Буря цитокінів

Цитокінова буря являє собою бурхливу запальну реакцію, яка виходить з-під контролю нашого організму. Зазвичай, запальна реакція на вірусну інфекцію, наприклад, самообмежується, але у деяких людей активація імунної системи настільки сильна, що може спричинити пошкодження багатьох органів і, зрештою, навіть смерть. Недавні дослідження довели, що буря цитокінів є однією з основних причин смерті людей, які страждають на COVID-19.

Зміст:

1. Цитокінова буря - що це?
2. Цитокінова буря - механізм її утворення
3. Цитокіновий шторм - причини
4. Буря цитокінів - наслідки
5. Цитокінова буря - симптоми
6. Цитокінова буря - лікування
7. Цитокінова буря - COVID-19 та інші пандемії

Цитокінова буря - що це?

Цитокінова буря, або гіперцитокінемія, або цитокіновий каскад - це надмірна і неконтрольована реакція імунної системи, яка виділяє величезну кількість прозапальних речовин. Неліковані цитокінові бурі можуть призвести до серйозних ускладнень, таких як сепсис, шок, пошкодження тканин та поліорганної недостатності з подальшою смертю.

Цитокінові бурі не класифікуються як хвороба, а як комплекс імунних реакцій, які можуть з'являтися в ході різних клінічних станів, наприклад інфекційних захворювань.

Термін "цитокінова буря" вперше був використаний в 1993 році для опису наслідків захворювання трансплантат проти хазяїна, яке може виникнути в організмі реципієнта після трансплантації органів. У 2003 році також було показано, що буря цитокінів може бути пов’язана з реакцією організму на зараження вірусами, бактеріями або грибками.

Термін "цитокінова буря" вперше використовується в контексті зараження вірусом пташиного грипу H5N1 у 2005 році. Потім його стали дедалі ширше використовувати в науковій літературі.

Цитокінова буря - механізм її утворення

Початок бурі цитокінів може відбуватися, наприклад, під час зараження вірусом грипу. Після зараження вірус потрапляє в епітеліальні клітини верхніх і нижніх дихальних шляхів через процес ендоцитозу. Тоді вірусний генетичний матеріал розпізнається за допомогою т.зв. патогенні молекулярні структури (коротше PAMP), які, в свою чергу, можуть ініціювати реакцію імунної системи, включаючи бурю цитокінів.

Під час бурі цитокінів клітини імунної системи швидко активуються. Швидкий розподіл Т-лімфоцитів та В-лімфоцитів, моноцитів, макрофагів, дендритних клітин та NK-клітин та їх перевиробництво понад 150 різних цитокінів.

Особливістю бурі цитокінів є втрата імунною системою негативного зворотного зв’язку, що фізіологічно пригнічує надмірну продукцію прозапальних цитокінів. Вивільнення цитокінів індукує вивільнення подальших цитокінів, що ініціює нестримну ланцюгову реакцію. Дійде до свого роду самохідного порочного кола.

Цитокіни - це різноманітна група дрібних молекул, які в основному секретуються клітинами імунної системи для зв’язку між собою. Серед найважливіших функцій цитокінів - контроль поділу та диференціації імунних клітин та регуляція запальної реакції.

Цитокіни включають такі білки, як:

• Інтерферони (ІФН), які відіграють важливу роль у вродженому імунітеті до вірусів та інших мікробів
• Інтерлейкіни (ІЛ), які в основному регулюють диференціацію та активацію імунних клітин. Вони можуть бути прозапальними (активуючи запальну реакцію) або протизапальними (гальмуючи запальну реакцію)
• Хемокіни діють як речовини, які «притягують» клітини імунної системи і контролюють їх рух до місць запалення
• Фактори, що стимулюють колонії (CSF), контролюють кровотворення, процес виробництва зрілих імунних клітин із стовбурових клітин крові
• Фактор некрозу пухлини (ФНО) - це, мабуть, найбільш вивчений прозапальний цитокін, який відіграє центральну роль у бурі цитокінів

Цитокіновий шторм - причини

Фактори, що призводять до бурі цитокінів, пов'язані з широким спектром інфекційних та неінфекційних захворювань. Інфекційні агенти включають:

• стрептококи групи А
• цитомегаловірус
• Вірус Епштейна-Барра
• Вірус Ебола
• вірус грипу
• вірус віспи
• коронавіруси, наприклад SARS-CoV, MERS-CoV

До неінфекційних факторів належать:

• хвороба трансплантат проти господаря
• розсіяний склероз
• ювенільний ревматоїдний артрит
• запалення підшлункової залози
• рак, наприклад, лімфоми
• біологічна терапія, наприклад, ритуксимаб
• гемофагоцитарний синдром
• синдром активації макрофагів

Однією з найбільших загадок навколо цитокінової бурі є те, чому деякі люди виявляються особливо вразливими, а інші стійкими до розвитку цитокінової бурі. Ймовірно, це пов’язано з генетичною мінливістю імунної відповіді в людській популяції.

Буря цитокінів - наслідки

Цитокіновий шторм є важливою причиною смерті пацієнтів, інфікованих вірусами, такими як Ебола, Марбург, коронавіруси та пандемічний грип. Гостра травма легенів (АЛІ) є загальним наслідком бурі цитокінів у вірусів, що вражають легені, таких як ГРВІ-CoV та вірус грипу.

ALI характеризується гострою запальною реакцією легеневої тканини з подальшою хронічною фазою відкладення колагену в легенях та фіброзу. З часом ALI може перерости у свою більш важку форму - гострий респіраторний дистрес-синдром (ARDS).

Місцева пневмонія може поширитися через систему кровообігу на решту тіла, спричиняючи пошкодження інших органів. Згодом може спостерігатися важкий клінічний синдром у формі сепсису.

Люди з важким інфекційним сепсисом мають характерні цитокінові профілі крові, які з часом змінюються. Гострою реакцією на цитокіни є ФНП, інтерлейкін-1 та 8, які з’являються на ранніх хвилинах або годинах після зараження, після чого спостерігається помітне підвищення рівня інтерлейкіну-6. Протизапальний інтерлейкін-10 з’являється трохи пізніше, коли організм намагається контролювати гостру системну запальну реакцію.

На додаток до легеневих інфекцій, буря цитокінів є наслідком важких інфекцій шлунково-кишкового тракту, сечовивідних шляхів, центральної нервової системи, шкіри та суглобових проміжків.

Цитокінова буря - симптоми

• лихоманка
• втома
• втрата апетиту
• біль у м’язах та суглобах
• нудота і блювота
• діарея
• падіння артеріального тиску
• прискорене серцебиття
• судоми
• Головний біль
• марення та галюцинації
• заплутаність
• висип

Однак лабораторні дослідження показують високий рівень:

• сполуки азоту в крові
• D-димери
• амінотрансферази
• феритин
• Білки CRP
• інтерлейкін-6
• лактатдегідрогеназа
• тривалий протромбіновий час
• низький вміст тромбоцитів у крові

Цитокінова буря - лікування

В даний час не існує єдиної цитокінової штормової терапії та препаратів, спеціально розроблених для її лікування. Основним підходом до лікування цього синдрому є стимулювання імуносупресії, тобто зменшення чутливості імунної системи. Для цього використовуються такі препарати, як:

• кортикостероїди
• інгібітори цитокінів, наприклад, тоцилізумаб

Цитокінова буря - COVID-19 та інші пандемії

Накопичувані клінічні дані свідчать про те, що індукована вірусом SARS-CoV-2 підгрупа важких пацієнтів з COVID-19 може виявляти синдром цитокінової бурі.

Багатоцентрове ретроспективне дослідження, опубліковане Руаном та співавт., В якому було проаналізовано 150 підтверджених випадків COVID-19, виявило, що смертність від COVID-19 може бути зумовлена ​​вірусно-активованою бурею цитокінів. У цих пацієнтів спостерігали підвищений рівень феритину та інтерлейкіну-6 у крові. Це може мати важливі наслідки для лікування захворювання, оскільки в даний час лікування COVID-19 підтримує.

Тому рекомендується проводити обстеження пацієнтів з важким COVID-19 на наявність цитокінових бур (наприклад, шляхом вимірювання ферритину), щоб визначити підгрупу пацієнтів, для яких імунодепресивна терапія була б ефективною. Цей новий терапевтичний підхід апробований у відділенні інфекційних хвороб Незалежної державної клінічної лікарні №1 у Любліні.

Цитокіновий шторм може пояснити рівень смертності серед молодих людей від COVID-19, оскільки подібна ситуація спостерігалася в 1918 році під час пандемії іспанського грипу. Тоді більше половини смертей сталося у здорових суб'єктів у віці від 18 до 40 років і було спричинено бурею цитокінів, яка призвела до синдрому гострого респіраторного дистрессу.

З іншого боку, явище цитокінової бурі пояснює, чому діти стають легшими від зараження вірусом SARS-CoV-2. Їх імунна система просто менш розвинена і не реагує настільки бурхливо на наявність вірусу.

Також читайте:

• Як прогресує коронавірусна інфекція ГРВІ CoV-2? Нові домовленості!
  
• Коронавірус небезпечний для людей похилого віку - як захистити людей похилого віку?
• Чому коронавірус вбиває молодь?
• Лікар показує, як коронавірус руйнує легені молодих людей
• Смертність у людей, інфікованих коронавірусом

Література:

1. Tisoncik J. R. та співавт. В око цитокінової бурі. Microbiol Mol Biol Rev. 2012 бер; 76 (1): 16–32. - Інтернет-доступ
2. Mehta P. та ін. COVID-19: розглянемо синдроми бурі цитокінів та імуносупресію. Ланцет. 2020 березня 28; 395 (10229): 1033-1034. - Інтернет-доступ
3. Остерхольм М.Т. Підготовка до наступної пандемії. N Engl J Med. 2005 5 травня; 352 (18): 1839-42. Інтернет-доступ
4. Лі Д. та ін. Сучасні концепції діагностики та лікування синдрому вивільнення цитокінів. Кров. 2014 липня 10; 124 (2): 188–195. - Інтернет-доступ
5. Беренс Е.М. та Корецький Г.А. Огляд: Синдром цитокінової шторму: погляд до епохи точної медицини. Ревматол артриту. 2017 червня; 69 (6): 1135-1143. - Інтернет-доступ
6. Ruan Q. та співавт. Клінічні предиктори смертності від COVID-19 на основі аналізу даних 150 пацієнтів з міста Ухань, Китай. Intensive Care Med 2020. - Інтернет-доступ
7. Інноваційний метод лікування коронавірусу, випробуваний у Любліні - Інтернет-доступ

Про автора

Кароліна Карабін, доктор медичних наук, молекулярний біолог, лабораторний діагност, Cambridge Diagnostics Polska Біолог зі спеціалізацією з мікробіології та лабораторний діагност з більш ніж 10-річним досвідом у лабораторних роботах. Випускник Школи молекулярної медицини та член Польського товариства генетики людини, керівник наукових досліджень в лабораторії молекулярної діагностики при кафедрі гематології, онкології та внутрішніх хвороб Варшавського медичного університету. Захистила звання доктора медичних наук у галузі медичної біології на 1-му медичному факультеті Варшавського медичного університету. Автор багатьох наукових та науково-популярних праць у галузі лабораторної діагностики, молекулярної біології та харчування. Щодня, як фахівець у галузі лабораторної діагностики, він керує основним відділом Cambridge Diagnostics Polska та співпрацює з командою дієтологів у дієтичній клініці CD. Він ділиться своїми практичними знаннями з діагностики та дієтотерапії захворювань зі спеціалістами на конференціях, тренінгах, у журналах та на веб-сайтах. Її особливо цікавить вплив сучасного способу життя на молекулярні процеси в організмі.

Прочитайте більше текстів цього автора