Dynamic Monitoring of Immunobiochemical measurements in Patients with Novel Coronavirus Infection having therapy with Favipiravir
- Authors: Kostenko S.M.1, Tulinova I.A.1, Zemskov A.M.2, Dushkina N.V.1, Mukha T.A.1, Kostenko D.S.3, Zotova E.E.2
-
Affiliations:
- БУЗ ВО «ВОКЦПиБС»
- ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко
- ФГБОУ ВО ВГУ
- Issue: Vol 24, No 3 (2023): Научно-медицинский вестник Центрального Черноземья
- Pages: 100-106
- Section: Articles
- URL: https://new.vestnik-surgery.com/index.php/1990-472X/article/view/9172
Cite item
Full Text
Abstract
Delayed innate and adaptive immune response lay behind the pathogenesis of the novel coronavirus infection. COVID-19 is a multisystem disease affecting various human organs. More than a third of the patients have hepatic impairments. This can be caused by both direct cytopathic effect and immune-mediated mechanisms. In the Russian Federation, favipiravir, a DNA-Dependent RNA Polymerase inhibitor, is recommended for etiotropic therapy of the novel coronavirus infection. Research shows that the medication can reduce the viral load and the length of hospital stay. However, the affect of favipiravir on the immune response remains uncertain.
Full Text
Актуальность. Нарушение иммунной регуляции является общим элементом, связанным с патогенезом инфекционного заболевания SARS-CoV-2. Обычно это связанно с задержкой врожденного иммунного ответа (снижение выработки интерферона), запоздалым адаптивным иммунитетом и буйными воспалительными реакциями [18, 19]. Немногочисленные работы по изучению динамики иммунологических показателей при COVID-19 показывают, что при легком или среднем течении иммунный ответ восстанавливается к 10-15 дню [7, 26].
COVID-19 является мультисистемным заболеванием, при котором могут поражаться различные органы организма человека.
Ангиотензин-превращающий фермент 2 (ACE2), по-видимому, является ключевым фактором повреждения печени из-за COVID-19. Он служит функциональным рецептором для SARS-CoV-2 и локализуется не только на поверхности эпителия дыхательных путей, но также и на эпителиальных клетках верхнего отдела пищевода, энтероцитах подвздошной и толстой кишки, сердца, яичек, клеток гладкой мускулатуры и эндотелия кровеносных сосудов поджелудочной железы, головного мозга и почек [6-8]. Кроме того, повышенная экспрессия ACE2 также наблюдается в холангиоцитах (59,7% клеток) и, в меньшей степени, в гепатоцитах (2,6% клеток). Это доказывает, что инфекция SARS-CoV-2 нарушает функцию печени за счет прямой цитотоксичности из-за непрерывной репликации вируса в вышеупомянутых популяциях клеток [9, 10]. Таким образом, SARS-CoV-2 может оказывать цитопатическое действие за счет лизиса и / или индукции некроза и апоптоза [2, 11, 16].
Накопленные данные предполагают, что более одной трети пациентов, госпитализированных из-за инфекции SARS-CoV-2, могут иметь нарушение функции печени. Повышение активности аспартаттрансаминазы и аланинтрансаминазы, особенно у мужчин, приводит к тяжелому течению COVID-19 [7, 10]. Другое исследование показало потенциальную роль индуцированных вирусами цитотоксических Т-клеток в тяжести заболевания. Последующий патологический путь, ответственный за дисфункцию печени при COVID-19 - это иммунологический воспалительный ответ [4].
При COVID-19 рекомендованы для этиотропной терапии в РФ фавипиравир, молнупиравир, нирматрелвир+ритонавир, ремдесивир, синтетическая малая интерферирующая рибонуклеиновая кислота (миРНК) [двуцепочечная], препараты моноклональных антител, умифеновир и интерферон-альфа. Их целесообразно назначать в ранние сроки, не позднее 7-8 дня от начала болезни (появления первых симптомов).
Фавипиравир (6-фтор-3-гидрокси-пиразинкарбоксамид) является ингибитором РНК-зависимой РНК-полимеразы (RdRp). Его механизм действия заключается в селективном ингибировании вирусной РНК-полимеразы in vivo ее трифосфорилированным производным (T-705RTP), что приводит к ингибированию многих вирусов, таких как вирусы гриппа, бунья-, арена-, флави-, пикоранавирусы и другие [21, 25].
В Российской Федерации зарегистрированы препараты на основе фавипиравира в различных лекарственных формах, получено подтверждение высокой эффективности в отношении улучшения клинического статуса, в том числе у пациентов имеющих высокий риск тяжелого течения заболевания.
Основными побочными явлениями ФП являются: тератогенное и эмбриотоксическое, негативное влияние на морфогенез сперматозоидов, гиперурикемия, гепатотоксичность, нейтропения [4, 18]. Действие на показатели биохимического и иммуннного статуса этого препарата плохо изучено.
Цель работы - изучение динамики основных биохимических параметров и иммунного ответа у пациентов с новой коронавирусной инфекцией при назначении этиотропной терапии фавипиравиром.
Материал и методы исследования. В исследовании участвовали 43 пациента с новой коронавирусной инфекцией средней формы течения. Все получали стандартное лечение, включавшее антибиотики, глюкокортикостероиды и низкомолекулярные гепарины. Больные были разбиты на две группы. Первая группа – контрольная, пациенты, получали только стандартную терапию, согласно Временным методическим рекомендациям Минздрва России [1]. В нее включены 25 человек (мужчин - 10, женщин – 15), средний возраст составил 50,26±5,46 лет. Сроки амбулаторного лечения 6,6±0,40 дней, длительность госпитализации 11,2±0,91 дней. Длительность вирусоносительства 18,29±0,86 дней, уровень сатурации крови при поступлении 95,64±0,34 %.
Вторая группа – группа сравнения, в неё вошли пациенты, которым в дополнение к стандарту была назначена этиотропная терапия фавипиравиром - 18 человек (мужчин - 7, женщин - 11), средний возраст - 58,05± 2,04 лет. Сроки амбулаторного лечения 6,11±0,51 дней, длительность госпитализации - 10,83± 0,32 дней. Длительность вирусоносительства 15,73±1,18 дней, уровень сатурации крови при поступлении 95,38±0,48.
Фавипиравир назначался в 1-2 дни госпитализации или на 6 -7 дни от начала заболевания в стандартной дозировке. Таблетки: для пациентов с массой тела менее 75 кг: по 1600 мг 2 раза в сутки в 1-й день и далее по 600 мг 2 раза в сутки в 2-10-й дни. Для пациентов с массой тела 75 кг и более: по 1800 мг 2 раза в сутки в 1-й день, далее по 800 мг 2 разав сутки со 2-го по 10-й день.
Больные обследовались в первый день госпитализации (1 период), 3-8 дни (2 период), и при выписке из стационара (3 период).
Клиническое исследование выполнено в соответствии с Хельсинской декларацией Всемирной медицинской ассоциации «Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека» с поправками 2000 г., WMA Declaration of Helsinki –Ethical Principles for Medical Research Involving Human Subjects (2013), Правилами клинической практикив Российской Федерации, утвержденными приказом Минздрава России от 19.06.2003 No 266. Все пациенты подписывали добровольное информированное согласие на участие в исследовании.
В первый день поступления в стационар выполняли: компьютерную томографию органов грудной клетки, оценивали уровень сатурации крови кислородом, электрокардиографию. Выполняли биохимические, иммунологические, гематологические исследования. Определение SARS-CoV-2 проводили методом ПЦР. Общий анализ крови исследовался на гематологическом анализаторе (BC-5150 Mindray) и включал следующие показатели: лейкоциты, нейтрофилы, лимфоциты, моноциты, эозинофилы, базофилы, тромбоциты, эритроциты, гемоглобин. Биохимические показатели (BS-120, Mindray) включали определение СРБ, АЛТ, АСТ, гамма-глутамилтранспептидазы (ГГТ), общего белка, альбумина, мочевины, креатина, глюкозы, лактатдегидрогеназы (ЛДГ), амилазы, билирубина, холестерина, мочевой кислоты. Иммунофенотипирование лимфоцитов выполняли на проточном цитометре. Применяли меченые моноклональные антитела CD3 конъюгированные с FITC, CD16 и CD56 конъюгированные PE, CD45 конъюгированные ECD, CD8 конъюгированные PC7, CD4 и CD19 конъюгированные APC. Определялись следующие популяции лимфоцитов: Т-лимфоциты (CD45+CD3+), Т-хелперы (CD45+CD3+CD4+), Т-цитотоксические (CD45+CD3+CD8+), В-лимфоциты (CD45+CD3-CD19+), натуральные киллеры (CD45+CD3-CD(16+56)+). Ферритин определяли методом ИФА с помощью наборов Алкорбио РФ.
Статистический анализ выполняли с помощью прикладных статистических программ, расчитывали показатели описательной статистики. Количественные признаки представляли в виде медианы и межквартильного размаха (25-й и 75-й перцентили). Сравнение медиан в группах осуществляли с помощью теста Вилкоксона и критерия Манна-Уитни.
Полученные результаты и их обсуждение. Основными симптомами были лихорадка, кашель, слабость, одышка.
Сопутствующие заболевания в первой группе составили: гипертоническая болезнь у 9 человек, ишемическая болезнь сердца у 4, сахарный диабет 2 типа у 4 и последствия острого нарушения мозгового кровообращения у 1 пациента. Сопутствующие заболевания во второй группе: гипертоническая болезнь - 6, ишемическая болезнь сердца - 1, сахарный диабет 2 типа - 2, последствия острого нарушения мозгового кровообращения - 2.
Анализ основных биологических маркеров и показателей повреждения печени показывает достоверный рост ферритина и АЛТ, ГГТ в группе сравнения к моменту выписки (р<0,05). У пациентов, получавших фавипиравир рост значительно ниже. Повышенные уровни глюкозы крови в первый день в обеих группах к моменту выписки достоверно снижаются до нормы. Самые низкие цифры отмечаются во второй группе. СРБ достоверно снижался ко времени выписки. Наибольшее снижение выявлено во второй группе. Содержание мочевой кислоты практически не менялось в обеих группах во всех периодах. Фавипиравир снижает воздействие вируса COVID-19 свертывающую систему крови. Ко времени выписки снижается протромбин и достоверно фибриноген во второй группе. Он также воздействует на липидный обмен. Воздействие вируса на этот обмен менее выражено в группе пациентов получавших фавипиравир. (табл.1).
Таблица 1 - Основные биохимические показатели в исследуемых группах по периодам наблюдения.
Показатель | Контрольная группа (стандартная терапия) | Группа сравнения (+Фавипиравир) | ||||
1 период | 2 период | 3 период | 1 период | 2 период | 3 период | |
Ферритин нг/мл | 237,0 (142,0-477,0) | 415,5 (280,75-2022,5) | 547,0 (345,0-2330) | 221,0 (138,0-324,2) | 278,0 (225,0-949) | 360,5 (282,5-427,25) |
СРБ мг/л | 28,0 (20,0-47,5) | 18,0 (12,0-29,0), | 19,0 (11,0-29,0) | 29,0 (22,0- 49,0) | 20,5 (12,75-28,25) | 13,0 (9,0-22,0) |
АЛТ Ед/л | 34,0 (23,0-50,5) | 42,0 (35,0-71,0) | 62,0 (42,0-104,0) | 35,0 (25,0-50,0) | 35,0 (24,75-47,75) | 57,0 (26,0-70,0) |
Билирубин мкмоль/л | 9,4 (7,6-11,9) | 8,0 (6,35-9,68) | 11,1 (8,6-12,9) | 9,7 (7,9-10,4) | 7,7 (5,58-9,73) | 10,9 (8,9-13,8) |
ГГТ Ед/л | 44,0 (24,5-110,5) | 54,0 (32,25-92,5) | 56,0 (37,0-87,0) | 37,0 (24,,0-53,0) | 42,0 (30,0-79,0) | 51,5 (31,5-83,25) |
ЛДГ Ед/л | 289,0 (215,5-374,5) | 246,5 (178,25-310,5) | 249,5 (184,25-308,0) | 296,0 (265,0-380,0) | 274,5 (245,0-358,0) | 253,0 (232,75-310,25) |
Холестерин ммоль/л | 4,9 (4,05-5,4) | 5,15 (4,425-5,755) | 5,4 (5,2-5,6) | 4,2 (3,6-4,7) | 4,95 (4,575-5,9) | 4,65 (3,85-5,9) |
Триглицериды ммоль/л | 1,3 (0,9-1,177) | 1,8 (1,325-2,5) | 1,9 (1,45-2,9) | 0,8 (0,8-1,2) | 1,75 (1,275-2,425) | 1,95 (1,575-3,35) |
Глюкоза ммоль/л | 6,6 (5,475-7,425) | 5,7 (4,1-6,375) | 5,3 (4,375-6,725) | 6,3 (5,5-7,6) | 6,1 (4,6-7,0) | 4,7 (3,4-5,2) |
Мочевая кислота мкмоль/л | 341 (254,5-417,5) | 257 (211,25-298,25) | 262 (226-312,5) | 325 (192-414) | 394 (282-463) | 295 (257-431 |
Протромбин % | 94 (87-107) | 95 (88-106) | 89 (87-105) | 97 (81-99) | 90 (80-93) | 88 (77-100) |
Фибриноген г/л | 4,5 (3,9-5,2) | 3,9 (3,6-4,6) | 4,0 (2,9-4,8) | 4,3 (3,5-4,7) | 3,0 (2,6-3,9) | 2,9 (2,4-4,4) |
Самое низкое количество лейкоцитов, нейтрофилов, лимфоцитов, моноцитов и тромбоцитов было при обследовании впервые дни госпитализации группах. В дальнейшем отмечался достоверный значительный рост этих показателей, достигавший максимума в момент выписки пациентов из стационара. В группе пациентов, получавших лечение фавипиравиром, рост был несколько выше (табл.2).
Таблица 2 - Гематологические показатели в исследуемых группах.
Показатель | Контрольная группа (стандартная терапия) | Группа сравнения (+Фавипиравир) | ||||
1 период | 2 период | 3 период | 1 период | 2 период | 3 период | |
Лейкоциты*109/л | 5,4 (3,7-6,69) | 8,54 (6,59-10,76) | 10,2 (9,13-11,26) | 4,53 (3,4-5,94) | 9,82 (7,48-10,96) | 10,7 (8,45-11,92) |
Нейтрофилы*109/л | 3,55 (2,41-4,9) | 5,64 (4,23-8,16) | 7,05 (5,6-8,25) | 2,92 (2,17-4,35) | 7,38 (5,7-8,55) | 7,02 (6,16-8,52) |
Лимфоциты*109/л | 1,2 (0,86-1,44) | 1,55 (0,99-2,3) | 1,94 (1,44-2,6) | 1,1 (0,87-1,63) | 1,51 (1,13-1,98) | 1,96 (1,38-2,72) |
Моноциты*109/л | 0,27 (0,13-0,45) | 0,57 (0,4-0,73) | 0,68 (0,54-0,82) | 0,23 (0,15-0,27) | 0,63 (0,43-0,72) | 0,79 (0,6-0,92) |
Тромбоциты*109/л | 184 (151-216) | 303 (225-342) | 290 (251-371) | 177 (167-185) | 224 (186-274) | 273 (211-329) |
Анализ иммунологических показателей показывает, что к моменту выписки происходит достоверное восстановление адаптивного специфического иммунитета к моменту выписки из стационара. Было выявлено и достоверное снижение натуральных киллеров к моменту выписки пациентов из стационара. Можно отметить, что к этому времени происходит переключение с врожденного противовирусного ответа на специфический адаптивный иммунитет. Более выражен этот процесс в группе пациентов, получавших лечение фавипиравином (табл.3).
Таблица 3 – Иммунологические показатели в исследуемых группах
Показатель | Контрольная группа (стандартная терапия) | Группа сравнения (+Фавипиравир) | ||||
1 период | 2 период | 3 период | 1 период | 2 период | 3 период | |
Т-лимфоциты*109/л | 0,75 (0,59-0,90) | 1,19 (0,70-1,5) | 1,38 (1,22-1,91) | 0,49 (0,41-1,25) | 0,99 (0,80-1,13) | 1,61 (1,25-1,76) |
Т-хелперы*109/л | 0,38 (0,34-0,49) | 0,71 (0,45-0,81) | 0,84 (0,73-1,1) | 0,34 (0,24-0,73) | 0,63 (0,40-0,75) | 0,73 (0,70-0,98) |
Т-цитотоксические*109/л | 0,27 (0,17-0,35) | 0,38 (0,23-0,58) | 0,47 (0,29-0,61) | 0,19 (0,13-0,42) | 0,32 (0,26-0,47) | 0,45 (0,41-0,78) |
В-лимфоциты*109/л | 0,12 (0,11-0,15) | 0,23 (0,14-0,36) | 0,29 (0,19-0,31) | 0,17 (0,12-0,20) | 0,26 (0,19-0,40) | 0,31 (0,20-0,61) |
Натуральные киллеры*109/л | 0,28 (0,14-0,44) | 0,27 (0,13-0,30) | 0,24 (0,18-0,30) | 0,29 (0,18-0,31) | 0,18 (0,16-0,22) | 0,14 (0,08-0,17) |
Выводы. Проведенное исследование показало, что при новой коронавирусной инфекции средней тяжести течения характерно резкое снижение многих гематологических и иммунологических показателей на 6-7 дни от начала заболевания. Ко времени выздоровления на 16-18 дни происходит полное восстановление этих показателей. Маркеры поражения печени наоборот растут, достигая наибольших показателей к моменту выписки. Фавипиравир положительно влияет на динамику этих показателей, достоверно снижая длительность вирусоносительства и госпитализации.
About the authors
Stanislav M. Kostenko
БУЗ ВО «ВОКЦПиБС»
Author for correspondence.
Email: kostenko@aidsvrn.ru
к.м.н., заведующий иммунологической лабораторией
Russian FederationIrina A. Tulinova
БУЗ ВО «ВОКЦПиБС»
Email: tulinova@aidsvrn.ru
главный врач
Russian FederationAndrey M. Zemskov
ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко
Email: microbiologvgma@yandex.ru
д.м.н, профессор, заведующий кафедрой микробиологии
Russian FederationNatalya V. Dushkina
БУЗ ВО «ВОКЦПиБС»
Email: z_med@aidsvrn.ru
заместитель главного врача
Russian FederationTatiana A. Mukha
БУЗ ВО «ВОКЦПиБС»
Email: muha@aidsvrn.ru
заместитель главного врача
Russian FederationDmitry S. Kostenko
ФГБОУ ВО ВГУ
Email: kostenko.dmitrij2012@yandex.ru
Russian Federation
Elena E. Zotova
ФГБОУ ВО ВГМУ им. Н.Н. Бурденко
Email: zotova1109@yandex.ru
к.х.н, доцент каф. клинической и лабораторной диагностики
Russian FederationReferences
- Временные методические рекомендации. Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (covid-19). Министерство здравоохранения Российской Федерации. Версия 17 (14.12.2022)
- Deidda S, Tora L, Firinu D, Del Giacco S, Campagna M, Meloni F, Orrù G, Chessa L, Carta MG, Melis A, Spolverato G, Littera R, Perra A, Onali S, Zorcolo L, Restivo A. Gastrointestinal coronavirus disease 2019: epidemiology, clinical features, pathogenesis, prevention, and management. Expert Rev Gastroenterol Hepatol 2021; 15: 41-50
- Delang L, Abdelnabi R, Neyts J. Favipiravir as a potential countermeasure against neglected and emerging RNA viruses. Antiviral Res 2018;153:85–94.
- Dong L, Hu S, Gao J. Discovering drugs to treat coronavirus disease 2019 (COVID-19). Drug Discov Ther 2020;14(1):58–60.
- Furuta Y., Gowen B.B., Takahashi K., Shiraki K., Smee D.F., Barnard D.L. Favipiravir (T-705), a novel viral RNA polymerase inhibitor. Antiviral Res. 2013; 100(2): 446–54.
- Ghoda A, Ghoda M. Liver Injury in COVID-19 Infection: A Systematic Review. Cureus 2020; 12: e9487
- Kullar R, Patel AP, Saab S. Hepatic Injury in Patients With COVID-19. J Clin Gastroenterol 2020; 54: 841-849
- Liu W, Tao ZW, Wang L, Yuan ML, Liu K, Zhou L, Wei S, Deng Y, Liu J, Liu HG, Yang M, Hu Y. Analysis of factors associated with disease outcomes in hospitalized patients with 2019 novel coronavirus disease. Chin Med J (Engl) 2020; 133: 1032-1038
- Liu Yangli, Tan Weiping, Chen Haihong et all. Dynamic changes in lymphocyte subsets and parallel cytokine levels in patients with severe and critical COVID-19 BMC Infectious Diseases (2021) 21:79
- Loganathan S, Kuppusamy M, Wankhar W, Gurugubelli KR, Mahadevappa VH, Lepcha L, Choudhary AK. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2): COVID 19 gate way to multiple organ failure syndromes. Respir Physiol Neurobiol 2021; 283: 103548
- Machhi J, Herskovitz J, Senan AM, Dutta D, Nath B, Oleynikov MD, Blomberg WR, Meigs DD, Hasan M, Patel M, Kline P, Chang RC, Chang L, Gendelman HE, Kevadiya BD. The Natural History, Pathobiology, and Clinical Manifestations of SARS-CoV-2 Infections. J Neuroimmune Pharmacol 2020; 15: 359-386
- Pirola CJ, Sookoian S. COVID-19 and ACE2 in the Liver and Gastrointestinal Tract: Putative Biological Explanations of Sexual Dimorphism. Gastroenterology 2020; 159: 1620-1621 [PMID: 32348773 doi: 10.1053/j.gastro.2020.04.050]
- Sette A, Crotty S. 2021. Adaptive immunity to SARS-CoV-2 and COVID-19. Cell 184:861–80
- Shi H, Wang W, Yin J, Ouyang Y, Pang L, Feng Y, Qiao L, Guo X, Shi H, Jin R, Chen D. The inhibition of IL-2/IL-2R gives rise to CD8+ T cell and lymphocyte decrease through JAK1-STAT5 in critical patients with COVID-19 pneumonia. Cell Death Dis 2020; 11: 429
- Shiraki K, Daikoku T. Favipiravir, an anti-infl uenza drug against lifethreatening RNA virus infections. Pharmacol Th er. 2020 May; 209:107512. 29. Pilkington V, Pepperrell T, Hill A. A review of the safety of favipiravir — a potential treatment in the COVID-19 pandemic? J VirusErad. 2020 Apr 30;6(2):45-51.
- Wang F, Wang H, Fan J, Zhang Y, Wang H, Zhao Q. Pancreatic Injury Patterns in Patients With Coronavirus Disease 19 Pneumonia. Gastroenterology 2020; 159: 367-370
- Wong LR, Perlman S. 2022. Immune dysregulation and immunopathology induced by SARS-CoV-2 and related coronaviruses—are we our own worst enemy? Nat. Rev. Immunol. 22:47–56
- Yaylaci S et al. Th e eff ects of favipiravir on hematological parameters of covid-19 patients. Rev Assoc Med Bras (1992). 2020 Sep 21;66Suppl 2(Suppl 2):65-70.
Supplementary files
There are no supplementary files to display.
