Введение

Пандемия новой коронавирусной инфекции (COVID-19), вызванной вирусом SARS-CoV-2, стала пятой пандемией вирусных заболеваний начиная с эпидемии гриппа в 1918 г. Первые случаи COVID-19 зарегистрированы в г. Ухань (КНР), заболевание быстро распространилось по всему миру [1]. Основным звеном патогенеза заболевания является дисбаланс иммунного ответа с последующим повреждением легких, развитием коагулопатии и полиорганной дисфункции. Тяжелое течение COVID-19 развивается у 25—30% пациентов. Повреждение легких проявляется острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС), что типично для тяжелого течения заболевания [2].

Основой лечения COVID-19 является противовирусная, антитромботическая, гормональная и иммунобиологическая терапия. Последнее направление является ключевым. Наибольшую доказательную базу имеют моноклональные антитела — блокаторы рецепторов IL-6, терапия которыми включена в национальные и международные протоколы и благоприятно влияет на исходы заболевания [3]. Еще одно важное направление иммунобиологической терапии — применение свежезамороженной плазмы от доноров-реконвалесцентов (рСЗП), патогенетическим обоснованием которого является пассивная иммунизация [4, 5].

Несмотря на подтверждение влияния иммунобиологической терапии на исход заболевания, отсутствуют данные о влиянии ее на газообменную функцию легких и параметры проводимой респираторной поддержки. В связи с этим проведено представленное исследование.

Цель исследования — оценить влияние тоцилизумаба и рСЗП на газообменную функцию легких у пациентов с COVID-19, нуждающихся в реанимационных мероприятиях.

Материал и методы

Критерии включения пациентов в исследование: возраст старше 18 лет; подтвержденная коронавирусная инфекция, вызванная вирусом SARS-CoV-2 (результаты полимеразной цепной реакции, характерная картина вирусной пневмонии при компьютерной томографии (КТ) и определенные клинические признаки); наличие вирусной пневмонии; необходимость применения высокопоточной оксигенотерапии (ВПО) и/или неинвазивной масочной вентиляции легких (НИВЛ).

Степень тяжести состояния пациентов при поступлении оценивали по шкалам APACHE II, NEWS, органную дисфункцию — по шкале SOFA. Результаты КТ легких при поступлении и в динамике оценивали по единому стандарту классификации вирусных пневмоний по степени тяжести.

При появлении признаков цитокинового шторма пациенты поступали в отделение реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), где им вводили тоцилизумаб в качестве патогенетической терапии, основываясь на актуальных на момент проведения исследования временных методических рекомендациях Минздрава России (версия 5) [6]. Использование рСЗП на момент проведения исследования не было обязательным, поэтому ее получили только некоторые пациенты, отобранные случайным образом. Исследование одобрено локальным этическим комитетом (протокол №1-22 от 11.01.22).

Всех включенных в исследование пациентов распределили в две группы согласно следующим критериям: 1-ю группу составили пациенты, получившие в качестве иммунобиологической терапии только тоцилизумаб; 2-ю группу составили пациенты, получившие тоцилизумаб в комбинации с рСЗП.

У пациентов за 30 мин до введения препаратов (первая исследовательская точка) проводили забор артериальной крови для анализа кислотно-основного состояния (КОС), а также через 24 ч (вторая исследовательская точка) и на 3-и сутки (третья исследовательская точка). Вместе с параметрами КОС крови (PaO₂, PaCO₂, соотношение P/f, сатурация кислородом) оценивали следующие параметры: частоту дыхания (ЧД), длительность проведения и параметры ВПО и НИВЛ, длительность госпитализации и пребывания в ОРИТ.

Первичная конечная точка исследования: динамика параметров газообмена (PaO₂, соотношение P/f, PaCO₂) на фоне проводимой терапии. Вторичные конечные точки исследования: динамика параметров респираторной поддержки (РП), длительность проведения РП, длительность пребывания в ОРИТ и госпитализации.

Пациенты получали этиотропную (азитромицин в комбинации с гидроксихлорохином), антитромботическую (препараты низкомолекулярного гепарина), антибактериальную, инфузионную терапию и РП. Не проводили терапию глюкокортикостероидными гормонами (ГКСГ), эффективность которых доказана позднее [7]. РП включала в себя ВПО и масочную НИВЛ. Всем пациентам, нуждавшимся в респираторной терапии, проводили прон-позиционирование в течение не менее 12 ч в сутки.

Исследование КОС и газов артериальной крови выполняли на анализаторе кислотно-щелочного и газового состава крови ABL 800 (Radiometer Medical ApS, Дания).

Статистический анализ данных проводили с использованием программы Statistica 12 (StatSoft Inc., США). Проверку на нормальность осуществляли методом Шапиро—Уилка, сравнение групп — методом Манна—Уитни, оценку корреляций — корреляцией Спирмена. Сравнение качественных признаков между группами проводили с помощью критерия хи-квадрат (χ²), сравнение параметров внутри групп (зависимые параметры) — с помощью критерия Уилкоксона. Различия считали статистически значимыми при уровне значимости более 95% (p<0,05).

Результаты

Исследование было проспективным, проведено в первую волну пандемии SARS-CoV-2 в России (апрель — июнь 2020 г.) на базе ОРИТ инфекционного корпуса института ГБУЗ «НИИ СП им. Н.В. Склифосовского ДЗМ». В исследование включены 26 пациентов с тяжелым и крайне тяжелым течением COVID-19 в возрасте от 31 до 83 лет (медиана 59 лет, средний возраст 58,23±10,31 года), 15 мужчин и 11 женщин.

1-ю группу составили 14 пациентов (7 мужчин и 7 женщин), получившие в качестве терапии только тоцилизумаб; 2-ю группу составили 12 пациентов (8 мужчин и 4 женщины), получившие тоцилизумаб в комбинации с рСЗП. Группы исходно не различались по тяжести клинического состояния, степени поражения легких и агрессивности проводимой РП (табл. 1, 2).

Таблица 1. Сравнение групп по тяжести состояния пациентов при их поступлении в отделение реанимации и интенсивной терапии

Примечание. Данные представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения (M±SD). КТ — компьютерная томография. Степень поражения легких: КТ-0 — отсутствие признаков вирусной пневмонии, КТ-1 — легкая форма пневмонии с участками «матового стекла», выраженность патологических изменений менее 25%, КТ-2 — умеренная пневмония, поражено 25—50% легких, КТ-3 — среднетяжелая пневмония, поражено 50—75% легких, КТ-4 — тяжелая форма пневмонии, поражено более 75% легких.

Таблица 2. Сравнение групп в первой исследовательской точке (за 30 мин до введения тоцилизумаба и свежезамороженной плазмы от доноров-реконвалесцентов)

Примечание. Данные представлены в виде медианы, нижнего (1-го) и верхнего (3-го) квартилей. КОС — кислотно-щелочное состояние; PaO₂ — парциальное давление кислорода; PaCO₂ — парциальное давление углекислого газа; SpO₂ — насыщение гемоглобина крови кислородом (сатурация); ЧД — частота дыхания; НИВЛ — неинвазивная масочная вентиляция легких; ПДКВ — положительное давление в конце выдоха; FiO₂ — фракция кислорода во вдыхаемой смеси.

Сравнительный анализ групп проведен по следующим критериям: показатели КОС и газов артериальной крови, насыщения крови кислородом (сатурации) при дыхании атмосферным воздухом и при проведении РП, ЧД, параметры ВПО и НИВЛ. Этот анализ проводили на следующих временных точках: за 30 мин до введения тоцилизумаба и рСЗП (первая исследовательская точка — см. табл. 2), через 24 ч (вторая исследовательская точка — табл. 3), на 3-и сутки (третья исследовательская точка — табл. 4).

Таблица 3. Сравнение групп во второй исследовательской точке (через 24 ч после введения препаратов)

Примечание. Данные представлены в виде медианы, нижнего (1-го) и верхнего (3-го) квартилей. КОС — кислотно-щелочное состояние; PaO₂ — парциальное давление кислорода; PaCO₂ — парциальное давление углекислого газа; SpO₂ — насыщение гемоглобина крови кислородом (сатурация); ЧД — частота дыхания; НИВЛ — неинвазивная масочная вентиляция легких; ПДКВ — положительное давление в конце выдоха; FiO₂ — фракция кислорода во вдыхаемой смеси.

Таблица 4. Сравнение групп в третьей исследовательской точке (на 3-и сутки с момента введения препаратов)

Примечание. Данные представлены в виде медианы, нижнего (1-го) и верхнего (3-го) квартилей. КОС — кислотно-щелочное состояние; PaO₂ — парциальное давление кислорода; PaCO₂ — парциальное давление углекислого газа; SpO₂ — насыщение гемоглобина крови кислородом (сатурация); ЧД — частота дыхания; НИВЛ — неинвазивная масочная вентиляция легких; ПДКВ — положительное давление в конце выдоха; FiO₂ — фракция кислорода во вдыхаемой смеси.

В табл. 5 представлен сравнительный анализ групп по длительности госпитализации и длительности проведения РП. Полученные данные свидетельствуют об отсутствии различия между группами.

Таблица 5. Сравнение групп по длительности госпитализации и длительности проведения респираторной поддержки

Таким образом, группы не различались по проанализированным параметрам ни в одной из исследовательских точек, что свидетельствует об отсутствии влияния рСЗП на газообменную функцию легких (оксигенацию, декарбоксилирование) и на динамику параметров проводимой РП. Не найдены различия между группами в длительности госпитализации и пребывания в ОРИТ. На рис. 1, 2 представлены изменения газов артериальной крови (PaO₂ и PaCO₂) в динамике. На рис. 3 представлена динамика соотношения P/f во всех исследовательских точках.

Рис. 1. Динамика изменения среднего значения PaO₂.

Рис. 2. Динамика изменения среднего значения PaCO₂.

Рис. 3. Динамика изменения среднего значения соотношения P/f.

Графики демонстрируют статистически значимое улучшение параметров газообмена у пациентов обеих групп, что свидетельствует об отсутствии влияния на данные параметры рСЗП. Это означает, что улучшение происходит на фоне введения тоцилизумаба.

В табл. 6 приведен сравнительный анализ динамики исследуемых параметров в пределах каждой из групп между исследовательскими точками.

Таблица 6. Попарные сравнения исследуемых параметров в пределах каждой из групп

Примечание. Данные представлены в виде медианы, нижнего (1-го) и верхнего (3-го) квартилей. PaO₂ — парциальное давление кислорода; PaCO₂ — парциальное давление углекислого газа; SpO₂ — насыщение гемоглобина крови кислородом (сатурация); ЧД — частота дыхания; ПДКВ — положительное давление в конце выдоха; FiO₂ — фракция кислорода во вдыхаемой смеси; РП — респираторная поддержка; рСЗП — свежезамороженная плазма от доноров-реконвалесцентов.

Группы не имели статистически значимых различий между первой и второй исследовательскими точками. Статистически значимые различия показателей, отражающих оксигенацию, появляются между второй и третьей исследовательскими точками. Медиана PaO₂ в 1-й группе через 24 ч с момента введения тоцилизумаба составляла 61,50 мм рт.ст. и увеличилась до 63,50 мм рт.ст. на 3-и сутки (p=0,04), во 2-й группе — с 59,00 мм рт.ст. увеличилась до 67,50 мм рт.ст. (p=0,01). Медиана соотношения P/f в 1-й группе возрастала с 292,50 до 304,00 на 3-и сутки (p=0,04), во 2-й группе — с 280,00 до 321,00 (p=0,01). Медианы сатурации при дыхании атмосферным воздухом между второй и третьей исследовательскими точками статистически значимо различались только в 1-й группе (87% и 90% соответственно, p=0,03), а при РП — только во 2-й группе (97% и 99% соответственно, p=0,02). Между первой и третьей исследовательскими точками показатели как 1-й группы, так и 2-й группы демонстрируют статистически значимые различия. Медиана PaO₂ в 1-й группе до введения тоцилизумаба составляла 61,00 мм рт.ст. и увеличилась до 63,50 мм рт.ст. на 3-и сутки (p=0,01), во 2-й группе — с 59,00 мм рт.ст. увеличилась до 67,50 мм рт.ст. (p=0,01). Медиана соотношения P/f в 1-й группе возрастала с 290,00 до 304,00 на 3-и сутки (p=0,01), во 2-й группе — с 280,00 до 321,00 (p=0,01). Показатель сатурации при дыхании атмосферным воздухом между первой и третьей исследовательскими точками статистически значимо различался только в 1-й группе: отмечено улучшение с 87% до 90% (p=0,02).

Обсуждение

Полученные нами данные демонстрируют статистически значимое улучшение параметров оксигенации на фоне использования тоцилизумаба спустя 72 ч после его введения, что доказывает благоприятное воздействие препарата на изучаемые параметры.

Основные результаты проведенного исследования заключаются в следующем: на фоне использования тоцилизумаба происходит статистически значимое улучшение оксигенирующей функции легких; использование рСЗП в комбинации с тоцилизумабом не приводит к дополнительным благоприятным эффектам, влияющим на газообменную функцию легких; использование рСЗП в комбинации с тоцилизумабом приводит к статистически незначимому увеличению длительности проведения РП, длительности пребывания пациентов в ОРИТ и в клинике.

Основным звеном в патогенезе COVID-19 является цитокиновый шторм, или синдром высвобождения цитокинов. Тяжесть течения заболевания и повреждения легких обусловлены главным образом его выраженностью [2]. В этой связи предложен тоцилизумаб как наиболее изученный представитель моноклональных антител — блокаторов рецепторов IL-6 [3].

К моменту начала представленного исследования тоцилизумаб уже был рекомендован к использованию у пациентов при цитокиновом шторме и уже были опубликованы первые исследования его клинической эффективности [6]. В этой связи было невозможно реализовать дизайн исследования, который предполагал бы наличие группы пациентов, которым не вводились бы моноклональные антитела — блокаторы рецепторов IL-6 при развитии цитокинового шторма и отсутствии противопоказаний. По причине отсутствия на момент исследования убедительной доказательной базы использования рСЗП и ГКСГ в нашем исследовании пациенты не получали ГКСГ, и были выделены две группы в зависимости от факта использования рСЗП.

Таким образом, представленное исследование является уникальным, повторение его дизайна уже невозможно в настоящее время по этическим соображениям. Проведенное исследование можно рассматривать в качестве модели, во-первых, влияния тоцилизумаба и, во-вторых, рСЗП на газообменную функцию легких у пациентов с цитокиновым штормом на фоне COVID-19.

У пациентов 1-й группы уровень PaO₂ нормализовался и статистически значимо повышался уже через 24 ч после введения тоцилизумаба. К 3-м суткам происходило не только дальнейшее возрастание уровня PaO₂, но и повышение и нормализация SpO₂ и соотношения Р/f. У пациентов 2-й группы (с комбинированной терапией тоцилизумабом и рСЗП) нормализация и повышение PaO₂, SpO₂ и Р/f происходили к 3-м суткам. По нашему мнению, полученная динамика параметров газообмена связана исключительно с влиянием тоцилизумаба на течение цитокинового шторма и паренхиму легких. Эту точку зрения подтвердили многочисленные исследования, в том числе и многоцентровые, статистически значимо доказавшие клиническую эффективность тоцилизумаба. Терапия тоцилизумабом улучшала выживаемость, повышала шансы пациента выписаться из стационара к 28-м суткам от начала заболевания, уменьшала вероятность прогрессирования заболевания с необходимостью перевода пациента с НИВЛ на ИВЛ [8]. Складывается впечатление, что своевременное использование моноклональных антител — блокаторов рецепторов IL-6, в частности тоцилизумаба, является одной из немногих, а возможно, единственной терапевтической опцией, способной в наиболее тяжелых случаях изменить течение заболевания на благоприятное.

Несмотря на большое количество исследований, посвященных оценке эффективности терапии тоцилизумабом, подавляющее большинство оценивали клиническую эффективность препарата. Нам не удалось найти работ, которые бы изучали влияние тоцилизумаба на газообменную функцию легких у нуждавшихся в реанимационных мероприятиях пациентов с COVID-19 и развившимся цитокиновым штормом.

В литературе также есть данные о том, что использование тоцилизумаба не снижает частоту интубации трахеи и летальность [9]. Эти данные, безусловно, заслуживают внимания и интерпретации. Известно, что применение моноклональных антител — блокаторов IL-6 противопоказано при наличии бактериального воспаления, поскольку приводит к развитию неконтролируемого сепсиса и летального исхода [10]. При COVID-19 бактериальные инфекционные осложнения являются частыми, а у находящихся в ОРИТ пациентов — типичными. С другой стороны, все моноклональные антитела — блокаторы IL-6, и тоцилизумаб в том числе, сохраняют свои фармакодинамические эффекты в течение 2—4 нед [4]. Даже в том случае, когда введение тоцилизумаба проводят при отсутствии бактериальных осложнений, вполне реальны клинические ситуации, когда данные осложнения могут развиться спустя несколько суток или недель на фоне еще сохраняющихся фармакодинамических эффектов препарата. В представленном исследовании ни в одном из наблюдений не развивался сепсис и не было летального исхода.

Еще одним направлением иммунобиологической терапии является использование рСЗП [5]. Наше исследование не выявило дополнительного благоприятного воздействия ни на газообмененную функцию легких, ни на параметры РП при использовании рСЗП в комбинации с тоцилизумабом. Этот результат является чрезвычайно важным и в основном согласуется с многочисленными данными, которые были получены гораздо позже [11]. Следует отметить, что, как и в ситуации с тоцилизумабом, выполнено значительное количество исследований, которые оценивают клиническую эффективность рСЗП [12], но нам не удалось найти работ, которые изучали бы влияние рСЗП на газообменную функцию легких.

Несмотря на сформировавшуюся к настоящему времени общепризнанную точку зрения об отсутствии очевидной эффективности рСЗП в лечении нуждающихся в реанимационных мероприятиях пациентов с COVID-19 и цитокиновым штормом, существуют популяции пациентов, которые по-прежнему могут рассматриваться в качестве реципиентов рСЗП. Это, например, иммунокомпрометированные пациенты со стойкой персистенцией вируса и отсутствием реактивного иммунитета или пациенты с бактериальным воспалением на фоне цитокинового шторма, у которых может быть эффективен плазмообмен с плазмозамещением рСЗП [13].

Очевидный дефицит исследований, изучавших влияние рСЗП на газообменную функцию легких, не позволяет сформировать определенное и обоснованное мнение относительно этого вопроса. Интересными являются результаты нашего исследования, которые продемонстрировали статистически незначимое увеличение длительности проведения РП, длительности пребывания пациентов, получавших рСЗП, в ОРИТ и в клинике. Можно спекулятивно предположить, что эти результаты обусловлены негативным влиянием рСЗП на паренхиму уже поврежденных легких. Отсутствие статистической значимости, малое количество наблюдений и одноцентровый дизайн исследования не позволяют далее развивать эти рассуждения.

Заключение

Использование тоцилизумаба у реанимационных пациентов с COVID-19 и цитокиновым штормом приводит к нормализации и статистически значимому повышению напряжения кислорода в артериальной крови, насыщения гемоглобина кислородом и индекса оксигенации в течение 3 сут после введения препарата. Использование свежезамороженной плазмы от доноров-реконвалесцентов не влияет ни на газообменную функцию легких, ни на параметры проводимой респираторной поддержки.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Лебедев Д.А., Доля Ю.Х., Петриков С.С., Попугаев К.А.

Сбор и обработка материала — Доля Ю.Х., Савков Г.Е., Шакотько А.П., Косолапов Д.А., Кузнецов С.Н., Квасников А.М., Врабий Ю.Н., Полуэктова В.Б.

Статистический анализ данных — Киселев К.В.

Написание текста — Лебедев Д.А., Попугаев К.А.

Редактирование — Петриков С.С., Годков М.А., Клычникова Е.В., Полуэктова В.Б., Попугаев К.А.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.