В конце 2019 г. в китайском городе Ухань провинции Хубэй появились первые данные о вспышке острого респираторного заболевания (ОРЗ) неизвестной этиологии. Впоследствии был выявлен новый штамм коронавируса, названный коронавирусом тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2), а вызванное им ОРЗ получило название коронавирусной болезни 2019 г. (COVID-19) [1, 2]. Пандемия COVID-19 стала серьезным вызовом для социально-экономических, политических и культурных сфер во всем мире, несмотря на то что большинство случаев заболевания протекает в легкой форме [3]. Высокий уровень контагиозности, быстрота распространения, а также полиморфная клиническая картина формируют новые задачи для систем здравоохранения всех стран, клиницистов и ученых [4, 5]. Известно, что основными жалобами при COVID-19 являются лихорадка, одышка, быстрая утомляемость, выраженная общая слабость, аносмия и гипогевзия. Среди симптомов как в дебюте, так и по мере развития заболевания могут наблюдаться: миалгии, боли в животе, спине, груди, горле, диарея, тошнота и рвота [6]. У значительного числа заболевших возникают повреждения легких, которые в большинстве случаев подтверждены результатом компьютерной томографии. Однако все больше данных свидетельствуют о том, что COVID-19 оказывает влияние на сердечно-сосудистую систему, нервную систему, почки и желудочно-кишечный тракт [7]. Более того, механизмы гиперкоагуляции и воспаления способствуют инициации тромботических событий, а также дестабилизации атеросклеротических процессов с развитием инфаркта миокарда (ИМ), прогрессированием сердечной недостаточности и развитием миокардитов, в том числе в отсроченном периоде [8—10]. Множественность повреждений в первую очередь связана со способностью SARS-CoV-2 проникать в клетки с помощью рецептора человеческого ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ2) [11]. Известно, что АПФ2 широко экспрессируется в различных тканях, что может вызвать мультиорганную дисфункцию, в том числе сердечно-сосудистой системы, почек, печени, сетчатки, энтероцитов кишечника и эпителиоцитов легких [12—14]. При COVID-19 происходит одно, важное с точки зрения понимания полиорганных проявлений патофизиологическое событие — неконтролируемое выделение цитокинов, что приводит синдрому «цитокинового шторма» [15]. Механизм активации цитокинов известен при различных вирусных заболеваниях, включая ОРВИ, грипп, а также при первичном или вторичном гемофагоцитарном лимфогистиоцитозе. Однако в условиях инфицирования SARS-CoV-2 высока вероятность развития коагулопатии и тромботических событий, включая тромбоэмболию легочной артерии (ТЭЛА).

В апреле 2020 г. были опубликованы результаты исследования N. Tang и соавт. [16], которые объясняют механизмы повышения уровня цитокинов и D-димера как показателей коагулопатии у пациентов с COVID-19. Однако сегодня отсутствуют данные по влиянию SARS-CoV-2 на нарушения микроциркуляции и их значимости для системы гемостаза в целом как в остром периоде заболевания, так и в рамках долгосрочных последствий этого инфекционного процесса. На фоне активного обсуждения гипотез, выдвинутых китайскими учеными и обсуждаемых экспертным сообществом, о влиянии вируса SARS-CoV-2 на бета-цепь гемоглобина остается неизученным вклад патофизиологических механизмов усугубления гипоксии на уровне микрокровотока у пациентов с COVID-19 [17].

Цель настоящего исследования — изучение параметров микроциркуляции у пациентов, перенесших COVID-19.

Материал и методы

Работа выполнена на базе Самарского государственного медицинского университета в рамках комплексной межкафедральной темы «Фундаментальные, клинико-патогенетические и эпидемиологические аспекты COVID-19: междисциплинарный подход к профилактике, диагностике, лечению и последующей реабилитации пациентов с коронавирусной инфекцией» (АААА-А20-120071490075-0).

Сбор данных. Пациентов для исследования отбирали в клинических базах амбулаторно-поликлинических учреждений Самары в период май—июнь 2020 г. Методом сплошной выборки в исследование были включены пациенты с диагнозом COVID-19 (верифицирован и подтвержден лабораторно методом полимеразной цепной реакции при исследовании биологического материала) вне зависимости от вида оказания медицинской помощи (амбулаторно или стационарно) в период заболевания. Сбор данных осуществлялся специально подготовленными сотрудниками и врачами центров, принимавших участие в исследовании. Им было поручено систематически изучать медицинские карты всех амбулаторных пациентов с диагнозом COVID-19, данные историй болезни пациентов и, в случае необходимости, связываться с терапевтами и/или специалистами, у которых пациенты проходили лечение, для уточнения анамнестических сведений. Собираемые сведения включали клиническую информацию (возраст, пол, индекс массы тела, информацию о курении), наличие следующих заболеваний: ожирение, артериальная гипертензия (АГ), сахарный диабет (СД), ишемическая болезнь сердца (ИБС), хроническая болезнь почек (ХБП), инфаркт миокарда в анамнезе, язвенная болезнь (ЯБ) желудка и двенадцатиперстной кишки, хронический гастрит, хроническая ишемия мозга (ХИМ). Кроме того, производился сбор клинических данных и результатов биохимических исследований после окончания всех лечебных мероприятий, связанных с острым периодом заболевания COVID-19.

В 1-ю группу (основная) был включен 121 пациент, перенесший COVID-19. Для объективной оценки изучаемых показателей микроциркуляции, т.е. для исключения влияния в первую очередь патологических процессов, обусловленных наличием хронических заболеваний на показатели микроциркуляции, важной задачей представлялось формирование сопоставимых групп пациентов по основным клинико-диагностическим показателям. С этой целью была сформирована 2-я группа (группа контроля, в которую вошли 33 пациента, не болевших COVID-19) методом включения пациентов без статистически значимых различий по полу, возрасту и заболеваниям в анамнезе в сравнении с пациентами 1-й группы.

Параметры микроциркуляции оценивали с помощью метода лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) сосудов кожи на анализаторе лазерной микроциркуляции крови для врача общей практики ЛАКК-ОП (ООО Научно-производственное предприятие «Лазма», Москва, 2010). Определяли следующие показатели: амплитуду вазомоций (А), измеряемую в относительных перфузионных единицах (пф.ед.), включая изучение амплитуды миогенных вазомоций (Ам); амплитуду нейрогенных вазомоций (Ан); амплитуду эндотелиальных вазомоций (Аэ). Считали, что чем выше амплитуда вазомоций (Аэ, Ан, Ам), тем больше просвет микрососуда и ниже его тонус. Отдельно оценивали: уровень базальной перфузии (М) как величину среднего потока крови за интервал времени регистрации в исследуемом объеме ткани около 1 мм, который отражает динамическую характеристику микрокровотока; среднее колебание перфузии относительно среднего значения потока крови — сигма (σ); коэффициент вариации (Kv, %), который определяет напряженность регуляторных систем микроциркуляторного русла, его увеличение, отражает более интенсивное функционирование механизмов эндотелиальной, нейрогенной и миогенной регуляции и в целом возрастание активности регуляции; резерв кровотока (РКК), индекс удельного потребления кислорода (I) в ткани (параметр отражает влияние нейрогенной и миогенной регуляции в зоне артериоло-венулярных анастомозов, а также индекс относительной перфузионной сатурации кислорода в микрокровотоке (Sm)). Полученные параметры анализировались в совокупности, в том числе для определения типа микроциркуляции (спастической, гиперемической, застойной, гиперреактивной). Все показатели были изучены после исхода заболевания (выздоровления).

Все пациенты подписывали информированное согласие на участие в исследовании, которое выполнено в соответствии со стандартами надлежащей клинической практики (Good Clinical Practice) и принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования одобрен этическим комитетом Самарского государственного медицинского университета.

Статистический анализ. Полученные данные обрабатывали с использованием стандартной программы Microsoft Excel и пакета статистических программ Statistica for Windows 6.0. Описание нормально распределенных количественных признаков приведено с указанием среднего значения признака и среднего квадратичного отклонения (M±SD). Описание признаков с распределением, отличным от нормального, представлено в виде Me [Q₂₅; Q₇₅], где Me — медиана, Q₂₅ и Q₇₅ — 25-й и 75-й квартили соответственно. Использована описательная статистика, при сравнении выборок использовали t-критерий Стьюдента. Различия между изучаемыми параметрами признавали статистически значимыми при p<0,05. Расчет основных характеристик диагностических методов вели в соответствии требованиями CONSORT (CONSORT Group., 1996).

Результаты

Популяция и клинические исходы. Рассмотрены данные 121 пациента (1-я группа) с подтвержденным диагнозом COVID-19, прикрепленного для оказания медицинской помощи к двум лечебно-профилактическим учреждениям Самары. Период включения — май—июнь 2020 г., основной исход заболевания — выздоровление. Амбулаторно лечение было проведено 72 (59,5%) пациентам, стационарно — 49 (40,5%) больным. Бессимптомно протекало заболевание у 23 (19,0%) пациентов.

Демография и клинико-диагностические характеристики. Основные демографические и клинико-диагностические характеристики пациентов 1-й группы представлены в табл. 1. Средний возраст пациентов, перенесших COVID-19, составил 49,5±18,7 года, 61,2% — мужчины. Большинство пациентов (52,1%) относились к возрастной группе 18—44 лет, только 15,7% больных были старше 65 лет. Основная часть пациентов (76,0%) никогда не курили. Основными жалобами (изучены анамнестически) в остром периоде у больных с симптомным течением являлись: утомляемость/общая слабость (78,6%), повевышенная температура (74,5%), затрудненное дыхание/одышка (46,9%), кашель (42,9%), головные боли (39,8%), потеря обоняния и/или вкуса (31,6%), расстройства пищеварения (25,5%), ринит и/или воспаление горла (13,3%).

Таблица 1. Основные демографические и клинико-диагностические характеристики пациентов, перенесших COVID-19, согласно исходу (выздоровление)

Table 1. Main demographic and clinical diagnostic characteristics of patients underwent COVID-19, according to outcome (recovery)

Примечание. Количественные признаки представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения M±SD, Me [Q₂₅; Q₇₅]. ИМТ — индекс массы тела; ХС — холестерин; АГ — артериальная гипертензия; ЛПНП — липопротеиды низкой плотности; СКФ — скорость клубочковой фильтрации; САД — систолическое артериальное давление; ДАД — диастолическое артериальное давление; КТ — компьютерная томография.

Note. Quantitative signs are presented as a mean value and standard deviation of M±SD, Me [Q₂₅; Q₇₅]. BMI — body mass index; CH — cholesterol; AH — arterial hypertension; LDL — low-density lipoproteins; GFR — glomerular filtration rate; CAD — systolic blood pressure; DAD — diastolic blood pressure; CT — computed tomography.

Среди сопутствующих заболеваний у пациентов, перенесших COVID-19, наиболее часто наблюдались АГ (28,1%), ИБС (23,9%), хронический гастрит (21,3%) и СД (14,9%), а также ожирение, установленное как диагноз, в 27,2% случаях. Следует отметить, что большинство хронических заболеваний наблюдалось в возрастных группах от 55 лет и старше, тогда как более молодые пациенты, по данным медицинской документации, были здоровы. Отсутствие заболеваний в анамнезе отмечено у 58 (47,9%) больных.

В табл. 2 представлены основные клинико-диагностические характеристики пациентов 1-й группы и группы контроля (2-я группа). Пациенты обеих групп сравнимы (не имеют статистически значимых различий) по основным клинико-демографическим показателям, что отвечало одной из задач исследования для проведения наблюдения — оценки влияния COVID-19 на исследуемые показатели.

Таблица 2. Клинико-демографические показатели пациентов обеих групп на момент включения в исследование

Table 2. Clinical and demographic indicators of patients in both groups at the time of inclusion in the study

Примечание. Количественные признаки представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения M±SD; p — значимость отличий признаков между пациентами в исследуемых группах. ИМТ — индекс массы тела; АГ — артериальная гипертензия; ХИМ — хроническая ишемия головного мозга; ДЭП — дисциркуляторная энцефалопатия; ИБС —ишемическая болезнь сердца; ХБП — хроническая болезнь почек; ЯБ — язвенная болезнь.

Note. Quantitative signs are presented as a mean value and standard deviation of M±SD; p — significance of signs differences between patients in the studied groups. BMI — body mass index; AH — arterial hypertension; CCI — chronic cerebral ischemia; DEEP — discirculatory encephalopathy; CHD — coronary heart disease; CKD — chronic kidney disease; GU — gastric ulcer.

При изучении параметров микроциркуляции у пациентов, перенесших COVID-19, были выявлены определенные изменения (табл. 3). Отмечено статистически значимое снижение показателя перфузии и коэффициента вариации микрокровотока с одновременным повышением резерва кровотока у пациентов 1-й группы по сравнению с группой контроля. Полученные данные свидетельствуют о снижении перфузии и активности процессов регуляции микрокровотока у пациентов 1-й группы. Было выявлено значимое снижение нормированного значения амплитуд колебаний микрокровотока, связанного с нейрогенной, миогенной и эндотелиальной регуляцией, в группе пациентов, перенесших COVID-19, по сравнению с группой контроля. Минимальные значения Ам, Аэ у пациентов 1-й группы свидетельствуют о резком сокращении числа функционирующих прекапиллярных сфинктеров, отсутствии регуляторных возможностей со стороны эндотелия сосудов, что снижает резервные возможности микрокровотока и способствует повышению риска микротромбообразования.

Таблица 3. Показатели микроциркуляции, полученные методом лазерной допплеровской флоуметрии, у пациентов после COVID-19 и в группе контроля

Table 3. Microcirculation indices obtained by laser Doppler flowmetry in patients after COVID-19 and in the control group

Примечание. Количественные признаки представлены в виде среднего значения и стандартного отклонения M±SD; p — значимость отличий в показателях между пациентами в исследуемых группах. Ам — амплитуда миогенных вазомоций; Ан — амплитуда нейрогенных вазомоций; Аэ — амплитуда эндотелиальных вазомоций; пф.ед. — перфузионные единицы; М — уровень базальной перфузии; Kv — коэффициент вариации; РКК — резерв кровотока; Sm — индекс относительной перфузионной сатурации кислорода в микрокровотоке; I — индекс удельного потребления кислорода в ткани.

Note. Quantitative signs are presented as an average value and standard deviation of M±SD; p — significance of differences in indicators between patients in the studied groups. Am — amplitude of myogenic vasomotions; An — amplitude of neurogenic vasomotions; Ae — amplitude of endothelial vasomotions; P.E. — amplitude of endothelial vasomotions. — perfusion units; M — level of basal perfusion; Kv — coefficient of variation; BFR — blood flow reserve; Sm — index of relative perfusion oxygen saturation in micro blood flow; I — index of specific oxygen consumption in tissue.

Особый интерес представляет уровень Sm: у пациентов 1-й группы индекс относительной перфузионной сатурации кислорода в микрокровотоке был статистически значимо ниже (p=0,035), чем во 2-й группе, что может являться отражением процессов увеличения потребления кислорода тканями в условиях гипоксии.

Был проведен интегративный анализ всех полученных показателей, который продемонстрировал, что тип кровотока у пациентов, перенесших COVID-19, характеризуется как спастический, с преобладанием вазоконстрикторных реакций. Этот тип кровотока в условиях воспалительных реакций является неблагоприятным, поскольку в условиях гипоксии и развития дисфункции эндотелия формирует протромбогенный статус пациента.

Обсуждение

Проведено исследование, особо изучающее пациентов, инфицированных SARS-CoV-2 (исходом является выздоровление), с целью определения изменений параметров микроциркуляции. При подготовке настоящего материала был осуществлен анализ данных, опубликованных и доступных на таких ресурсах, как PubMed, EMBASE, Cochrane, eLIBRARY, который выявил большой интерес к обсуждению проблемы тромбообразования и ее фундаментальных механизмов, включая повреждения на уровне микроциркуляции у пациентов с COVID-19.

Накопленные результаты исследований демонстрируют изменения в сосудах в виде развития дисфункции эндотелия в условиях активации воспалительных процессов, что может привести к нарушению свертываемости крови и развитию неблагоприятных исходов у пациентов с COVID-19 [18]. Известно, что процесс гиперкоагуляции определяет тяжесть заболевания и прогноз пациента. В тяжелых случаях, при повреждениях легких с последующим респираторным дисстресс-синдромом и полиорганной недостаточностью развивается тяжелая коагулопатия с высокими уровнями D-димеров [19]. На фоне воспалительных реакций развивается дисфункция эндотелия, что, по данным исследователей, указывает на неблагоприятный прогноз у пациентов с COVID-19 [20]. Активность комплемента на мембранах эндотелиальных клеток, опосредованная активация сосудистого эндотелиального фактора роста (VEGF), высокий уровень IL-6 способствуют дестабилизации сосудистого эндотелия, что приводит к повышению проницаемости сосудов [21]. Полученные в настоящем исследовании данные демонстрируют патологический тип микроциркуляции у пациентов, перенесших COVID-19, что в совокупности с повреждением на уровне эндотелия формирует негативный прогноз в отношении рисков тромбообразования. А.Ю. Буланов и В.Е. Ройтман в своей работе отмечают, что «в отсутствие достаточной базы доказательной медицины самым ценным становится мнение экспертов, опирающихся на свой опыт и опыт коллег. COVID-19-ассоциированная коагулопатия имеет характер тромбовоспаления» [22]. На сегодняшний день ведущими экспертами и клиницистами признается, что коагуляция является одним из важных факторов риска, ответственных за высокую летальность, описаны механизмы развития гиперкоагуляции с микроангиопатией и локальным тромбообразованием [23, 24]. Однако изменения на уровне микроциркуляторного русла неизучены. В связи с чем ближайшим приоритетом, продекларированным во многих на данный момент проходящих исследованиях, является изучение механизмов тромбообразования, в том числе на уровне микроциркуляторного русла [25—27].

Впервые в настоящем исследовании у пациентов, перенесших COVID-19, на основании комплексного исследования с использованием метода ЛДФ изучено состояние микроциркуляторного русла по основным параметрам. Результаты исследования, возможно, будут способствовать формированию рекомендаций терапевтических режимов для защиты пациентов от обострения и смерти после перенесенной острой коронавирусной инфекции.

Следует отметить, что метод сплошной выборки позволил провести популяционный срез и сформировать представления в целом о пациентах, перенесших COVID-19, в отличие от многочисленных исследований, в которые включались пациенты, получающие лечение на стационарном этапе. Средний возраст пациентов, перенесших COVID-19, составил 49,5±18,7 года, что существенно меньше возраста пациентов, включаемых в большинство исследований, где анализируется стационарный этап оказания медицинской помощи. В нашем исследовании большинство пациентов (59,5%) проходили лечение амбулаторно, аналогичные данные опубликовали наши коллеги из Башкортостана, где 63,0% пациентам была оказана помощь на амбулаторном этапе [28]. По данным китайских исследователей, от 15 до 30% пациентов с COVID‐19 имеют АГ, от 2,5 до 15% — ИБС [29, 30]. Результаты настоящего исследования сравнимы с зарубежными и демонстрируют, что в целом в популяции среди пациентов с COVID-19 у 28,1% была отмечена АГ, у 23,9% — ИБС.

В целом популяция пациентов, перенесших COVID-19, — это лица трудоспособного возраста, большинство из которых мужчины, почти в половине случаев, не имевшие в анамнезе заболеваний, со склонностью к ожирению и относительно невысоким процентом сопутствующих заболеваний. Наши результаты свидетельствуют о значимом повреждении на уровне микроциркуляции у пациентов, перенесших COVID-19 в виде спастических реакций и снижения перфузионного резерва. Необходимы дальнейшее исследования, включая проспективный этап наблюдения, для получения данных об информативности показателей ЛДФ при определении клинико-диагностических и прогностических критериев повреждений на уровне микроциркуляторного русла во взаимосвязи с протромботической активностью эндотелия у пациентов после COVID-19.

Нарушения на уровне микроциркуляторного русла следует рассматривать в аспекте важной особенности COVID-19, способной прогнозировать и риск развития тромботических сосудистых событий. Можно предположить, что механизмы, лежащие в основе дисфункции, на уровне микроциркуляторного русла могут быть связаны с воспалительным штормом и бесконтрольным опосредованным повреждением эндотелия. Очевидно, что необходимы дальнейшие исследования микроциркуляции для понимания степени тяжести повреждений и их прогностической значимости, а также формирования терапевтических стратегий, направленных на профилактику рисков развития тромботических осложнений в разных группах пациентов.

Заключение

Полученные данные в отобранной путем сплошной выборки когорте дают больше возможностей для полного представления и характеристик пациентов с COVID-19. Нарушения системы гемостаза у пациентов с COVID-19 сопровождается повреждением эндотелия, приводящего к микроангиопатиям, локальному тромбообразованию и системному дефекту свертывания крови. Нами зарегистрированы значимые изменения на уровне микроциркуляции у пациентов, перенесших COVID-19, что неблагоприятно в отношении прогноза и требует разработки профилактических мероприятий, направленных на снижение рисков развития тромбообразования. Необходимы дополнительные профилактические стратегии для пациентов, перенесших COVID-19, которые позволят устранить факторы, приводящие к микрососудистому и макрососудистому тромбозу.

С целью определения прогностической значимости показателей микроциркуляции исследование пролонгировано до 6 мес наблюдения.

Мы заявляем, что дизайн наблюдения и полученные данные соответствуют критериям оригинального исследования. Все авторы гарантируют, что внесли существенный вклад в получение и анализ данных, их интерпретацию и готовы нести ответственность за все аспекты работы, а также гарантировать соответствующее рассмотрение и решение вопросов, связанных с точностью и добросовестностью всех частей работы.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.