Введение
По разным оценкам, от 5 до 10% пациентов с COVID-19 нуждаются в госпитализации в отделение интенсивной терапии и проведении искусственной вентиляции легких [1]. Острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) является основной причиной смертности от COVID-19, а медиаторы воспаления могут способствовать развитию ОРДС [2]. Патолого-анатомические исследования подтвердили наличие ОРДС у большей части больных COVID-19 [3]. Результаты включали наличие гиалиновых мембран, десквамацию альвеолярного эпителия, альвеолярное кровотечение, интерстициальный фиброз и хроническое воспаление [3]. SARS-CoV-2 после проникновения в клетки через рецептор ангиотензинпревращающего фермента 2 может привести к быстрой гибели эпителиальных и эндотелиальных клеток и повреждению сосудов [4]. Другие сопутствующие COVID-19 состояния включают сепсис, септический шок и диссеминированное внутрисосудистое свертывание (ДВС-синдром) с полиорганной недостаточностью, ведущие к летальному исходу [5].
COVID-19-опосредованный цитокиновый шторм. Постулируется, что цитокиновый шторм приводит к ОРДС при COVID-19 [6, 7]. Тяжелая пневмония, вызванная COVID-19, связана с массивными воспалительными инфильтратами в легких и повышенным уровнем провоспалительных цитокинов/хемокинов в сыворотке крови. По разным данным, летальность у пациентов с тяжелой формой COVID-19 в разных странах составляет в среднем от 8 до 41,8%, а в некоторых центрах достигает 66,7% [8].
Иммунный ответ при ОРДС, вызванном COVID-19, по-видимому, аналогичен тем, которые наблюдаются при синдроме активации макрофагов (MAS) и вторичном гемофагоцитарном лимфогистиоцитозе (sHLH) [9]. D. McGonagle и соавт. исследовали легочную иммунопатологию COVID-19 и описали потенциальные преимущества и недостатки антагонистов к интерлейкину (IL)-6 у пациентов с тяжелыми воспалительными реакциями [9]. Клинические и лабораторные проявления картины MAS/sHLH, наблюдаемые при системном ювенильном воспалительном артрите, сравнивались с потенциальными осложнениями MAS у пациентов, инфицированных COVID-19. Уровни С-реактивного белка (СРБ) и ферритина, которые являются ключевыми для диагностики MAS/sHLH, также повышены во многих тяжелых случаях пневмонии COVID-19, а профиль цитокинов в MAS/sHLH напоминает таковой у пациентов с COVID-19 с повышенными уровнями IL-1β, IL-2, IL-6, IL-17, IL-8, TNF и MCP1 [9—13]. Это вызвало огромный интерес к антицитокиновым стратегиям, направленным на подавление чрезмерных иммунных ответов [9, 14—17].
Коагулопатия, индуцированная COVID-19. Наряду с цитокин-опосредованным повреждением легких коагулопатия также играет роль в прогрессировании патологического процесса у пациентов с COVID-19 [5]. Компьютерная томография (КТ) и патолого-анатомические исследования у пациентов с COVID-19 послужили основанием для описания сосудистых изменений, включая утолщение стенок сосудов и микроваскулярный тромбоз легких [3, 18—22]. Возможные механизмы, приводящие к коагулопатии у пациентов с COVID-19, могут включать прямое вирусное поражение, цитокиновый шторм, повышенную агрегацию тромбоцитов и тромбоз в микрососудистом русле легких наряду с повышенным потреблением и разрушением тромбоцитов, а также потенциальной гиперкоагуляцией у пациентов в критическом состоянии [5].
Легочная эндотелиопатия является давно известным ключевым фактором ОРДС, приводящим к воспалению и микротромбозу [23, 24]. В то время как воспалительный путь запускается высвобождением воспалительных цитокинов, микротромботический путь является результатом экзоцитоза необычно больших мультимеров фактора Виллебранда (ULVWF-мультимеров) и активации тромбоцитов [23]. Затем комплексы тромбоцитов-ULVWF фиксируются на поврежденных эндотелиальных клетках и приводят к ассоциированному с эндотелиопатией сосудистому микротромботическому заболеванию (EA-VMTD), что вызывает тромбоцитопению потребления, синдром мультиорганной дисфункции (MODS) и ДВС [23]. Таким образом, ОРДС можно рассматривать как одно из многих повреждений органов-мишеней при синдроме полиорганной недостаточности, связанных с лежащим в основе EA-VMTD и тромботическая тромбоцитопеническая пурпура (ТТП)-подобным синдромом. Если коагулопатия не лечится при тромботической микроангиопатии (ТМА), риск смерти высок. Терапевтический плазмаферез имеет основополагающее значение для снижения смертности (с 80 до 20%) и улучшения клинических исходов при ТТП [25, 26]. Согласно рекомендациям 2019 г. Американского общества афереза, терапевтический плазмаферез имеет показания категории I с рекомендацией степени 1A в лечении ТТП; это означает, что он принимается в качестве терапии первой линии, либо отдельно, либо в сочетании с другими методами лечения [25]. Помимо удаления дезинтегрина и металлопротеиназы, аутоантител к ADAMTS 13 первичный механизм терапевтического плазмафереза при лечении ТТП приводит к восполнению плазменной ADAMTS 13, протеазы, которая расщепляет мультимеры ULVWF [23, 25]. Терапевтический плазмообмен может потенциально удалить активированные прокоагулянтные белки при восполнении естественных антикоагулянтов с помощью донорской плазмы [27].
Цель исследования — изучить эффективность и безопасность применения терапевтического плазмообмена в лечении COVID-19.
Материал и методы
На базе отделения реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) инфекционной клиники ФГБУ «ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна» ФМБА России в период с 06.04.20 по 06.07.20 проведено ретроспективное исследование эффективности и безопасности применения плазмообмена при тяжелой форме COVID-19.
Плазмообмен применялся нами в течение первых 24 ч от поступления пациента в ОРИТ. Проводилось замещение 70—150% объема циркулирующей плазмы донорской свежезамороженной плазмой, плазмой CovRec в объеме не более 300 мл, а также сбалансированными растворами кристаллоидов в объеме не более 800 мл. Средний объем процедуры составил 3000 мл (минимально 2000 мл, максимально 4000 мл). Максимальное количество процедур — три, но большая часть пациентов имели клинические и лабораторные признаки улучшения состояния и регресса дыхательной недостаточности после первого плазмообмена, что позволяло ограничиться единственной процедурой.
Проведено сравнение летальности и необходимости проведения искусственной вентиляции легких у пациентов, вместе со стандартными методами получивших лечение плазмообменом (основная группа), и у пациентов, получивших только стандартную терапию (без применения плазмообмена) (контрольная группа) в соответствии с временными методическими рекомендациями МЗ РФ версии 5 от 08.04.20 и версии 6 от 28.04.20. После выявления значимого снижения показателей летальности у пациентов группы плазмообмена проведено исследование параметров, возможно влияющих на исход заболевания у пациентов этой группы. Проведена оценка данных КТ легких до начала терапии и после, учитывались объем поражения (КТ1: распространенность повреждения менее 25% объема легких; КТ2: 25—50%; КТ3: 50—75%; КТ4: более 75%) и стадия. Под стадией понимается, что матовое стекло соответствует экссудативной фазе воспаления, консолидация соответствует фазе пролиферации воспаления, фиброз соответствует завершению всех стадий воспаления. Оценка респираторного индекса (РИ) — объективного показателя наличия легочного повреждения и степени дыхательной недостаточности, рассчитываемого по формуле PaO2/FiO2, проведена до начала терапии, после терапии и по окончании лечения в ОРИТ, где РИ 1 — показатель до начала терапии, РИ 2 — показатель после проведения плазмообмена, РИ 3 — показатель по окончании лечения в ОРИТ. Оценка показателей острой фазы воспаления выполнена до начала терапии, после проведения терапии и по окончании лечения в ОРИТ: уровень СРБ использован в качестве основного показателя, уровень фибриногена — в качестве дополнительного показателя с учетом формирования прокоагулянтного состояния у пациентов с COVID-19, где СРБ 1 и фибриноген 1 — показатели до начала терапии, СРБ 2 и фибриноген 2 — показатели после проведения плазмообмена, СРБ 3 и фибриноген 3 — показатели по окончании терапии в ОРИТ. Оценка наличия протеинурии выполнена до начала терапии и после завершения терапии в ОРИТ: протеинурия является показателем системного повреждения микрососудистого русла, так как появляется при поражении почечного клубочка на фоне уже имеющегося повреждения легких. К возможным осложнениям плазмообмена отнесены гипотензия, требующая применения вазопрессорной терапии, развитие нарушений ритма сердца, озноб.
Статистический анализ полученных данных проводился на персональном компьютере с использованием пакетов прикладных программ MS EXCEL, IBM SPSS v. 23 и Statistica 12.0. По всем исследуемым показателям в каждой группе подсчитаны параметры распределения (среднее значение, стандартное отклонение, частотный анализ).
Оценка статистической значимости различий между замерами одной группы проводилась с помощью непараметрического критерия Фридмана. Показатели, представленные в номинативной шкале, оценивались с помощью частотного анализа с применением критерия χ2 Пирсона. Для удобства сравнительной визуализации количественные показатели в исследуемых группах и подгруппах представлены в форме Box & Whisker Plot. Все полученные различия рассматривались на уровне значимости не ниже p≤0,05.
Результаты
Как известно, в норме РИ равен примерно 500 мм рт.ст. В табл. 1 и на рис. 1 представлена динамика увеличения РИ у пациентов основной группы. До лечения РИ составлял 182,7±62,01 мм рт.ст., к моменту выписки — 344,27±103,06 мм рт.ст. Такая положительная динамика является статистически значимой (p=0,001), следовательно, метод плазмообмена статистически значимо улучшает показатель РИ.
Таблица 1. Динамика уровня респираторного индекса
| РИ | РИ 1, мм рт.ст. | РИ 2, мм рт.ст. | РИ 3, мм рт.ст. | Fэ | p-value | ||||||
| M | Me | SD | M | Me | SD | M | Me | SD | |||
| 182,70 | 174,50 | 62,01 | 263,63 | 247,00 | 94,43 | 344,27 | 373,00 | 103,06 | 37,13 | 0,001 | |
Примечание. M — среднее; SD — стандартное отклонение; Me — медиана; Fэ — эмпирическая функция распределения; РИ — респираторный индекс.
Рис. 1. Динамика изменения показателя респираторного индекса.
Референсные значения СРБ лаборатории составляют 0—5 мг/л, величина более 220 мг/л не просчитывается, обозначается как ≥220 мг/л. Ожидаемо высокие показатели СРБ в основной группе объясняются тяжелой формой COVID-19 с развитием системной воспалительной реакции. Анализ динамики показателей имеет статистически значимую разницу (p=0,004), что подтверждает эффективность метода плазмообмена для уменьшения проявлений системной воспалительной реакции. Снижение уровня СРБ позволяет сделать вывод об улучшении течения болезни и снижении проявлений системного воспаления (табл. 2, рис. 2).
Таблица 2. Динамика уровня С-реактивного белка
| СРБ | СРБ 1, мг/л | СРБ 2, мг/л | СРБ 3, мг/л | Fэ | p-value | ||||||
| M | Me | SD | M | Me | SD | M | Me | SD | |||
| 121,29 | 108,50 | 79,87 | 103,79 | 96,00 | 88,54 | 52,45 | 15,00 | 70,00 | 11,17 | 0,004 | |
Примечание. M — среднее; SD — стандартное отклонение; Me — медиана; Fэ — эмпирическая функция распределения; СРБ — С-реактивный белок.
Рис. 2. Динамика изменения уровня С-реактивного белка (СРБ).
Референсные значения уровня фибриногена лаборатории — 1,8—3,5 г/л. У пациентов основной группы уровень фибриногена не принимал значений, которые значительно превосходили бы верхнюю границу нормы. Важно, что изолированное определение уровня фибриногена не имеет клинической значимости и должно оцениваться в динамике роста показателя по сравнению с исходным уровнем (до болезни), что практически неосуществимо.
Использование плазмообмена у пациентов основной группы статистически значимо снижает уровень фибриногена, что свидетельствует об уменьшении проявлений системной воспалительной реакции и о регрессе прокоагулянтного состояния системы гемостаза (табл. 3, рис. 3). Это подтверждается при статистической обработке результатов (p=0,001).
Таблица 3. Динамика уровня фибриногена
| Фибриноген | Фибриноген 1, г/л | Фибриноген 2, г/л | Фибриноген 3, г/л | Fэ | p-value | ||||||
| M | Me | SD | M | Me | SD | M | Me | SD | |||
| 3,34 | 3,37 | 0,87 | 2,58 | 2,59 | 0,67 | 2,19 | 2,10 | 0,67 | 34,36 | 0,001 | |
Рис. 3. Динамика изменения уровня фибриногена.
Следующим этапом исследования стал анализ показателей до и после проведенной терапии.
До выполнения плазмообмена протеинурия отмечалась у 29 (96,67%) человек из 30. После применения плазмообмена этот показатель снизился до 8 (26,67%) человек (табл. 4). Такая разница является статистически значимой (p=0,001). Следовательно, применение плазмообмена статистически значимо улучшает состояние пациентов, уменьшая проявления васкулопатии.
Таблица 4.= Протеинурия у пациентов основной группы
| Протеинурия | До начала терапии | После завершения терапии | χ2 | p-value | ||
| n | % | n | % | |||
| 29 | 96,67 | 8 | 26,67 | 31,09 | 0,001 | |
Не удалось выявить статистическую значимость плазмообмена при анализе площади повреждения легочной ткани. Площадь повреждения легочной ткани по данным КТ после применения метода существенно не изменялась.
До начала лечения все пациенты (100%) основной группы имели описание матового стекла по данным КТ. После завершения лечения методом плазмообмена остались 7 (23,33%) пациентов в острой фазе процесса (матовое стекло). Такая динамика статистически значима (p=0,001), большее количество пациентов — 22 (73,33%) человека после прохождения лечения имели описание консолидации или фиброза, что говорит о переходе воспаления в стадию пролиферации и завершении острой фазы воспаления, подтверждая эффективность лечения методом плазмообмена (табл. 5, рис. 4).
Таблица 5. Фаза повреждения по данным компьютерной томографии у пациентов основной группы
| Фаза повреждения | До начала теарпии | После завершения терапии | χ2 | p-value | |||
| n | % | n | % | ||||
| Матовое стекло | 30 | 100 | 7 | 23,33 | 37,3 | 0,001 | |
| Консолидация | 0 | 0 | 22 | 73,33 | — | — | |
| Фиброз | 0 | 0 | 1 | 3,33 | — | — | |
Рис. 4. Фаза повреждения легких по данным компьютерной томографии у пациентов основной группы.
Следующий этап настоящей работы представляет собой сравнение количества летальных исходов в основной и контрольной группах (табл. 6, рис. 5).
Таблица 6. Летальность в исследуемых группах
| Показатель | Основная группа | Контрольная группа | χ2 | p-value | ||
| n | % | n | % | |||
| Летальность | 5 | 16,67 | 31 | 57,41 | 13,07 | 0,001 |
Рис. 5. Летальность в исследуемых группах.
Летальность в основной группе составила 5 (16,67%) из 30 пациентов, в контрольной группе — 31 (57,41%) из 57. Такая разница является статистически значимой (p=0,001).
Осложнений при применении плазмообмена не было.
Заключение
В проведенном нами исследовании подтверждена гипотеза патогенетически обоснованного применения плазмообмена для быстрого купирования явлений цитокинового шторма и коагулопатии, индуцированных COVID-19. Выявлено значительное уменьшение летальности — с 57,4% в контрольной группе до 16,67% в основной группе. Снижение летальности подтверждено статистически значимым увеличением респираторного индекса — в среднем более чем на 150 единиц к моменту завершения лечения в отделении реанимации и интенсивной терапии с развитием консолидации по данным компьютерной томографии легких у большинства (76,8%) пролеченных пациентов. Статистически значимое снижение концентрации С-реактивного белка и фибриногена свидетельствует о разрешении системной воспалительной реакции. Статистически значимое уменьшение протеинурии — с 96,67% до 26,67% к завершению терапии свидетельствует о регрессе системной васкулопатии, но, с учетом достаточно большой доли пациентов с сохраняющейся протеинурией после завершения лечения, высока вероятность развития хронической болезни почек у пациентов, перенесших тяжелую форму COVID-19.
Осложнений при применении плазмообмена не отмечено, однако следует подчеркнуть, что процедура от начала и до завершения осуществляется непосредственно реаниматологом, что, возможно, является профилактикой потенциальных осложнений метода.
Таким образом, применение плазмообмена является эффективным и безопасным методом лечения, который статистически значимо уменьшает летальность пациентов с тяжелой формой COVID-19, что также подтверждается данными лабораторных исследований. Необходимо проведение многоцентрового исследования эффективности и безопасности плазмообмена в лечении тяжелой формы COVID-19.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
The authors declare no conflicts of interest.