ПАТОГЕНЕЗ КОРОНАВІРУСНОЇ ІНФЕКЦІЇ COVID-19

V. P. Maly; I. M. Asoyan; I. V. Sai; I. V. Andrusovych

doi:10.11603/1681-2727.2020.3.11555

Автор(и)

V. P. Maly Харківська медична академія післядипломної освіти
I. M. Asoyan Харківська медична академія післядипломної освіти
I. V. Sai Комунальне некомерційне підприємство «Криворізька міська лікарня №7» Криворізької міської ради
I. V. Andrusovych Харківська медична академія післядипломної освіти

DOI:

https://doi.org/10.11603/1681-2727.2020.3.11555

Ключові слова:

патогенез, патоморфологія, коронавірусна інфекція, SARS-CoV-2, COVID-19

Анотація

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.

Біографії авторів

V. P. Maly, Харківська медична академія післядипломної освіти

професор, д. мед. н., Харківська медична академія післядипломної освіти, завідувач кафедри інфекційних хвороб

I. M. Asoyan, Харківська медична академія післядипломної освіти

к. мед. н., Харківська медична академія післядипломної освіти, доцент кафедри інфекційних хвороб

I. V. Sai, Комунальне некомерційне підприємство «Криворізька міська лікарня №7» Криворізької міської ради

Комунальне некомерційне підприємство «Криворізька міська лікарня №7» Криворізької міської ради, лікар-патологоанатом

I. V. Andrusovych, Харківська медична академія післядипломної освіти

Харківська медична академія післядипломної освіти, аспірант кафедри інфекційних хвороб

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.