Inflammatory response and morphometric parameters of the spleen in COVID-19 in patients with diabetes mellitus

Full Text

Новая коронавирусная инфекция, вызванная вирусом SARS-CoV-2, является предметом широких международных исследований, направленных на уточнение механизмов развития, прогнозирования степени тяжести заболевания [1]. В основе патогенеза лежит дисфункция ангиотензин-превращающего фермента 2 (angiotensin-converting enzyme 2, ACE 2), с помощью которого вирус связывается с большинством клеток, приводит к повреждению эндотелиоцитов, развитию системного эндотелиита и органной дисфункции [2, 3, 4]. Так, избирательные повреждения клеток поджелудочной железы приводят к гипергликемии у не компрометированных пациентов и резистентности к инсулину при сахарном диабете [5].

При проникновении вируса COVID-19 в селезенку происходит высвобождение ряда воспалительных цитокинов и хемокинов, что вызывает прямое повреждение иммунных клеток [6]. В ответ на вирусемию и гипоксию в селезенке возникают пролиферация, клеточная диссоциация, некроз, а на фоне тотальной коагулопатии возможно развитие тромбоза селезеночных сосудов, локальных инфарктов [7]. При этом функция органа прогрессивно ухудшается, снижается количество CD3(+), CD4(+) и CD8(+) Т-лимфоцитов [8].

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить степень выраженности воспалительной реакции и морфометрические показатели селезенки у пациентов с COVID-19 и сахарным диабетом.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Данное ретроспективное исследование одобрено Независимым этическим комитетом Центра клинических исследований Балтийского федерального университета им. И. Канта (выписка из Протокола заседания НЭК № 23 от 27.04.2021 г.).

В исследование включили 98 пациентов, находившихся в ГБУЗ «Инфекционная больница Калининградской области» в период с марта 2020 г. по декабрь 2022 г. Научный анализ проводился с мая 2023-го по май 2024 г. Для всех пациентов характерно острое начало заболевания, повышение температуры тела до 38–40°, появление сухого или малопродуктивного кашля, боли в горле, одышки, ощущения заложенности в грудной клетке, носа, умеренной ринореи, гипосмии или аносмии и симптомов общей интоксикации. Пациенты обращались за медицинской помощью в поликлинику по месту жительства, где проводился клинический осмотр, лабораторная диагностика заболевания и назначалось лечение, согласно действующим на этот период временным методическим рекомендациям «Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19)». Диагноз подтвержден с помощью полимеразной цепной реакции, характерной для вируса SARS-CoV-2. Отсутствие клинического эффекта от назначенного лечения послужило поводом для госпитализации. Пациенты поступали в стационар с верифицированным диагнозом «Коронавирусная инфекция, вызванная вирусом SARS-CoV-2». В амбулаторных условиях пациенты не получали гормональные и антицитокиновые препараты.

На этапе включения в исследование проводили анализ анамнестических и лабораторных данных, оценивали состояние углеводного обмена. При диагностированной гипергликемии выяснили ее причину и разделили пациентов на две группы: «Сахарный диабет» и «Гипергликемия».

Критерии включения в группу «Сахарный диабет» («СД»): пациенты обоих полов в возрасте от 33 до 87 лет, имеющие клинические признаки и лабораторное подтверждение коронавирусной инфекции, вызванной вирусом SARS-CoV-2; наличие установленного диагноза «Сахарный диабет». Все пациенты этой группы получали сахароснижающие препараты, находились на диспансерном наблюдении у терапевта и эндокринолога. Всего в группу включено 50 пациентов.

Критерии включения в группу «Гипергликемия»: пациенты обоих полов в возрасте от 33 до 87 лет, имеющие клинические признаки и лабораторное подтверждение коронавирусной инфекции, вызванной вирусом SARS-CoV-2; наличие впервые выявленной гипергликемии при поступлении в стационар у пациентов, не имеющих установленного ранее диагноза «Сахарный диабет». Всего в группу включено 48 пациентов.

Критерии невключения для обеих групп: пациенты в терминальной стадии неизлечимых заболеваний; первичный и/или вторичный иммунодефицит, онкологические заболевания и проведение лучевой и/или химиотерапии на момент развития COVID-19; наличие бактериальных и микотических инфекций, диагностированные при поступлении и возникшие на фоне течения болезни.

При поступлении в стационар в крови исследовали уровни С-реактивного белка (СРБ), ферритина, лактатдегидрогеназы (ЛДГ), интерлейкина-6 (IL) и IL-8, общее количество лейкоцитов, с помощью ультразвука в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях измеряли линейные размеры селезенки (длина, толщина, ширина). На основании полученных данных произвели расчеты массы селезенки (Мс) и коэффициента массы селезенки (KМС) по методике Возгомент О.В. и соавт.: Мс = 0,34 × L²h, где L – длина селезенки, h – толщина селезенки (см); KМС = 1000×Мс/масса тела (г), где Мс – масса селезенки [9].

На 3-и и 5-е сутки лечения проводилось повторное определение СРБ, ферритина, ЛДГ в крови, общего количества лейкоцитов. Гематологическое исследование проводили на анализаторе 5diff MEK-8222K (Италия).

На всех этапах проводили расчет нейтрофильно-лимфоцитарного индекса (NLR): NLR = количество нейтрофилов / количество лимфоцитов.

Статистический анализ проводили с использованием пакета программ Statistiсa 10.0 (StatSoft Inc., США). Нормальность выборок проверяли при помощи критерия Колмогорова – Смирнова с поправкой Лиллефорса. Для данных, распределение которых в вариационном ряду носило нормальный характер, использовали среднее арифметическое (М) и стандартное отклонение (SD). Для количественных признаков, отличных от нормального распределения, определяли медиану (Me) и междуквартильный размах (Q1; Q3). Различия между двумя числовыми выборками, имеющие признаки негауссовского распределения, определяли при помощи критерия Манна – Уитни, а для сравнения связанных выборок использовали критерий Вилкоксона. Для анализа количественных признаков, имеющих нормальное распределение, использовали параметрический корреляционный метод Пирсона. Качественные данные анализировали путем вычисления доли (%) каждого значения. Качественные признаки в группах сравнивали с помощью критерия χ² Пирсона или точного критерия Фишера. Использовали двусторонний критерий (two-tailed p-value). Различия считали статистически значимыми при р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Основные клинические характеристики пациентов представили в табл. 1. По массе тела, росту, длительности болезни до госпитализации, статистически значимых различий между группами не выявили (p > 0,05). Пациенты группы «Гипергликемия», по сравнению с группой «СД», статистически значимо моложе. Установлены значимые различия по частоте хронических соматических заболеваний. У пациентов группы «СД», по сравнению с группой «Гипергликемия», статистически значимо выше среднее значение индекса массы тела (ИМТ), заболеваемость гипертонической болезнью (ГБ), ишемической болезнью сердца (ИБС) и коморбидность.

Таблица 1

Основные характеристики пациентов, M (SD), n (%)

*p < 0,05, статистически значимые отличия между группами.

При поступлении в стационар у пациентов обеих групп выявлена гипергликемия. В группе «СД» средняя величина уровня глюкозы в крови составила (10,2 ± 4,6) ммоль/л, в группе «Гипергликемия» (8,3 ± 1,5) ммоль/л (р = 0,007). Лабораторные показатели, характеризующие воспалительный ответ, представлены в табл. 2. У пациентов группы «СД», по сравнению в «Гипергликемия», статистически значимо ниже уровни СРБ, ЛДГ и NLR. По количеству лейкоцитов, уровням IL-6 и IL-8 между группами различий не установлено (p > 0,05).

Таблица 2

Лабораторные показатели, характеризующие воспалительный ответ, при поступлении в стационар, Ме [Q1; Q3], M (SD)

* p < 0,05, статистически значимые отличия между группами.

Ультразвуковое исследование показало, что у пациентов группы «СД», по сравнению с группой «Гипергликемия», все линейные размеры селезенки, а также масса селезенки и КМС статистически значимо меньше (табл. 3).

Таблица 3

Ультразвуковые морфометрические и расчетные показатели селезенки, M (SD)

* p < 0,05 – статистически значимые отличия между группами.

Объективным критерием оценки размеров селезенки является КМС, его величина в норме находится в диапазоне от 1,5 до 4,0 [10]. У пациентов группы «СД» выявлена микроспления, то есть уменьшение коэффициента менее 1,5, а в 10 (20 %) наблюдений зарегистрировано критическое уменьшение селезенки, снижение КМС менее 1,0. Величина изучаемого показателя в группе «Гипергликемия» соответствует нормальным размерам селезенки. В выборке отсутствовали пациенты с ультразвуковыми признаками спленомегалии, которая диагностируется при увеличении КМС > 4.

Лабораторные данные, полученные на последующих этапах лечения, представлены в табл. 4. Уровень гликемии был повышен на протяжении всего периода лечения, между группами сохранялись статистически значимые различия, в группе «СД» сахар крови был выше. В группе «СД» к 3-м суткам лечения коронавирусной инфекции выявили снижение СРБ в 2,9 раза, в группе «Гипергликемия» – в 3,4 раза, к 5-м суткам в обеих группах показатель практически нормализовался, статистические различия между группами отсутствуют (p > 0,05).

Таблица 4

Динамика гликемии, маркеров воспаления в процессе лечения, Ме [Q1; Q3], M (SD)

*p < 0,05 – статистически значимые отличия между группами.

Динамика ферритина была разнонаправленной. В группе «СД» к 5-м суткам его величина постепенно снизилась, а в группе «Гипергликемия» к 3-м суткам произошел рост ферритина, но достоверных различий не выявлено, к 5-м суткам появилась тенденция к его снижению, сохранялись статистически значимые различий между группами (р = 0,01).

В течение 3 суток величина ЛДГ была выше в группе «Гипергликемия», по сравнению с группой «СД», к 5-м суткам отмечен рост показателя в группе «СД», а в группе «Гипергликемия» ЛДГ снижался, на этом этапе статистически значимых различий уже не обнаружено (p > 0,05).

Нейтрофильно-лимфоцитарный индекс у пациентов группы «СД» постепенно увеличился к 5-м суткам лечения, в группе «Гипергликемия» он также увеличился к 3-м суткам, а затем начал снижаться. Статистически значимых различий между группами не установлено (p > 0,05).

Между группами не выявлено различий по тяжести течения заболевания (p > 0,05). В группе «СД» у 38 (76 %) пациентов диагностировали двустороннюю интерстициальную пневмонию, средне-тяжелую форму COVID-19, в 10 (20 %) наблюдениях – тяжелую форму и у 2 (4 %) человек заболевание протекало в легкой форме по типу ОРВИ. В группе «Гипергликемия» у 35 (72,9 %) диагностировали двустороннюю интерстициальную пневмонию, средне-тяжелую форму, в 12 (25 %) наблюдениях – тяжелую и у 1 (2 %) пациента заболевание протекало в легкой форме по типу ОРВИ.

Признаки острой дыхательной недостаточности I степени были у 25 (50 %) пациентов группы «СД» и 29 (60,4 %) – в группе «Гипергликемия», II степени –10 (20 %) и 7 (14,6 %) соответственно. Между группами не установлено статистически значимых различий (p > 0,05).

Во всех случаях течение новой коронавирусной инфекции было благоприятным, осложнений и летальных исходов не было. Большинство пациентов выписаны домой, в 11 (22 %) случаях в группе «СД» необходимо было проведение дальнейшего лечения, в связи с чем пациенты переведены в другой стационар. В группе «Гипергликемия» в переводе нуждалось 9 (14,6 %) человек (p > 0,05).

Гипергликемия, возникшая у пациентов с COVID-19, обусловлена влиянием АСЕ 2 на клетки Лангерганса и появлением инсулинорезистентности, что проявляется нарастанием гипергликемии, а нарушение углеводного обмена является одним из критериев полиорганной недостаточности. У тех пациентов, которые не больны сахарным диабетом, гипергликемия носит транзиторный характер [11]. При текущем диабете возможна декомпенсация заболевания, обусловленная распространенностью вирусного поражения поджелудочной железы.

Течение коронавирусной инфекции у больных с сахарным диабетом характеризуется микроспленией, вплоть до критической. Как правило, при тяжелых инфекционных заболеваниях, возникающих на фоне сахарного диабета, появляется спленомегалия, но в исследовании установлено, что при COVID-19 селезенка уменьшается, что обусловлено возникновением атрофии белой пульпы, дефицитом B- и T-лимфоцитов [6, 11].

Kaneko N. и соавт. показали, что в остром периоде заболевания в селезенке исчезают зародышевые центры, значительно уменьшается количество B- и T-лимфоцитов и Bcl-6 + B-клеток, нарушается SARS-CoV-2-специфический гуморальный иммунитет. Изучение субпопуляции CD4 + Т-клеток в селезенке показало, что в начале заболевания быстро увеличивается количество Th₁-клеток и нет тенденции к снижению, а количество Th17- и Th₂-клеток снижается. На поздних стадиях заболевания белок FOXP3 и T-регуляторные лимфоциты составляют бóльшую часть популяции CD4 + T-клеток. В селезенке увеличиваются CD4 + Т-клетки и снижаются CD8+ [12]. Таким образом, микроспления ассоциирована с массивным истощением, дефицитом иммунных клеток и иммуносупрессией. Необходимо учитывать, что сахарный диабет в настоящее время рассматривают как иммунодефицитное заболевание, а наличие ожирения, гипертонической болезни и ишемической болезни сердца усугубляют данную ситуацию.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Течение коронавирусной инфекции у пациентов с сахарным диабетом характеризуется уменьшением размеров селезенки, менее выраженным воспалительным ответом, что можно расценивать как состояние иммунного дисбаланса, обусловленного сочетанием заболеваний, непосредственно влияющих на органы иммунной системы.

***

Конфликт интересов. Автор декларирует отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Competing interests. The author declares that they have no competing interests.

About the authors

Svetlana A. Perepelitsa

Author for correspondence.
Email: sveta_perepeliza@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4535-9805

Doctor of Medical Sciences, Associate Professor, Head of the Department of Surgical Disciplines of the Public Scientific Center “Institute of Medicine and Life Sciences”

References

Supplementary files