭ 71 мм/ч.

 

Таблица 2 / Table 2

Характеристика показателей цитокинов в сыворотке крови в острый период инфекционных заболеваний

Characteristics of cytokine indices in blood serum in the acute period of infectious diseases

Показатели	Норма (пг/мл, нг/мл)	Группа 2	Группа 3	Группа 4
IL-6	Не >10 пг/мл	1,2 [0, 7; 4, 1]	1,3 [0, 6; 4, 3]	80,5 [59, 8;119, 6] ↑
IL-8	Не >10 пг/мл	11,7 [7, 1;16, 4] ↑	15,1 [14, 3; 20, 9] ↑	21,4 [5, 91; 27, 7] ↑
FNO-α	Не >6 пг/мл	4,7 [2, 1; 5, 8]	3,1 [2, 7; 6, 1]	3,85 [1, 01; 6, 85]
TGF-β	До 36 нг/ мл	5,99 [0, 6; 11, 6]	68,3 [47, 5; 92, 3] ↑	43,5 [37, 2; 61, 7] ↑

Примечания: жирным шрифтом выделены показатели, достоверно (p<0,05) отличающиеся от нормативных значений.

 

При оценке иммунологических параметров крови следует отметить стереотипные изменения в третьей и четвертой группах. В обеих группах выявлены лимфопения, как относительных и абсолютных значений в третьей группе, так и изолированно относительных значений в четвертой группе. Отмечается достоверное повышение уровня IL-8 при коинфекции и COVID-19, что объясняет выраженный катаральный синдром при респираторных инфекциях. Эти показатели сходны у групп разного возраста. Выраженные изменения выявлены в третьей и четвертой группах при оценке цитокинов (IL-6, FNO-α, TGF-β). Содержание моноцитов, базофилов и эозинофилов существенно не поменялось у обследуемых по сравнению с контрольной группой.

Выявлено достоверное уменьшение относительного и абсолютного количества зрелых Т-лимфоцитов (CD-3) у больных третьей и четвертой групп. При этом отмечались увеличение абсолютного и относительного количества хелперов СD-4 у пациентов второй группы и увеличение В-лимфоцитов CD-19 у пациентов второй и третьей групп. Прирост цитотоксических В-лимфоцитов выявлен только у пациентов с изолированным течением COVID-19.

Важным фактором является снижение фагоцитарного показателя лишь у пациентов третьей и четвертой групп при неизменном фагоцитарном индексе. Вразрез отмечено снижение спонтанного HCT-теста у всех обследованных групп.

Таким образом, у пожилых пациентов с коинфекцией наравне с пациентами с изолированным течением COVID-19 выявлена супрессия параметров клеточного иммунитета, в первую очередь Т-системы иммунитета. У молодых пациентов и пациентов среднего возраста отмечались разнонаправленные изменения параметров клеточного иммунитета при коинфекции гриппа и COVID-19.

При оценке гуморального иммунитета установлено повышение уровня иммуноглобулина А (IgA) у пациентов второй и четвертой групп при неизменном содержании уровня IgM и G. Содержание ЦИК превышает две нормы в этих группах. У пациентов третьей группы изменений со стороны гуморального иммунитета и ЦИК не отмечено.

При оценке цитокинов отмечается повышение различных групп белков в зависимости от нозологии. Так, у пациентов с изолированным течением COVID-19 выявлено сочетанное повышение IL-6, IL-8, TGF-β, что вместе с нарушением баланса Th1/Th2 дает неблагоприятный прогноз и свидетельствует в пользу развития хронических заболеваний легких. Дисбаланс цитокинов у пациентов третьей группы скорее обусловлен наличием у пациентов ХОБЛ в анамнезе жизни. Других значимых отклонений у пациентов второй группы со стороны цитокинов не выявлено. С учетом имеющихся данных можно предположить, что при сочетанных вирусных инфекциях в отличие от изолированных риск развития фиброзных изменений в легких минимален.

Обсуждая результаты, необходимо отметить, что если в организме не происходит выработки специфического иммунного ответа против вируса, то будет наблюдаться постоянное усиление неспецифического воспалительного ответа, приводящее к обширному повреждению ткани и усугубляющее инфекцию. Несмотря на различную нозологию, возраст пациентов, у большинства обследованных выявились стереотипные изменения иммунологических показателей. Выраженные изменения со стороны CD-3 наблюдались как под влиянием SARS-CoV-2, так и при коинфекции, но у пожилых пациентов. Следует считать важным отсутствие тяжелых клинических форм у пациентов с коинфекцией, что в целом совпадает с литературными данными [4, 7]. Снижение фагоцитарной активности у пациентов третьей группы обусловлено обострением хронических заболеваний. Напротив, увеличение ЦИК во второй и четвертой группах может быть объяснено развитием аутоиммунных реакций, индуцированных действием вируса с повреждением тканей и запуском процессов ангиогенеза. О риске развития фиброза свидетельствует повышение IL-6, TGF-β у пациентов с изолированным течением коронавирусной инфекции уже на ранних сроках заболевания, чего нельзя отметить у пациентов с коинфекцией независимо от возраста и сопутствующей патологии. В целом изменения, возникшие у пациентов из третьей группы, объясняются уже имеющимися особенностями организма.

Лечение проводилось с учетом сочетанной нозологии и симптомов, имеющихся на момент заболевания.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Несмотря на явное отсутствие интоксикационного синдрома и других проявлений тяжелого инфекционного процесса, характер изменений параметров иммунитета у пациентов с коинфекцией обусловливает развитие адекватного противовирусного иммунитета, чего нельзя сказать об иммунитете у пациентов с изолированным течением COVID-19 в период разгара заболевания. Изменений иммунитета, происходящих при коинфекции в острый период заболевания, недостаточно для развития фиброзных изменений в легких. Изучение данного вопроса необходимо продолжить в динамике заболевания для оценки рисков отдаленных последствий. Возможность обнаружения вирусов гриппа у пациентов с COVID-19 может поменять стратегию лечения и подавления реакций цитокинового шторма у пациентов в критическом состоянии.

About the authors

Yana A. Safronova

Orenburg State Medical University

Email: charkina.ya@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3949-6851

a postgraduate student of the Epidemiology and Infectious Diseases Department

Russian Federation, Orenburg

Aleksandr S. Pankov

Orenburg State Medical University

Author for correspondence.
Email: aspan751@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4994-6633

PhD, Associate professor, Head of the Epidemiology and Infectious Diseases Department, Director of the Research Center

Russian Federation, Orenburg

References

Supplementary files