Проблемні питання патогенезу запальної реакції та перебігу коронавірусної інфекції
DOI:
https://doi.org/10.30978/TB2021-1-76Ключові слова:
коронавірусна інфекція; системне запалення; гіпотеза брадикінінового шторму; вітамін DАнотація
Мета роботи — виконати аналіз та систематизацію даних літератури щодо питання патогенезу запальної реакції та клінічного перебігу коронавірусної інфекції, зумовленої SARS-CoV-2.
Матеріали та методи. Було використано доступ до повнотекстових і реферативних баз даних за пошуковим запитом «coronavirus», «COVID-19», «SARS-CoV-2» та проведено їхнє систематичне оцінювання. Отримано найповнішу базу доступних літературних джерел (близько 70) з молекулярної патофізіології COVID-19.
Результати та обговорення. Дослідження показало, що біомедичні терміни, які асоціюються з COVID-19/SARS-CoV-2, формують кілька кластерів: кластер 1 — це запалення і формування цитокінового шторму; кластер 2 — патофізіологічне обґрунтування лікування коронавірусної інфекції; кластер 3 — коморбідні стани.
Аналіз даних кластера 1 показав, що на сьогодні однією з найцікавіших робочих гіпотез є модель брадикінінового шторму. Ця гіпотеза здатна пояснити мультисимптомність COVID-19, включаючи деякі із найдивніших його виявів.
Суть теорії брадикініну полягає в тому, що коли вірус починає впливати на регуляцію ренін-ангіотензин-альдостеронової системи (РААС) через активацію ангіотензин-перетворювального ферменту другого типу, він примушує механізми, які регулюють рівень брадикініну, виходити з ладу. Рецептори брадикініну повторно сенсибілізуються, і організм також припиняє ефективно розщеплювати брадикінін. АПФ розщеплює брадикінін, але коли вірус пригнічує його активність, він не може працювати з такою самою ефективністю. Кінцевим результатом такого дисбалансу є викид надмірної кількості брадикініну внаслідок масового нестримного накопичення його з формуванням феномену — брадикінінового шторму. Згідно з гіпотезою брадикініну, власне цей варіант шторму є відповідальним за поліморбідність клінічної картини та смертельні ефекти, спричинені COVID-19.
Висновки. Брадикінінова гіпотеза розвитку системної запальної реакції при ураженні вірусом SARS-CoV-2 представляє модель, яка сприяє кращому розумінню патогенезу та перебігу COVID-19 і додає новизни даним, які вже є відомими. Вона прогнозує майже всі відомі на сьогодні симптоми і пропонує якісні методи лікування хвороби. Аналіз оброблених даних літератури кластера 2, присвяченого патофізіологічному обґрунтуванню лікування коронавірусної інфекції, вивів на роль вітаміну D як нутрієнта, що бере участь у регуляторних процесах за участі РААС.
Посилання
Gromova OA, Torshin IO, Gabdulina GKh. Pandemiya COVID-19: zashchitnyye roli vitamina D. Farmakoyekonomika. 2020;13(2):132-145. (Rus.). doi:10.17749/ 2070-4909/farmakoekonomika.2020.044.
Gromova OA, Torshin IYu, Spirichev VB. Polnogenomnyy analiz saytov svyazyvaniya retseptora vitamina D ukazyvayet na shirokiy spektr potentsialnykh primeneniy vitamina D v terapii. Meditsinskiy sovet. 2016;1:12-21. (Rus.). doi:10.21518/2079-701X-2016-1-12-21.
Makatsariya AD, Grigoryeva KN, Mingalimov MA, Bitsadze VO, Khizroyeva DKh, Tretyakova MV, et al. Coronavirus disease (COVID-19) and disseminated intravascular coagulation syndrome. Obstetrics, gynecology and reproduction. 2020;14(2):123-131. doi:10.17749/2313-7347.132.
Porivnyalni dani pro khvoroby orhaniv dykhannya i medychnu dopomohu khvorym na khvoroby pulmonolohichnoho ta alerholohichnoho profilyu v Ukrayini za 2011-2018 rr. Natsionalna akademiya medychnykh nauk Ukrayiny, tsentr medychnoyi statystyky Ukrayiny MOZ Ukrayiny, DU “Natsionalnyy instytut ftyziatriyi i pulmonolohiyi im. FH Yanovskoho Natsionalnoyi akademiyi medychnykh nauk Ukrayiny”. Kyiv;2019. (Ukr.). http://www.ifp.kiev.ua/doc/staff/pulmukr2018.pdf.
Todoriko LD, Ostrovskyy MM, Semyaniv IO, Shevchenko OS. Osoblyvosti perebihu tuberkulozu v umovakh pandemiyi COVID-19. Tuberkuloz lehenevi khvoroby VIL-infektsiya. 2020;43(4): 52-63. (Ukr.). doi:10.30978/TB2020-4-52.
Bergman P, Lindh AU, Björkhem-Bergman L, Lindh J.D. Vitamin D and Respiratory Tract Infections: A Systematic Review and MetaAnalysis of Randomized Controlled Trials. PLoS One. 2013;8(6):e65835. doi:10.1371/journal.pone.0065835.
Bozkurt B, Kovacs R, Harrington R. HFSA/ACC/AHA statement addresses concerns Re: using RAAS antagonists in COVID-19. J Card Fail. 2020;26(5):370. doi:10.1016/j.cardfail.2020.04.013.
Chen L, Xiong J, Bao L, Shi Y. Convalescent plasma as a potential therapy for COVID-19. Lancet Infect. Dis. 2020;20:3398-3400. doi:10.1016/S1473-3099(20)30141-9.
Chen Y, Gong X, Wang L, Guo J. Effects of hypertension, diabetes and coronary heart disease on COVID-19 diseases severity: a systematic review and meta-analysis. medRxiv. 2020;3(25):20043113. doi:10.1101/2020.03.25.20043133.
Colotta F, Jansson B, Bonelli F. Modulation of inflammatory and immune responses by vitamin D. J Autoimmun. 2017;85:738-797. doi:10.1016/j.jaut.2017.07.007.
Daneshkhah A, Agrawal V, Eshein A, et al. The possible role of vitamin d in suppressing cytokine storm and associated mortality in COVID-19 patients. medRxiv. 2020:18. doi:10.1101/2020.04.08.20058578.
Dankers W, Colin EM, van Hamburg JP, Lubberts E. Vitamin D in autoimmunity: molecular mechanisms and therapeutic potential. Front Immunol. 2017;7:697. doi:10.3389/fimmu.2016.00697.
De Abajo F, Rodrigues-Martin S, Lerma V, et al. Use of renin-angiotensin-albosterone system inhibitors and risk of COVID-19 requiring admission to hospital: a case-population study. Lancet. 2020;395:1705-1714. doi:10.1016/S0140-6736(20)31030-8.
Emami A, Javanmardi F, Pirbonyeh N, Akbari A. Prevalence of Underlying Diseases in Hospitalized Patients with COVID-19: a Systematic Review and Meta-Analysis. Arch Acad Emerg Med. 2020;8(1):e35.
Grant WB, Lahore H, McDonnell SL, et al. Evidence that Vitamin D supplementation could reduce risk of influenza and COVID-19 infections and deaths. Nutrients. 2020;12:9388.
Gurvitz D. Angiotensin receptor blockers as tentative SARS-COV-2 therapeutics. Drug Dev Res. 2020;81(5):537-540. doi:10.1002/ddr.21656.
Hippsley-Cox J, Young D, Coupland C, et al. Risk of severe COVID-19 disease with ACE inhibitors and angiotensin receptor blockers cohort study including 8.3 million people. Heart. 2020;106:1503-1511. doi:10.1136/heartjnl-2020-317393.
Ilie PC, Stefanescu S, Smith L. The role of vitamin D in the prevention ofcoronavirus disease 2019 infection and mortality. Aging Clin Exp Res. 2020:1-4. doi:10.1007/s40520-020-01570-8.
Ji HL, Zhao R, Matalon S, Matthay MA. Elevated Plasmin(ogen) as a Common Risk Factor for COVID-19 Susceptibility. Physiol Rev. 2020;100 (3):1065-1075. doi:10.1152/physrev.00013.2020.
Jiang F, Yang G, Zhang Y, et al. Angiotensin-converting enzyme 2 and angiotensin 1-7: novel therapeutic targets. Nat Rev Cardiol. 2014;11:413-426. doi:10.1038/nrcardio.2014.59.
Jin X, Lian JS, Hu J.H. et al. Epidemiological, clinical and virological of 74 cases of coronavirus-infected disease 2019(COVID-19) with gastrointestinal symptoms. Gut. 2020. doi:10.1136/gutjnl-2020-320926.
Li G, De Clercq E. Therapeutic options for the 2019 novel coronavirus (2019-nCoV0). Nat Rev Drug Discov. 2020;19:149-150. doi:10.1038 / d41573-020-00016-0.
Li G, Fan Y, Lai Y, et al. Coronavirus infections and immune responses. J Med Virol. 2020;92(4):424-432. doi:10.1002/jmv.25685.
Li L, Zhang W, Hu Y, et al. Effect of convalescent plasma therapy on time to clinical improvement in patients with severe and life-threatening COVID-19: a randomized clinical trial. JAMA. 2020;32:460-470. doi:10.1001/jama.2020.10044.
Liu C, Jiang ZC, Shao CX, et al. Preliminary study of the relationship between novel coronavirus pneumonia and liver function damage: a multicenter study. Zhonghua Gan Zang Bing Za Zhi. 2020;28 (2):148-152. doi:10.3760/ cma.j.issn.1007-3418.2020.02.003.
Ma WX, Ran XW. The Management of Blood Glucose Should be Emphasized in the Treatment of COVID-19. Sichuan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban. 2020;51(2):146-150. doi:10.12182/20200360606.
Madjid M, Safavi-Naeini P, Solomon SD, Vardeny O. Potential Effects of Coronaviruses on the Cardiovascular System: A Review. JAMA Cardiol. 2020. pii:2763846. doi:10.1001/ jamacardio.2020.1286.
Mancia G, Rea F, Ludergnani M, et al. Renin-angiotensin-albosterone system blockers and the risk of COVID-19. N Engl J Med. 2020;382(25):2431-2440. doi:10.1056/NEJMoa2006923.
Martineau AR, Jolliffe DA, Hooper RL, et al. Vitamin D supplementation to prevent acute respiratory tract infections: systematic review and meta-analysis of individual participant data. BMJ. 2017;356:i6583. doi:10.1136/bmj.i6583.
Mehta N, Kalra A, Nowacki A, et al. Association of use of angiotensin-converting enzyme inhibitirs and angiotensin II receptors blockeers with testing positive for coronavirus disease 2019(COVID-19). JAMA Cardiol. 2020:e201955. doi:10.1001/jamacardio.2020.1855.
O’Mara GJ. Could ACE inhibitors, and particularly ARBs, increase susceptibility to COVID-19 infection. Marzo 2020 Disponible en: https://www.bmj.com/content/368/bmj.m406/rr-13. Consultado 15 Mar 2020.
Ostrovskyy MM, Varunkiv OI, Todoriko LD. Nitric oxide metabolism in patients with community-acquired pneumonia associated with coronary heart disease and the possibility of its medicamentous management. Wiad Lek. 2020;73(8):1707-1711. doi:10.36740/WLek202008122.
Patel VB, Zhong JC, Grant MB, Oudit GY. Role of the ACE2/angiotensin 1-7 axis of the renin-angiotensin system in heart failure. Circ Res. 2016;118(8):113-126. doi:10.1161/CIRCRESAHA.116.307708.
Patel VB, Verma A. COVID-19 and angiotensin-converting enzyme inhibitors and angiotensin receptor blockers. What is the evidence?. JAMA. 2020;323:1769-1770. doi:10.1001/jama.2020.4812.
Pittas AG, Dawson-Hughes B, Sheehan P, et al. Vitamin D supplementation and prevention of type 2 diabetes. N Engl J Med. 2019;381:520-530. doi:10.1056/NEJMoa1900906.
Prajapat M, Sarma P, Shekhar N, et al. Drug targets for corona virus: A systematic review. Indian J Pharmacol. 2020;52(1):56-65. doi:10.4103/ijp.IJP_115_20.
Qi F, Qian S, Zhang S, Zhang Z. Single cell RNA sequencing of 13 human tissues identify cell types and receptors of human coronaviruses. Biochem Biophys Res Commun. 2020. pii:S0006-291X(20)30523-4. doi:10.1016/j.bbrc.2020.03.044.
Reynolds H, Adhikari S, Pulgarin C, et al. Renin-angiotensin-aldosterone system inhibitirs and risk of COVID-19. N Engl J Med. 2020;382(25):2441-2448. doi:10.1056/NEJMoa2008975.
Salehi S, Abedi A, Balakrishnan S, Gholamrezanezhad A. Coronavirus Disease 2019(COVID-19): A Systematic Review of Imaging Findings in 919 Patients. AJR Am J Roentgenol. 2020:1-7. doi:10.2214/AJ.R.20.23034.
Sanders JM, Monogue ML, Jodlowski TZ, Cutrell JB. Pharmacologic treatments for coronavirus disease 2019(COVID-19). JAMA. 2020;323:1824-1836. doi:10.1001/jama.2020.6019.
Schneider WM, Chevillotte MD, Rice CM. Interferon-stimulated genes: a complex web of host defenses. Ann Rev Immunol. 2014;32:513-545. doi:10.1146/annurev-immunol-032713-120231.
Shaabani N, Zak Ja, Johnson JL, et al. ISG15 drives immune pathology and respiratory failure during viral infection. bioRxiv. 2020. doi:10.1101/2020.04.13.039321.
Shvets OM, Shevchenko OS, Todoriko LD. Carbohydrate and lipid metabolic profiles of Tuberculosis patients with bilateral pulmonary Lesions and mycobacteria excretion. Wiad Lek. 2020;73(7):1373-1376. doi:10.36740/wlek202007113.
Spinato G, Fabbris C, Polesel J, Cazzador D, Borsetto D, Hopkins C, et al. Alterations in smell or taste in mildly symptomatic outpatients with SARS-CoV-2 infection. JAMA. 2020;323:23089-2091. doi:10.1001/jama.2020.6771.
Tang N, Li D, Wang X, Sun Z. Abnormal coagulation parameters are associated with poor prognosis in patients with novel coronavirus pneumonia. J Thromb Haemost. 2020;18(4):844-847. doi:10.1111/jth.14768.
Torshin IYu, Rudakov KV. Combinatorial analysis of the solubility properties of the problems of recognition and completeness of algorithmic models. part 2: metric approach within the framework of the theory of classification of feature values. Pattern Recognition and Image Analysis (Advances in Mathematical Theory and Applications). 2017;27 (2):184-199.
Vanherwegen AS, Gysemans C, Mathieu C. Regulation of Immune Function by Vitamin D and Its Use in Diseases of Immunity. Endocrinol. Metab. Clin. North Am. 2017;46(4):1061-1094. doi:10.1016/j.ecl.2017.07.010.
Wu J, Li W, Shi X, et al. Early antiviral treatment contributes to alleviate the severity and improve the prognosis of patients with novel coronavirus disease (COVID-19). J Intern Med. 2020. doi:10.1111/joim.13063.
Xu Z, Shi L, Wang Y, et al. Pathological findings of COVID-19 associated with acute respiratory distress syndrome. Lancet Resp Med. 2020;8(4):420-422. doi:10.1016/S2213-2600(20)30076-X.
Yang J, Zheng Y, Gou X, et al. Prevalence of comorbities and its effects in patiens infected with SARS-CoV-2: a systematic review and meta-analysis. Int J Infect Dis. 2020;94:931-995. doi:10.1016/j.ijid.2020.03.017.
