УДК 616.24-002:616.9:578.834.1:616-073.756.8

Мониторинг биомаркеров у больных с фиброзом легких, перенесших COVID-19

Орынбек Алуа Маратовна – интерн кафедры Внутренних болезней Медицинского университета Караганды (Республика Казахстан).

Тилеубай Айдана Сабитовна – интерн кафедры Внутренних болезней Медицинского университета Караганды (Республика Казахстан).

Научный руководитель Рыбалкина Дина Хабибуллаевна – кандидат медицинских наук, ассоциированный профессор кафедры Внутренних болезней Медицинского университета Караганды (Республика Казахстан).

Научный руководитель Сатжанова Гульяра Бейбитовна – ассистент кафедры Внутренних болезней Медицинского университета Караганды (Республика Казахстан).

Аннотация: Среди пациентов с COVID-19 с выявленным фиброзом легких на КТ доминировали пожилые люди. Выявление фиброза чаще всего происходило через 3 месяца после COVID-19, у большинства обследуемых фиброз описывался как локальный. Сопутствующее наличие атеросклероза аорты и коронарных артерий выявлялось у половины больных. В острый период инфекции в группе наблюдения повышались уровни биомаркекров: TGF-β, галектина 3, эндокана, PAI и тромбомодулина со снижением в динамике через 3 и 6 месяцев после инфекции. Маркер эндотелиальной дисфункции эндотелин-1 не имел достоверного снижения в период выздоровления. Выявлена средняя степень прямой взаимосвязи между уровнями TGF-β и галектина 3.

Ключевые слова: COVID-19, фиброз, биомаркеры, компьютерная томография.

Актуальность. Анализ состояния пациентов, перенесших пневмонию при COVID-19 (COronaVIrus Disease) со средней и тяжелой степенью течения заболевания, выявляет фиброзные изменения в легких в ранний и отдаленный периоды выздоровления [1]. В патогенезе фиброза задействовано множество биомаркеров, которые могут повышаться при ряде заболеваний. Так TGF-β (Transforming Growth Factor-beta - трансформирующий фактор роста-бета) является одним из ведущих активаторов синтеза соединительной ткани, пролиферации фибробластов в легких и развития легочного фиброза [2]. Уровни галектина 3 в плазме крови больных с COVID-19 предлагают рассматривать как клинический инструмент прогноза воспаления и прогрессирование фиброза легких [3]. Эндотелин-1, рассматриваемый, как маркер эндотелиальной дисфункции, также управляет активацией фибробластов, их пролиферацией и дифференцировкой в миофибробласты - процессами, которые приводят к избыточному отложению коллагена. Пациенты с ИЛФ (идиопатический легочной фиброз) имеют повышенный уровень эндотелина-1 как в жидкости бронхоальвеолярного лаважа, так и в легочной ткани [4]. Эндокан может применяться в качестве потенциального маркера статуса системного склероза с васкулопатией и фиброзом, в том числе легких [5]. Известно, что маркеры гемостаза, такие как PAI-1 (Plasminogen Activator Inhibitor-1, ингибитор активаторов плазминогена-1) участвуют в контроле активации и экспансии фибробластов, рассматривается его роль в патогенезе фиброзирующего заболевания легких [6]. Эндотелиальное повреждение и ангиогенные биомаркеры, в частности тромбомодулин, являются фундаментальными элементами патогенеза неоваскуляризации и фиброза, наблюдаемых у пациентов с COVID-19 [7]. Изменение уровней маркеров, которые задействованы в патогенезе фиброза при COVID-19, полностью не изучено, поэтому это и стало целью нашего исследования.

Материалы и методы исследования. Проведена выкопировка данных из КМИС (комплексная медицинская информационная система) у больных с выявленным фиброзом легких на КТ (компьютерная томография), перенесших COVID-19 с апреля 2021г. по май 2022 г. (n=94), проживающих в Карагандинской области РК (Республика Казахстан). У пациентов с выявленным фиброзом были определены уровней биомаркеров воспаления, фиброза, эндотелиальной дисфункции и гомеостаза (галектина-3 и TGF-β, эндотелина-1 и эндокана, PAI и тромбомодулина) в период инфекции и в динамике через 3 и 6 месяцев после перенесения COVID-19. Биомаркеры определяли методом ИФА (иммуноферментный анализ) реагентами Cloud-Clone Corp. с диапазонами определения для галектина-3 - 0,156-10 нг/мл, TGF-β – 1,56-1000 пг/мл, эндотелина-1 - 6,17-500 пг/мл, эндокана - 0,156-10 нг/мл (нг/мл были переведены в нг/л для удобства восприятия), тромбомодулина - 0,47-30 нг/мл, PAI-1 - 12,5-1600 пг/мл. Статистическую обработку данных проводили с помощью программы SPSS 24. При нормальном распределении (при проверке критерием Колмогорова-Смирнова) данные представляли в виде средних величин и стандартного отклонения или в виде медианы и межквартильного размаха (Q1; Q3). Достоверность различий оценивали по критерию Манна–Уитни (p<0,05 – статистическая значимость, p<0,1 – статистическая тенденция). Взаимосвязь показателей оценивали по коэффициенту корреляции Пирсона с уровнем взаимосвязи по шкале Чеддока (0,1 -0,3 – слабая, 0,3 - 0,5 – умеренная, 0,5 - 0,7- заметная, 0,7 - 0,9 – высокая, 0,9 - 0,99 - весьма высокая). Исследование было проведено в рамках НТП (научно-техническая программа) «COVID-19: Научно-технологическое обоснование системы реагирования на распространение новых респираторных инфекций, включая коронавирусную инфекцию», 2021-2023 гг.

Результаты и обсуждение. Среди пациентов с COVID-19 с выявленным фиброзом легких на КТ превалировали женщины (62,77%). В возрастном аспекте доминировали пожилые пациенты (60-74 лет – 57,45%), больные среднего возраста (45-59 лет) составили 21,28%, доля пациентов старческого (75 лет и выше) и молодого возраста (18-44 лет) была меньше, 13,83% и 7,44% соответственно. Среднее значение возраста в группе было равным 63,46±1,9 лет (ДИ 95% 60,26-66,67).

Проявления фиброза легких при проведении КТ в острой стадии заболевания наблюдались у 9,57% больных, преимущественное выявление зарегистрировано через 3 месяца после COVID-19 (82,98%) и минимальная доля через 6 и 12 месяцев наблюдения (3,19% и 4,26% соответственно). У большинства пациентов (64,89%) фиброз описывался как локальный, у 15,96% больных - очаговый, у 9,58% - линейный, у 9,57% пациентов - в виде сегментарного и диффузного поражения. По распространенности коронавирусной пневмонии КТ1 (до 25% поражения легочной ткани) наблюдалось у 44,35% больных, КТ2 (25-50% легких) – у 28%, КТ3 (50-75% легких) – у 19,14%, КТ4 (более 75% легких) – у 8,51% пациентов. Сопутствующее наличие атеросклероза аорты и коронарных артерий выявлялось у 54,39% пациентов.

Уровень TGF-β у больных с фиброзом в легких в острую стадию заболевания был равным 9,49±1,0 пг/мл (ДИ 95% 7,76-11,21), через 3 и 6 месяцев после COVID-19 он достоверно снижался до 6,73±0,47 пг/мл (ДИ 95% 6,02-7,44) и 5,69±0,96 пг/мл (ДИ 95% 4,20-7,18) соответственно. Та же динамика отмечалась и для галектина 3 (острый период – 1,78±0,31 нг/мл (ДИ 95% 1,25-2,32), через 3 месяца после COVID-19 – 0,33±0,06 нг/мл (ДИ 95% 0,24-0,43) и через 6 месяцев - 0,26±0,03 нг/мл (ДИ 95% 0,21-0,30).

Маркер эндотелиальной дисфункции эндокан был также повышен в острый период (42,54±8,10 нг/л, ДИ 95% 28,85-56,23) и снижался в период выздоровления (через 3 месяца - 18,54±7,06 нг/л, ДИ 95% 7,72-29,35) и через 6 месяцев - 21,22±8,89 нг/л, ДИ 95% 7,60-34,83). Эндотелин-1 не снижался в динамике через 3 (190,75±26,09 пг/мл, ДИ 95% 150,78-230,72) и 6 (194,14±24,90 пг/мл, ДИ 95% 155,74-232,53) месяцев наблюдения, оставаясь на уровне острого периода инфекции (157,70±17,38 пг/мл, ДИ 95% 127,77-187,63).

Маркеры гомеостаза PAI и тромбомодулин были повышены в острый период инфекции (1054,13±29,78 пг/мл, ДИ 95% 1002,84-1105,43 и 6,67±0,56 нг/мл, ДИ 95% 5,80-7,73 соответственно) и снижались при наблюдении в динамике через 3 (907,20±60,14 пг/мл, ДИ 95% 815,05-999,35 и 4,61±0,33 нг/мл, ДИ 95% 4,11-5,11 соответственно) и 6 месяцев (867,65±75,66 пг/мл, ДИ 95% 750,97-984,33 и 4,96±0,20 нг/мл, ДИ 95% 4,65-5,27 соответственно).

Выявлена средняя степень прямой взаимосвязи между уровнями TGF-β и галектина 3 (r=0,60) и между PAI и тромбомодулином (r=0,56).

Выводы: У больных с COVID-19 с выявленными процессами фиброза легких на КТ в острый период инфекции повышались уровни биомаркекров: TGF-β, галектина 3, эндокана, PAI и тромбомодулина со снижением в динамике через 3 и 6 месяцев после инфекции. Маркер эндотелиальной дисфункции эндотелин-1 не имел достоверного снижения в период выздоровления.

Список литературы

1. Mauad T., Duarte-Neto A.N., da Silva L.F.F. et al. Tracking the time course of pathological patterns of lung injury in severe COVID-19. Respir Res. 2021;22(1):32. DOI: 10.1186/s12931-021-01628-9.
2. Xiao L., Du Y., Shen Y. et al. TGF-beta 1 induced fibroblast proliferation is mediated by the FGF-2/ERK pathway. Front Biosci (Landmark Ed). 2012;17(7):2667-74. doi: 10.2741/4077.
3. Garcia-Revilla J., Deierborg T., Venero J.L., Boza-Serrano A. Hyperinflammation and Fibrosis in Severe COVID-19 Patients: Galectin-3, a Target Molecule to Consider. Front Immunol. 2020;11:2069. doi: 10.3389/fimmu.2020.02069.
4. Pulito-Cueto V., Genre F., López-Mejías R. et al. Endothelin-1 as a Biomarker of Idiopathic Pulmonary Fibrosis and Interstitial Lung Disease Associated with Autoimmune Diseases. Int J Mol Sci. 2023;24(2):1275. doi: 10.3390/ijms24021275.
5. Lo Gullo A., Mandraffino G., Rodríguez-Carrio J. et al. Endocan and Circulating Progenitor Cells in Women with Systemic Sclerosis: Association with Inflammation and Pulmonary Hypertension. Biomedicines. 2021;9(5):533. doi: 10.3390/biomedicines9050533.
6. Shioya S., Masuda T., Senoo T. et al. Plasminogen activator inhibitor-1 serves an important role in radiation-induced pulmonary fibrosis. Exp Ther Med. 2018;16(4):3070-3076. doi: 10.3892/etm.2018.6550.
7. Maldonado F., Morales D., Díaz-Papapietro C. et al. Relationship Between Endothelial and Angiogenesis Biomarkers Envisage Mortality in a Prospective Cohort of COVID-19 Patients Requiring Respiratory Support. Front Med (Lausanne). 2022;9:826218. doi: 10.3389/fmed.2022.826218.