ПАТОГЕНЕЗ КОРОНАВІРУСНОЇ ІНФЕКЦІЇ COVID-19
DOI:
https://doi.org/10.11603/1681-2727.2020.3.11555Ключові слова:
патогенез, патоморфологія, коронавірусна інфекція, SARS-CoV-2, COVID-19Анотація
Коронавірус SARS-CoV-2 проникає через слизові оболонки дихальних шляхів (ДШ) і ентероцити тонкої кишки за допомогою рецепторів ангіотензин перетворюючого фактора 2 (АПФ2). У найбільшій кількості АПФ2 експресується на поверхні клітин дихального тракту, особливо на альвеолоцитах І і ІІ типу, що пояснює ураження легень у інфікованих. Порушення процесу газообміну, пов’язане з ураженням альвеол і капілярів, призводить до гіпоксемії і вторинних (опосередкованих) уражень внутрішніх органів і систем. Збуднику SARS-CoV-2 сприяють протеази, які знаходяться всередині цих клітин. Активність АПФ2 обумовлена інтерфероном (ІФН), роль і дольова участь яких в інфекційному процесі вивчається. Розвиток системного васкуліту у зв’язку з тропністю глікопротеїну коронавірусів (КВ) до ендотеліоцитів, які мають рецептор АПФ2, також опосередковано призводить до патологічних змін у легенях, серці, мозку, нирках, травному каналі (ТК). У результаті ендотеліальної дисфункції та запрограмованої некротичної загибелі клітин (апоптоз і піроптоз) при COVID-19 виникає системне порушення мікроциркуляції в судинному руслі різних органів і систем, що характеризує клінічні прояви та наслідки в інфікованих. Не виключається і автоімунний механізм ураження внутрішніх органів. Зв’язування SARS-CoV-2 з рецепторами на поверхні клітин призводить до запального процесу з продукцією прозапальних цитокінів, концентрація яких може бути надзвичайно високою у вигляді так званого «цитокінового шторму», який лежить в основі гострого респіраторного дистрес-синдрому (ГРДС) і сндрому поліорганної недостатності (СПОН). Ризик летального висліду асоційований безпосередньо з високим рівнем інтерлейкіну-6 (ІЛ-6) у сироватці крові.
Через 5-7 діб від початку хвороби виникає інтерстиційна пневмонія, спочатку вогнищева, яка швидко перетворюється на зливну. Уражається система мононуклеарних фагоцитів; розвивається лімфопенія, пригнічується синтез ІФН. КВ пневмонія може ускладнитися приєднанням бактерійної флори, про що свідчить підвищення рівня прокальцитоніну в сироватці крові. Також це відбувається і при погіршенні стану хворого. Крім того, на тяжкість хвороби вказує високий рівень С-реактивного білка (СРБ), лактатдегідрогенази (ЛДГ), D-димеру, феритину тощо. Паралельно відбуваються зміни і в системі згортання крові. Знижується рівень гемоглобіну, що обтяжує гіпоксичний синдром.
Патоморфологічні зміни ГРДС включають гостру ексудативну та продуктивну фази. У першій фазі переважають ознаки дифузного альвеолярного пошкодження, гострого бронхіоліту, набряку і геморагій інтерстиційної тканини. Для продуктивної фази властиві розвиток фіброзуючого альвеоліту з організацією ексудату в просвіті альвеол і бронхіол. Також КВ інфекція може спричиняти серйозні ураження в інших внутрішніх органах і системах.
Таким чином, патоморфологічні зміни в інфікованих SARS-CoV-2 обумовлені безпосередньою дією nCoV, гіперактивністю імунної системи, високим рівнем цитотоксичності СD8+ Т-клітин, автоімунними процесами тощо.
Посилання
Tyrrell, D.A.J., & Bynoe, M.L. (1966). Cultivation of viruses from a high proportion of patients with colds. Lancet, 76-7. DOI: 10.1016/S0140-6736(66)92364-6. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(66)92364-6
Velavan, T. P., & Meyer, C. G. (2020). The COVID-19 epidemic. Tropical Medicine & International Health, 25 (3), 278. DOI: 10.1111/tmi.13383. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30937-5.
Prompetchara, E., Ketloy, C., & Palaga, T. (2020). Immune responses in COVID-19 and potential vaccines: Lessons learned from SARS and MERS epidemic. Asian Pac. J. Allergy Immunol., 38 (1), 1-9. DOI: 10.12932/AP-200220-077.
Hoffmann, M., Kleine-Weber, H., Schroeder, S., Krüger, N., Herrler, T., Erichsen, S., ... & Müller, M. A. (2020). SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. Cell. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.052. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.052
Qi, F., Qian, S., Zhang, S., & Zhang, Z. (2020). Single cell RNA sequencing of 13 human tissues identify cell types and receptors of human coronaviruses. Biochemical and Biophysical Research Communications. DOI: 10.1016/j.bbrc.2020.03.044. DOI 10.12932/AP-200220-0772. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2020.03.044
Qin, C., Zhou, L., Hu, Z., Zhang, S., Yang, S., Tao, Y., ... & Tian, D. S. (2020). Dysregulation of immune response in patients with COVID-19 in Wuhan, China. Clinical Infectious Diseases. DOI: 10.1093/cid/ciaa248. DOI: https://doi.org/10.1093/cid/ciaa248
Zhang H. (2020). Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) as a SARS-CoV-2 receptor: molecular mechanisms and potential therapeutic target. Intensive Care Medicine, 46 (4). 586-590. DOI:10.1007/s00134-020-05985-9.
Zou, X., Chen, K., Zou, J., Han, P., Hao, J., & Han, Z. (2020). Single-cell RNA-seq data analysis on the receptor ACE2 expression reveals the potential risk of different human organs vulnerable to 2019-nCoV infection. Frontiers of Medicine, 1-8. DOI: 10.1007/s11684-020-0754-0. DOI: https://doi.org/10.1007/s11684-020-0754-0
Lai, C. C., Liu, Y. H., Wang, C. Y., Wang, Y. H., Hsueh, S. C., Yen, M. Y., ... & Hsueh, P. R. (2020). Asymptomatic carrier state, acute respiratory disease, and pneumonia due to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARSCoV-2): facts and myths. Journal of Microbiology, Immunology and Infection. pii:S1684-1182(20)30040-2. DOI: 10.1016/j.jmii.2020.02.012. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmii.2020.02.012
Li, Z., Huang, Y., & Guo, X. (2020). The brain, another potential target organ, needs early protection from SARS-CoV-2 neuroinvasion. Sci. China Life Sci., 63 (5), 771-773. https://doi.org/10.1007/s11427-020-1690-y. DOI: https://doi.org/10.1007/s11427-020-1690-y
Varga, Z., Flammer, A.J., Steiger, P., Haberecker, M., Andermatt, R., Zinkernagel, A.S., ... & Moch, H. (2020). Endothelial cell infection and endotheliitis in COVID-19. The Lancet, 395 (10234), 1417-1418. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30937-5. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30937-5
Kuster, G.M., Pfister, O., Burkard, T., Zhou, Q., Twerenbold, R., Haaf, P., ... & Osswald, S. (2020). SARS-CoV-2: should inhibitors of the renin–angiotensin system be withdrawn in patients with COVID-19? European Heart Journal, 41 (19), 1801-1803. https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaa235. DOI: https://doi.org/10.1093/eurheartj/ehaa235
Zhang, W., Zhao, Y., Zhang, F., Wang, Q., Li, T., Liu, Z., ... & Zeng, X. (2020). The use of anti-inflammatory drugs in the treatment of people with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19): The experience of clinical immunologists from China. Clinical Immunology, 108393. DOI: 10.1016/j.clim.2020.108393. DOI: https://doi.org/10.1016/j.clim.2020.108393
Davies, J., Randeva, H.S., Chatha, K., Hall, M., Spandidos, D.A., Karteris, E., & Kyrou, I. (2020). Neuropilin-1 as a new potential SARS-CoV-2 infection mediator implicated in the neurologic features and central nervous system involvement of COVID-19. Molecular Medicine Reports, 22 (5), 4221-4226. https://doi.org/10.3892/mmr.2020.11510 DOI: https://doi.org/10.3892/mmr.2020.11510
Song, J., & Ruan, Q. (2000). Mechanism of ligustrazini against thrombosis. Chinese Medical Journal, 113 (2), 136. https://doi.org/10.1002/1097-0320(20000801)40:4<271::AID-CYTO3>3.0.CO;2-C. DOI: https://doi.org/10.1002/1097-0320(20000801)40:4<271::AID-CYTO3>3.0.CO;2-C
Ziegler, C.G., Allon, S.J., Nyquist, S.K., Mbano, I.M., Miao, V.N., Tzouanas, C.N., ... & Feldman, J. (2020). SARS-CoV-2 receptor ACE2 is an interferon-stimulated gene in human airway epithelial cells and is detected in specific cell subsets across tissues. Cell, 181 (5),1016-1035. e19. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.035. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.035
Huang, C., Wang, Y., Li, X., Ren, L., Zhao, J., Hu, Y., ... & Cheng, Z. (2020). Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. The Lancet, 395 (10223), 497-506. DOI:10.1016/S0140-6736(20)30183-5. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30183-5
Lippi, G., & Mattiuzzi, C. (2020). Hemoglobin value may be decreased in patients with severe coronavirus disease 2019. Hematology, Transfusion and Cell Therapy. pii:S2531-1379(20)30029-8. DOI: 10.1016/j.htct.2020.03.001. DOI: https://doi.org/10.1016/j.htct.2020.03.001
Bell, T.J., Zhang, M., Cubillos, P.E., Dang, L., Fossati, L., Todorov, K.O., ... & Crossfield, I.J. (2019). Mass loss from the exoplanet WASP-12b inferred from Spitzer phase curves. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 489 (2), 1995-2013. https://doi.org/10.1093/mnras/stz2018. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stz2018
Heldin, P., Lin, C.Y., Kolliopoulos, C., Chen, Y.H., & Skandalis, S.S. (2019). Regulation of hyaluronan biosynthesis and clinical impact of excessive hyaluronan production. Matrix Biology, 78, 100-117. https://doi.org/10.1016/j.matbio.2018.01.017. DOI: https://doi.org/10.1016/j.matbio.2018.01.017
Hanff, T.C., Harhay, M.O., Brown, T.S., Cohen, J.B., & Mohareb, A.M. (2020). Is there an association between COVID-19 mortality and the renin-angiotensin system – a call for epidemiologic investigations. Clinical Infectious Diseases, 71 (15), 870-874. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa329. DOI: https://doi.org/10.1093/cid/ciaa329
Zhang, H., Penninger, J. M., Li, Y., Zhong, N., & Slutsky, A.S. (2020). Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) as a SARS-CoV-2 receptor: molecular mechanisms and potential therapeutic target. Intensive Care Medicine, 46 (4), 586-590. DOI:10.1007/s00134-020-05985-9. DOI: https://doi.org/10.1007/s00134-020-05985-9
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через [ВКАЖІТЬ ПЕРІОД ЧАСУ] з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
