Патология печени при COVID-19

Частота поражения печени у больных новой коронавирусной инфекцией (COVID-19), по данным разных авторов, колеблется в пределах от 14 до 62% и зависит от тяжести основного заболевания. Так, при летальных исходах от тяжелых форм COVID-19 она достигает 58—78% [1—4].

Нарушение функции печени при COVID-19 характеризуется развитием печеночной недостаточности (редко — выраженной и только в единичных наблюдениях — фульминантной с летальным исходом от печеночной комы) с повышением уровня в сыворотке крови АСТ, АЛТ, билирубина, щелочной фосфатазы и γ-глутамилтрансферазы, которые в течение 2—3 нед обычно возвращаются к нормальным значениям, часто без специального лечения. При ультрасонографическом исследовании и компьютерной томографии регистрируют гепатомегалию, низкий коэффициент плотности ткани печени, перипортальный отек и портальную лимфаденопатию. Доминирование повышения уровня АСТ над АЛТ в сочетании со снижением содержания в крови сывороточного альбумина расценивают как независимые предикторы тяжелого течения COVID-19 и летального исхода [4, 5].

У 2—11% (в среднем у 6%) больных COVID-19 имеются предшествующие хронические заболевания печени. Риск инфицирования SARS-CoV2 у таких больных не возрастает, но характерна их декомпенсация, особенно хронических вирусных гепатитов, неалкогольной жировой болезни и цирроза печени разной этиологии. У больных хроническими заболеваниями печени чаще развиваются тяжелая форма COVID-19, острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС), синдром полиорганной недостаточности (СПОН) и выше частота летальных исходов [1—5].

Обсуждается несколько возможных механизмов патогенеза поражения печени при COVID-19, которые, вероятно, различаются и могут комбинироваться у разных больных. Остается открытым вопрос о цитотоксичности вируса SARS-CoV-2 или индукции цитотоксического иммунного ответа по отношению к зараженным вирусом клеткам печени. Возможность прямого вирусного поражения печени при COVID-19 обусловлена виремией SARS-CoV-2 у 37,1—64,9% больных с определенной генетической предрасположенностью, преимущественно мужчин, пациентов старших возрастных групп, чаще с гиперлипидемией и более высокой экспрессией клетками различных тканей ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ2). Генерализации инфекции может способствовать репликация SARS-CoV-2 в эпителии желудочно-кишечного тракта (с распространением вируса по воротной вене), а также в циркулирующих в крови клетках системы мононуклеарных фагоцитов, лимфоцитах и даже тромбоцитах и клетках-предшественниках эритроцитов. Виремия приводит к усилению синдрома системной воспалительной реакции (ССВР), более высокому уровню C-реактивного белка, IL-6 и является фактором риска тяжелого течения COVID-19 с развитием внелегочных проявлений, включая поражение печени [6].

Показана экспрессия АПФ2 и трансмембранной сериновой протеазы типа 2 (ТСПТ2), необходимых для связывания с S-белком SARS-CoV-2, холангиоцитами, гепатоцитами и эндотелием сосудов печени, за исключением синусоидальных эндотелиальных клеток и резидентных макрофагов печени — звездчатых ретикулоэндотелиоцитов (клеток Купфера) [4, 7—10]. Экспрессия АПФ2 и ТСПТ2 существенно выше в холангиоцитах (59,7% клеток), чем в гепатоцитах (2,6%), причем эпителий желчных протоков близок по этому показателю к альвеолоцитам II типа — основной мишени SARS-CoV2. Возможность репликации SARS-CoV2 в холангиоцитах, признаки холестатического поражения печени с повышением уровня в сыворотке крови γ-глутамилтрансферазы позволили обосновать гипотезу о роли холангиотропности SARS-CoV-2 в патогенезе ее поражения [3—5, 9, 11, 12].

Однако было обнаружено, что экспрессия АПФ2 гепатоцитами возрастает при гипоксии и ССВР любой этиологии, в том числе при COVID-19. Кроме того, у больных COVID-19 повышаются преимущественно уровни сывороточных аминотрансфераз (АСТ и АЛТ), а не маркеров холестаза, что больше свидетельствует о повреждении гепатоцитов вирусом SARS-CoV-2 [13—15]. Это предположение подтверждено доказательствами возможности репликации SARS-CoV2 именно в гепатоцитах. Методами полимеразной цепной реакции и гибридизации in situ многие исследователи обнаружили присутствие вирусной РНК в гепатоцитах в большинстве аутопсийных образцов печени (до 69%) у умерших от COVID-19 [3, 4, 16—18]. Вирусные частицы с характерными для SARS-CoV-2 шиповидными структурами были найдены в гепатоцитах электронно-микроскопически, а вирусные S- и N-белки — в биоптатах печени иммуногистохимически у пациентов, умерших от COVID-19. Большинство вирусных частиц, выявленных электронно-микроскопически, отличалось неповрежденной короновидной оболочкой. Эти факты были расценены как подтверждение того, что SARS-CoV-2 способен не только проникать внутрь гепатоцитов, но и реплицироваться в них [7]. Транскриптомный и протеомный анализы биоптатов печени больных COVID-19 подтвердили повышенную экспрессию АПФ2, ТСПТ2, прокатепсина L и Ras-связанного белка Rab-7a, а также выявили специфические метаболические изменения гепатоцитов, свойственные инфекциям, вызванным гепатотропными вирусами, например вирусным гепатитом C [18]. Однако некоторые исследователи [19] не подтвердили факт репликации SARS-CoV-2 в гепатоцитах или холангиоцитах, что, вероятно, связано с отсутствием виремии примерно у ¹/₂ больных COVID-19, и считают предположения о прямом цитопатическом действии SARS-CoV-2 или клеточной, или иммунокомплексной цитотоксичности, направленной против гепатоцитов или холангиоцитов, неубедительными.

В начале пандемии COVID-19 выдвигались гипотезы о роли экспрессии клетками печени двух мембранных рецепторов — CD147 и L-SIGN, которые могут опосредовать заражение гепатоцитов и холангиоцитов. В некоторых ранних публикациях [6, 9] приводились данные о том, что CD147 способствует проникновению SARS-CoV-2 в клетки печени, но в последующем это не подтвердилось. Что касается рецептора L-SIGN, то он относится к лектинам C-типа, которые распознают углеводные структуры, присутствующие в вирусных гликопротеинах, и, функционируя как фактор прикрепления для вирусов, приводят к вирусному инфицированию клеток. Аутопсийные исследования показали, что рецепторы L-SIGN экспрессируются синусоидальными эндотелиальными клетками печени при инфицировании SARS-CoV-2, в их цитоплазме выявляется РНК этого вируса, это может иметь значение в патогенезе повреждения [3, 4].

Обсуждаются альтернативные механизмы патогенеза повреждения печени при COVID-19. Один из них может быть связан с «цитокиновым штормом», наблюдаемым примерно у 20% больных при COVID-19 [3—5, 20, 21]. Аномальное повышение провоспалительных цитокинов в сыворотке крови (TNF-α, IL-6, IL-2, IL-7, IL-11, индуцируемого интерфероном-γ белка 10, моноцитарного хемоаттрактантного белка 1, макрофагального воспалительного белка 1-α и др.) в сочетании со снижением в крови количества T-лимфоцитов (CD3⁺, CD4⁺ и CD8⁺ T-клеток) рассматриваются как независимые предикторы иммуноопосредованного повреждения печени [5, 22].

Ряд авторов [19, 23, 24] полагают, что поражение печени усугубляется феноменом антителозависимого усиления, развивающимся вследствие АПФ2-независимого инфицирования вирусом клеток системы мононуклеарных фагоцитов и лимфоцитов. В печени SARS-CoV-2 может поражать и/или активировать клетки Купфера, являющиеся источником продукции многих провоспалительных цитокинов [5]. Степень лимфопении и повышения в сыворотке крови C-реактивного белка независимо коррелировала с развитием повреждения печени у больных COVID-19 [1—5, 25].

Важной причиной поражения печени при COVID-19 может быть ССВР. Для этого синдрома инфекционной и неинфекционной этиологии свойственно повреждение печени, нередко холестатического характера, а печеночная недостаточность — важный компонент СПОН [25]. Ее поражение можно рассматривать как проявление тяжелой формы COVID-19, протекающей в виде вирусного сепсиса и септического шока в соответствии с критериями третьего международного консенсуса («Сепсис-3») [26, 27]. При этом в печени могут развиваться изменения, свойственные сепсису различной этиологии, — гипоксический (ишемический) гепатит и сепсис-ассоциированный холестаз [8, 28, 29].

Гипоксия и ишемия могут быть независимыми факторами патогенеза поражения печени при COVID-19 с развитием гипоксического (ишемического) гепатита. Гипоксия (гипоксемия) прогрессирует вследствие дыхательной и сердечной недостаточности, а ишемия вызвана COVID-19-ассоциированной ангиопатией и коагулопатией с тромбозом сосудов печени разного калибра, гипоперфузией и другими механизмами при сепсисе и шоке любой этиологии [2, 5, 30, 31]. Гипоксическое или ишемическое повреждение печени сопровождается быстрым повышением уровня аминотрансфераз и развитием печеночной недостаточности вплоть до фульминантной у 30% больных при сепсисе или шоке [21, 25, 32—34]. При сепсисе выделяют раннюю и позднюю (первичную и вторичную) индуцированную гипоксией дисфункцию печени, нередко холестатического характера [25] или гипоксическое поражение печени рассматривают как двухфазный процесс, представленный ишемическим повреждением ее клеток и воспалительным ответом, во многом связанным с феноменом реперфузии. При сепсисе может не нарушаться оксигенация печени, но подавляется утилизация кислорода митохондриями гепатоцитов, нарушается энергетический метаболизм в результате ингибирования NO митохондриальной функции клеток. Это состояние определяют как «цитопатическую гипоксию» [32]. Кроме того, при сепсисе и шоке страдают сосудистые механизмы защиты печени от ишемии — печеночный артериальный буферный ответ («артериализация печеночного кровотока») и проницаемость стенок синусоидов («дефенестрация» синусоидов) [32]. Гипоксическое или ишемическое повреждение гепатоцитов характеризуется повреждением митохондрий, накоплением активных форм кислорода и продуктов перекисного окисления, повышенным потреблением гликогена и накоплением липидов, что в итоге приводит к гибели клеток путем некроза и апоптоза. После этого реперфузия биологически активных веществ и продуктов распада гепатоцитов вызывает активацию иммунного ответа и высвобождение провоспалительных цитокинов, сопровождаясь дальнейшим повреждением клеток. Поражение печеночных синусоидальных эндотелиальных клеток ведет к нарушению микроциркуляции, усугубляя гипоксию или ишемию. Важную роль в развитии гипоксического гепатита при сепсисе отводят также эндотоксинемии, влиянию провоспалительных цитокинов, окислительному стрессу, активации клеток Купфера и вторичной активации циркулирующих нейтрофилов [25, 32, 33, 35, 36]. Отдельные исследователи [37, 38] предполагали, что высокое положительное конечное давление воздуха при искусственной вентиляции легких (ИВЛ) у пациентов с дыхательной недостаточностью также может стать причиной гипоксического повреждения печени. Однако признаки печеночной недостаточности часто обнаруживают у больных COVID-19 без применения в ходе лечения ИВЛ, поэтому это предположение признано неубедительным [1].

Не вызывает сомнения, что поражение печени при COVID-19 у большой части больных носит ятрогенный, лекарственно-индуцированный характер [5, 39]. Многочисленные лекарственные препараты, прописанные в клинических рекомендациях по лечению больных COVID-19, в том числе и не доказавшие впоследствии свою эффективность, потенциально гепатотоксичны. Также велика роль полипрагмазии при терапии COVID-19 [21]. Выявлено лекарственно-индуцированное повреждение печени такими препаратами, как парацетамол, низкомолекулярный гепарин, антибиотики, кортикостероиды, иммуномодуляторы, и многими другими, входящими в состав противовирусной терапии [5, 36, 40, 41]. Q. Cai и соавт. [13] отметили, что применение ряда лекарственных препаратов, особенно лопинавира и ритонавира, было ведущим фактором риска для развития повреждения печени и увеличивало вероятность ее поражения в 4 раза.

Важную роль в патогенезе печеночной недостаточности у больных COVID-19 играют ранее существовавшие хронические заболевания печени, для которых характерны декомпенсация и более тяжелое течение COVID-19. Среди таких заболеваний описаны алкогольная и неалкогольная жировая болезнь печени, хронические вирусные, токсические (в том числе лекарственные) и аутоиммунные гепатиты, а также циррозы печени разной этиологии [5]. В эксперименте и клинике продемонстрировано повышение экспрессии АПФ2 гепатоцитами при хронических заболеваниях печени, что может способствовать гепатотропности SARS-CoV-2 [14, 42, 43]. После заражения SARS-CoV-2 прогрессирующий холестаз возникает более чем у 20% у больных с хроническими заболеваниями печени и часто протекает в тяжелой форме [44].

Патологическая анатомия печени при COVID-19 представлена примерно в 550 зарубежных публикациях по материалам около 1000 аутопсий с 2020 по 2023 г. (в каждом исследовании изучено от 1 до 135 аутопсий со статистическим анализом полученных данных, иногда в сопоставлении с группой сравнения — умершие от других причин) и более чем в 30 публикациях отечественных авторов по результатам нескольких тысяч аутопсий (в отдельных исследованиях до 2000 вскрытий, однако обычно без статистических показателей частоты обнаруженных изменений и использования групп сравнения). В единичных публикациях представлены результаты исследования небольшого количества биопсий печени, произведенных в ходе лечения больных COVID-19 [3, 4, 45, 46].

Макроскопические изменения печени умерших от COVID-19 описаны только в 27% зарубежных публикаций с результатами аутопсийных исследований, но практически во всех отечественных работах [3, 4, 47, 48]. При отсутствии предшествующих хронических заболеваний печени и вторичной бактериальной/микотической инфекции, независимо от длительности заболевания и особенностей терапии, в 30—50% наблюдений отмечены увеличение массы (до 2500—3000 г) и размеров печени, закругленный передний край и гладкая поверхность. Практически в 100% случаев описаны глинистый вид, коричневато-желтый цвет на разрезе (стеатоз), часто мускатный рисунок и полнокровие портальной и печеночных вен. На этом фоне характерны разной величины петехиальные и сливные кровоизлияния. В отдельных наблюдениях определялись тромбы в ветвях воротной и печеночной вен разного калибра вплоть до тромбоза основного ствола воротной вены и ишемические инфаркты печени. Встречались также обширные, иногда субтотальные некрозы ткани печени, причем в отсутствие тромбоза ее сосудов, но при летальных исходах от ОРДС, что предполагает их гипоксический характер [3, 4, 47]. Отдельные авторы отмечали только наличие венозного полнокровия (мускатной печени), другие — множественные мелкие рассеянные очаги некроза на фоне стеатоза и венозного полнокровия [3, 4].

Микроскопические изменения печени. Большинство аутопсийных исследований умерших от COVID-19 без хронических заболеваний печени и вторичной бактериальной/микотической инфекции позволило выявить характерные, но неспецифические изменения: стеатоз, венозное полнокровие, микроциркуляторные нарушения с тромбозами и кровоизлияниями, очаговые некрозы и апоптоз гепатоцитов, слабую или умеренную лимфомакрофагальную внутридольковую инфильтрацию, холестаз, а также слабую воспалительную инфильтрацию и фиброз портальных трактов.

В 25—100% аутопсий обнаружена преимущественно центролобулярная (в III зоне ацинуса) микро-, реже крупнокапельная жировая дистрофия. Такая ее локализация свойственна метаболическим нарушениям и побочному эффекту лекарственных препаратов, но также и гипоксическому гепатиту при сепсисе или шоке разной этиологии [3, 4, 16, 19, 45, 47—49].

Наряду со стеатозом частой находкой являются дилатация ветвей воротной вены, полнокровие синусоидов (особенно в III зоне ацинуса — центральных отделах печеночных долек) и центральных вен. В 10—100% случаев выявляют тромбы в синусоидах, центральных венах и сосудах портальных трактов, некроз и апоптоз их эндотелия, диапедезные, петехиальные и сливные кровоизлияния. Отдельные авторы описали фибриноидный некроз, гиалиноз и гипертрофию мышечного слоя артерий, склероз вен портальных трактов, перисинусоидальный фиброз («коллагенизацию синусоидов»), а также эндотелиит [3, 16, 19, 45, 45, 47—49]. Некоторые авторы [17] рассматривают синусоидальную эктазию и полнокровие III зоны ацинусов как раннюю фазу, а перисинусоидальный фиброз как позднее проявление поражения печени при COVID-19.

В 10—100% аутопсий выявлены очаги некроза гепатоцитов преимущественно в III зоне ацинуса, часто с минимальной клеточной реакцией, и в 25—100% наблюдений — их апоптоз в разных отделах печеночных долек. Хотя такие изменения характерны для сепсиса и шока разной этиологии [25], многие исследователи считают их проявлением цитотоксического действия SARS-CoV-2. Отдельные авторы [3, 4, 50] описали гиалиново-капельную, баллонную дистрофию гепатоцитов и матово-стекловидные гепатоциты. В этих случаях нельзя исключить активацию инфекции, вызванной вирусом гепатита B, для которой более характерны такие изменения. Обнаружено избыточное накопление в гепатоцитах и их ядрах гликогена, что может коррелировать с характерной для COVID-19 гипергликемией, декомпенсацией и даже первой манифестацией сахарного диабета. Наблюдали двуядерные гепатоциты, типичные для регенераторных изменений, а также очаговую перипортальную билиоцитарную метаплазию, которую объясняют активацией и пролиферацией печеночных клеток-предшественников вследствие повреждения паренхимы печени [3, 4, 16, 19, 45, 47—49].

В 10—100% аутопсий описана слабо-, редко — умеренно выраженная лимфомакрофагальная инфильтрация портальных трактов. Еще в 7—100% случаев отмечена лимфомакрофагальная внутридольковая инфильтрация, также обычно слабовыраженная. Подобные изменения могут развиваться как следствие вирусного поражения, иммунных нарушений при «цитокиновом шторме», ССВР, сепсисе, а также при лекарственном гепатите. Признаков перипортальной активности («перипортального, пограничного гепатита»), выраженной портальной или внутридольковой воспалительной инфильтрации, как и крупных очагов некроза (ступенчатых, мостовидных и др.), обнаружено не было. Воспалительный инфильтрат представлен CD68⁺-макрофагами, CD3⁺-, 4⁺-, 8⁺- и CD20⁺-лимфоцитами, плазмоцитами и нейтрофильными лейкоцитами. Многие исследователи описали слабовыраженный портальный и реже — внутридольковый фиброз (капилляризацию синусоидов) [3, 4, 16, 19, 45, 47—49].

Обнаружены активация и гиперплазия клеток Купфера, возможно, под влиянием «цитокинового шторма» или как результат элиминирования ими циркулирующих иммунных комплексов. Изменения перисинусоидальных клеток Ито и других (Pit-клеток, дендритных) не изучены, хотя именно активированные клетки Ито играют главную роль в фиброгенезе при повреждении печени [3, 4, 16, 19, 45, 47—49, 51].

В 9—100% аутопсий отмечен холестаз, преимущественно внутриклеточный, некроз и апоптоз холангиоцитов желчных протоков иногда с дилатацией и пролиферацией интрапортальных желчных протоков. Эти изменения считаются характерными для ковид-ассоциированного поражения печени, хотя аналогичные типичны и для ССВР, и для сепсиса, и шока любой этиологии (сепсис-ассоциированный холестаз), а также для некоторых гепатотоксичных лекарственных препаратов [3—5, 25, 32]. Описаны единичные случаи развития поражений, сходных с первичным склерозирующим холангитом, вплоть до облитерации мелких желчных протоков [5, 52].

Трактовка патогенеза выявленных на аутопсии изменений печени крайне сложна, так как в материале исследований преобладали умершие в стационарах после интенсивной, нередко длительной терапии, больные старших возрастных групп с тяжелыми формами COVID-19 и различными коморбидными заболеваниями (сахарный диабет 2-го типа, болезни органов кровообращения, дыхания и др.).

Исследование биоптатов печени у больных COVID-19 выявило изменения, аналогичные описанным при аутопсии: жировую дистрофию, сосудистые нарушения, признаки холестаза, некроз и апоптоз отдельных гепатоцитов, слабую или умеренную воспалительную внутридольковую и портальную инфильтрацию, очаговый фиброз портальных трактов. Однако следует учитывать, что биопсию печени производили больным COVID-19 с прогрессирующей печеночной недостаточностью на фоне интенсивного стационарного лечения для выяснения субстрата поражения печени и, прежде всего, для исключения обострения хронического заболевания печени или развития лекарственного гепатита [3, 4, 46].

В одной из ранних публикаций в биоптатах печени у 3 пациентов с COVID-19 и в аутопсийном материале также у 3 умерших от новой коронавирусной инфекции в гепатоцитах наблюдали значительное накопление железа и обилие частиц ферритина в поврежденных митохондриях. Это позволило предположить, что перегрузка печени железом может иметь патогенетическое значение в ее повреждении [53]. Однако при проверке гипотезы о роли нарушений обмена железа в патогенезе COVID-19 было проведено окрашивание на Fe³⁺ и Fe²⁺ аутопсийных образцов легких и печени умерших от COVID-19, которое не подтвердило их значимого накопления [47], и в настоящее время эта гипотеза опровергнута.

Ни в одном из биоптатов так же, как и в секционном материале, в гепатоцитах или холангиоцитах не были обнаружены внутриядерные или цитоплазматические вирусные включения, а также клеточные симпласты, характерные для альвеолоцитов II типа при COVID-19 [3, 4, 47].

Таким образом, поражение печени с развитием стеатоза, сосудистых нарушений, слабой или умеренной портальной и внутридольковой воспалительной инфильтрации, холестаза, фиброза портальных трактов, а клинически — печеночной недостаточности наблюдается у большинства больных COVID-19. Хронические болезни печени при инфицировании SARS-CoV-2 склонны к декомпенсации, что существенно ухудшает прогноз заболевания. Патогенез поражения печени при COVID-19 остается неясным, не нашла убедительных доказательств гипотеза о цитотоксичности для гепатоцитов или холангиоцитов SARS-CoV-2. Описанные разными авторами сходные морфологические изменения печени позволяют предположить их неспецифический характер и многофакторный патогенез, связанный с гипоксией, «цитокиновым штормом», ССВР, сепсисом и шоком, ковид-ассоциированными ангио- и коагулопатией, а также с лекарственной гепатотоксичностью. Необходимы дальнейшие исследования для уточнения патогенеза и патологической анатомии поражения печени при COVID-19.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.