ПАТОГЕНЕТИЧНА РОЛЬ ЕНДОТОКСИКОЗУ В РОЗВИТКУ ТЯЖКИХ ФОРМ COVID-19: КЛІНІКО-ПАТОМОРФОЛОГІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ

Автор(и)

  • К. В. Циганков Комунальне некомерційне підприємство «Міська клінічна лікарня № 4» Дніпровської міської ради https://orcid.org/0000-0002-1536-4021
  • Л. Р. Шостакович-Корецька Державний заклад «Дніпровський державний медичний університет» https://orcid.org/0000-0002-3637-8457
  • В. М. Павленко Комунальне некомерційне підприємство «Міська клінічна лікарня № 4» Дніпровської міської ради https://orcid.org/0000-0001-8807-2655
  • І. В. Кужевський Комунальне некомерційне підприємство «Міська клінічна лікарня № 4» Дніпровської міської ради
  • В. О. Логвиненко Комунальне некомерційне підприємство «Міська клінічна лікарня № 21 імені професора Є.Г. Попкової» Дніпровської міської ради https://orcid.org/0000-0002-3367-4744

DOI:

https://doi.org/10.11603/1681-2727.2022.1.13016

Анотація

Мета роботи – на підставі клініко-морфологічного дослідження особливостей уражень легень і шлунково-кишкового тракту на різних стадіях запального процесу обґрунтувати гіпотезу ендотоксикозу як ключового патогенетичного фактора системної ендотеліальної дисфункції і вторинного ураження легень при COVID-19.

Матеріали і методи. Дослідження базується на клініко-патоморфологічному вивченні 52 випадків смерті від COVID-19, з яких для ретельного гістологічного дослідження був відібранний аутопсійний матеріал від 18 померлих. У частині випадків був задіяний імерсійний метод мікроскопії, виконували імуногістохімічне дослідження.

Результати. Основним проявом альтеративного фактора розвитку дифузного альвеолярного пошкодження (ДАП) був мікротромбоз на фоні лейкоцитарних пасток, що формувались нетозом гіперактивованих поліморфноядерних лейкоцитів. Встановили відсутність ознак попереднього запального процесу і ознак міграції лейкоцитів через стінки капілярів у просвіт альвеол. Одночасно гістологічна картина змін в тонкій кишці відповідала гострому десквамативно-ерозивному запальному процесу вірусно-бактерійної етіології з ознаками активної транслокації ендотоксину. В запальному інфільтраті слизової оболонки тонкої кишки формувались гіперергічні вогнищеві лімфоїдні інфільтрати, як в стадії ранньої ексудації (p<0,005), так і в стадії проліферації ДАП (p<0,001).

Продемонстровано достовірно низький показник імунорегуляторного індексу (ІРІ) CD4/CD8 у гістологічних зразках запального інфільтрату легень порівняно з ІРІ у запальному інфільтраті тонкої кишки (p<0,001). Запропоновано модель патогенезу COVID-19, згідно з якою ураження легень може виникати вторинно, за механізмом гепатопульмонального синдрому.

Висновки. Є підстави вважати, що вхідними воротами для збудника при тяжкому перебігу COVID-19, поряд з дихальною системою, є слизова оболонка дистальних відділів тонкої кишки. Виявлені морфологічні прояви тяжкої ендотеліальної дисфункції з пошкодженням ендотелію свідчать більше про ураження ендотоксином за механізмом параалергічної реакції, а не про пряме вірусне ураження.

Біографії авторів

К. В. Циганков, Комунальне некомерційне підприємство «Міська клінічна лікарня № 4» Дніпровської міської ради

лікар-патологоанатом, відділення патологічної анатомії, КНП «Міська клінічна лікарня № 4» Дніпровської міської ради

Л. Р. Шостакович-Корецька, Державний заклад «Дніпровський державний медичний університет»

д-р мед. наук, професор, кафедра інфекційних захворювань Дніпровського державного медичного університету

В. М. Павленко, Комунальне некомерційне підприємство «Міська клінічна лікарня № 4» Дніпровської міської ради

лікар-патологоанатом, відділення патологічної анатомії КНП «Міська клінічна лікарня № 4» Дніп­ровської міської ради

І. В. Кужевський, Комунальне некомерційне підприємство «Міська клінічна лікарня № 4» Дніпровської міської ради

лікар-патологоанатом, зав. відділенням патологічної анатомії, КНП «Міська клінічна лікарня № 4» Дніпровської міської ради

В. О. Логвиненко, Комунальне некомерційне підприємство «Міська клінічна лікарня № 21 імені професора Є.Г. Попкової» Дніпровської міської ради

лікар-патологоанатом, зав. відділенням патологічної анатомії, КНП «Міська клінічна лікарня № 21 імені професора Є.Г. Попкової» Дніпровської міської ради

Посилання

Andrew, G. Harrison, Tao Lin, Penghua, Wang. (2020). Mechanisms of SARS-CoV-2 transmission and pathogenesis. Trends in Immunology, 41 (12), 1100-1111, ISSN1471-4981, 1471–4906, 1471–4981. https://doi.org/10.1016/j.it.2020.10.004

Zayratyants, O.V., Samsonova, M.V., Mikhaleva, L.M., ... & Kalinin, D.V. (2020). Pathological anatomy of COVID-19. NIIOZMM DZM, Moscow [in Russian]. https://mosgorzdrav.ru/uploads/imperavi/ru-RU/patanatomiya_covid19_fullv2_compressed.pdf

Zou, X., Chen, K., Zou, 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. Front. Med, 14, 185-192. https://doi.org/10.1007/s11684-020-0754-0

Xiao, F., Tang, M., Zheng, X., ... & Shan, H. (2020). Evidence for Gastrointestinal Infection of SARS-CoV-2. Gastroenterology, May,158 (6), 1831-1833.e3. https://doi.org/10.1053/j.gastro.2020.02.055

Yuji, Kondo, Zhongxin, Yu, Lijun, Xia. (2021). L-SIGN is a receptor on liver sinusoidal endothelial cells for SARS-CoV-2 virus. JCI Insight, 6 (14), e148999. https://doi.org/10.1172/jci.insight.148999

Moutal, A., Martin, Laurent F., Boinon, L., Gomez, K., ... & Khanna, Rajesh. (2020). SARS-CoV-2 Spike protein co-opts VEGF-A/Neuropilin-1 receptor signaling to induce analgesia. PAIN, 162 (1), 243-52. DOI: 10.1097/j.pain.0000000000002097

Wang, C., Xie, J., Zhao, L., ... & Bian, Xiu-Wu. (2020). Aveolar macrophage activation and cytokine storm in the pathogenesis of severe COVID-19. EBioMedicine, Jul, 57,102833. https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2020.102833

Ye, Q., Wang, B., Mao, J. (2020). The pathogenesis and treatment of the «Cytokine Storm» in COVID-19. J. Infect., 10. https://doi.org/10.1016/j.jinf.2020.03.037

Szekely, L., Bozoky, B., Bendek, M., Ostad, M., ... & Szakos, A. (2021). Pulmonary stromal expansion and intra-alveolar coagulation are primary causes of COVID-19 death. Heliyon, 7, e07134. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2021.e07134

Kruglikov, I. L., Scherer, P. E. (2021). Preexisting and inducible endotoxemia as crucial contributors to the severity of COVID-19 outcomes. PLoS Pathog, 17 (2), e1009306. https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1009306

Ghosh, S., Lertwattanarak, R., Garduño, J., ... & Musi, N. (2015). Elevated muscle TLR4 expression and metabolic endotoxemia in human aging. J. Gerontol. A. Biomed. Sci. Med. Sci., 70, 232–246. https://doi.org/10.1093/gerona/glu067

Miller, M.A., McTernan, P.G., Harte, A.L., ... & Cappuccio, F.P. (2009). Ethnic and sex differences in circulating endotoxin levels: A novel marker of atherosclerotic and cardiovascular risk in a British multi-ethnic population. Atherosclerosis, 203, 494-502. https://doi.org/10.1016/j.atherosclerosis.2008.06.018

Wanglong Gou, Yuanqing Fu, Liang Yue., ... & Ju-Sheng Zheng. (2021). Gut microbiota, inflammation, and molecular signatures of host response to infection. Journal of Genetics and Genomics, 48 (9), 792–802, ISSN 1673-8527. https://doi.org/10.1016/j.jgg.2021.04.002

Sirivongrangson, P., Kulvichit, W., Payungporn, S., ... & Nattachai, Srisawat. (2020). Endotoxemia and circulating bacteriome in severe COVID-19 patients. ICMx, 8, 72. https://doi.org/10.1186/s40635-020-00362-8

Tsihankov, K.V., Logvinenko, V.O., Kuzhevsky, I.V., Pavlenko, V.M. (2020). Damage of jejunum as a possible reason for the development of acute respiratory distress syndrome in COVID19. Ukrainian Medical Journal, 4 (138). https://doi.org/10.32471/umj.1680-3051.138.185788 [in Ukrainian].

Nicosia, R. F., Ligresti, G., Caporarello, N., ... & Ribatti, D. (2021). COVID-19 Vasculopathy: Mounting Evidence for an Indirect Mechanism of Endothelial Injury. The American Journal of Pathology, 191 (8), 1374-1384. https://doi.org/10.1016/j.ajpath.2021.05.007

Yakovlev, M.Y. (2021). Systemic endotoxinemia. Nauka, Moscow, 184 p. ISBN 978-5-02-040858-6. http://www.patolog.ru/sites/default/files/see_gomeo_i_obshchaya_pat_yakovlev_2021.pdf[in Russian]

Zanoni, I., Ostuni, R., Capuano, G., ... & Granucci, F. (2009). CD14 regulates the dendritic cell life cycle after LPS exposure through NFAT activation. Nature 460, 264-268. https://doi.org/10.1038/nature08118

Aguzzi. A., Krautler, N. J. (2010). «Characterizing follicular dendritic cells: A progress report.». Eur. J. Immunol., 40 (8), 2134-2138. https://doi.org/10.1002/eji.201040765

Chu, V.T., Beller, A., Nguyen, T.T., Steinhauser, G., Berek, C. (2011). The long-term survival of plasma cells. Scand. J. Immunol., 73 (6), 508-511. https://doi.org/10.1111/j.1365-3083.2011.02544.x

Kuzubova, N.A., Titova, O.N., Lebedeva, E.S., & Volchkova, E.V. (2021). Endothelial progenitor cells in pathogenesis of new coronaviral infection. Meditsinskiy sovet – Medical Council, (4), 199-204. https://doi.org/10.21518/2079-701X-2021-4-199-204[in Russian].

Yu Zuo, Srilakshmi Yalavarthi, Hui Shi, Gockman K., ... &. Jason, S. Knight. (2020). Neutrophil extracellular traps in COVID-19. JCI Insight, 5 (11), e138999. https://doi.org/10.1172/jci.insight.138999

Dahinden, C., Galanos, C., Fehr, J. (1983). Granulocyte activation by endotoxin. Correlation between adherence and other granulocyte functions and role of endotoxinestructure on biologic activity. J. Immunol., 130 (2), 857-862. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/6848599/

Chang, J.C. & Lesser, M. (1984). Quantitation of leukocytes in bronchoalveolar lavage samples from rats after intravascular injection of endotoxin. Am. Rev. Respir. Dis., 129 (1), 72-75. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/6367572/

Sokologorskiy, S.V. (2018). Glycocalyx – birth of a new clinical paradigm. Anesteziologiya i Reanimatologiya – Journal of Anaesthesiology and Reanimatology, 4, 22-29 https://doi.org/10.17116/anaesthesiology201804122[in Russian].

Nascimento Conde J., Schutt W.R., Gorbunova E.E., Mackow E. R. (2020). Recombinant ACE2 expression is required for SARS-CoV-2 to infect primary human endothelial cells and induce inflammatory and procoagulative responses. mBio, 11, e03185-20. https://doi.org/10.1128/mBio.03185-20

Petrillo, M., Brogna, C., Cristoni, S., ... & Guy, Van den Eede. (2021). Increase of SARS-CoV-2 RNA load in faecal samples prompts for rethinking of SARS-CoV-2 biology and COVID-19 epidemiology. F1000Research, 10, 370. https://doi.org/10.12688/f1000research.52540.2

Gordienko, A.I. (2015). Levels of serum antibodies to enterobacterial lipopolysaccharides and their relationship with concentration of C-reactive protein in diabetes mellitus patient. The Ukrainian Biochemical Journal, 87 (3), 98-106. http://ukrbiochemjournal.org/wp-content/uploads/2015/07/Gordienko_3_15.pdf [in Russian].

Soulaidopoulos, S., Goulis, I., & Cholongitas, E. (2020). Pulmonary manifestations of chronic liver disease: a comprehensive review. Annals of Gastroenterology, 33 (3), 237-249. https://doi.org/10.20524/aog.2020.0474

Neves, A.L., Coelho, J., Couto, L., ... & Ronson-Albuquerque, Jr.R. (2013). Metabolic endotoxemia: a molecular link between obesity and cardiovascular risk. Mol. Endocrinol., 51 (2), 51-64 https://doi.org/10.1530/JME-13-0079

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-06-11

Як цитувати

Циганков, К. В., Шостакович-Корецька, Л. Р., Павленко, В. М., Кужевський, І. В., & Логвиненко, В. О. (2022). ПАТОГЕНЕТИЧНА РОЛЬ ЕНДОТОКСИКОЗУ В РОЗВИТКУ ТЯЖКИХ ФОРМ COVID-19: КЛІНІКО-ПАТОМОРФОЛОГІЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ. Інфекційні хвороби, (1), 24–39. https://doi.org/10.11603/1681-2727.2022.1.13016

Номер

№ 1 (2022)

Розділ

Оригінальні дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Інфекційні хвороби

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    1. 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.                          Лицензия Creative Commons
    1. 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.

 

  1. 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).