Введение

COVID-19 — это мультисистемное заболевание, при котором основным органом-мишенью вируса SARS-CoV-2 являются легкие, однако вирус атакует и другие органы и системы, приводя таким образом к развитию полиорганного поражения, сопровождающегося соответствующими клиническими проявлениями и изменениями биохимических показателей крови [1]. В настоящее время очевидным является тот факт, что у некоторых пациентов, перенесших COVID-19, вне зависимости от тяжести протекания инфекции в течение длительного времени сохраняются проявления осложнений этого заболевания [2]. Состояние, характеризующееся последствиями COVID-19, варьирующими от легких до изнуряющих, от постоянных до интерметтирующих, получило название длительный COVID, или постковидный синдром [3]. Наиболее типичные симптомы постковидного синдрома — это усталость и одышка, когнитивные и психические нарушения, потеря обоняния и вкуса, сердечно-сосудистые и желудочно-кишечные нарушения, головная боль, миалгия, боль в суставах и прочее [4]. Предполагается, что механизмы, лежащие в основе постковидного синдрома, включают в себя изменения иммунного ответа (дисрегуляцию иммунной системы, развитие аутоиммунных реакций), полиорганное поражение в остром периоде заболевания, коагулопатию, сохраняющуюся воспалительную реакцию, дисбиоз кишечника [5]. Кроме того, вирусная персистенция в тканях может способствовать длительному сохранению иммунологических изменений, хроническому воспалению в различных органах, вызывая проявления соответствующих симптомов и изменений биохимических параметров крови [6—8]. В связи с этим наблюдение за реконвалесцентами COVID-19 необходимо для понимания связи между проявлениями постковидного синдрома и перенесенной инфекцией SARS-CoV-2 и для обоснования эффективной профилактики постковидных осложнений.

Цель исследования — провести анализ изменений биохимических показателей крови в остром периоде COVID-19, в периоде ранней и поздней реконвалесценции при динамическом наблюдении пациентов.

Материал и методы

Проведено обсервационное когортное продольное проспективное исследование, соответствующее положениям Хельсинкской декларации (2013) и одобренное локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава России (протокол №12 от 26.08.20). От каждого пациента получено информированное добровольное согласие на участие и обработку данных.

В исследуемую группу включены 50 пациентов с пневмонией, ассоциированной с COVID-19, в возрасте от 30 до 74 лет (52,7±11,2 года), получавших лечение в условиях инфекционного стационара Университетской клиники ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава РФ и наблюдавшихся после выздоровления в кабинете диспансерного наблюдения на базе ФГБОУ ВО «ПИМУ» Минздрава РФ. Критериями включения в исследование являлись: диагноз COVID-19-ассоциированной пневмонии, наличие письменного информированного добровольного согласия на забор биологического материала для исследования и участие в исследовании. Критерии невключения: отказ пациента от участия в исследовании, наличие в анамнезе злоупотребления алкоголем или какими-либо другими веществами, наличие любого состояния/обстоятельства, которое могло существенно исказить результаты обследования и/или ограничить период наблюдения за пациентом. Критерии исключения из исследования: желание выйти из исследования без объяснения причины, отказ от проведения обследования, предусмотренного протоколом. В группе обследованных больных женщины преобладали над мужчинами: 68% (34 из 50) и 32% (16 из 50) соответственно. В структуре коморбидной патологии у пациентов до заболевания COVID-19 отмечены сахарный диабет 2-го типа (СД2) (17 пациентов), ожирение (27 пациентов), артериальная гипертензия (30 пациентов), ишемическая болезнь сердца (8 пациентов), заболевания органов дыхания (6 пациентов).

Для исследований (основная группа) венозную периферическую кровь забирали у больного при поступлении (1-й этап) в структурное подразделение для лечения COVID-19, оказывающее медицинскую помощь в стационарных условиях, и через 10—14 дней (2-й этап) лечения в стационаре. В дальнейшем кровь забирали в условиях диспансерного кабинета Университетской клиники в период 69,0 [60,0; 80,0] дней (в среднем через 2—3 мес) от начала манифестации заболевания (ранняя реконвалесценция — 3-й этап) и в период 356,8 [320,0; 386,0] дней (поздняя реконвалесценция — 4-й этап, в среднем через год). Контрольную группу составили 24 условно здоровых добровольца, сопоставимых по возрасту и полу с участниками основной группы.

В сыворотке крови анализировали уровень глюкозы, мочевины, креатинина, общего белка, альбумина, общего билирубина, С-реактивного белка (СРБ), активности аланинаминотрансферазы (АлАТ), аспартатаминотрансферазы (АсАТ). Исследования проводили на биохимическом анализаторе Indiko с использованием реагентов производителя (Thermo scientific, Финляндия).

Статистическую обработку данных выполнили с применением пакета прикладных программ Statistika 6.0. Проверку гипотезы о распределении данных по нормальному закону осуществляли с помощью критерия Шапиро—Уилка. При описании данных, распределение которых отличалось от нормального закона, рассчитывали медиану и границы межквартильного диапазона (25-й и 75-й процентили). Данные представлены в виде Me [Q25; Q75]. Статистическую значимость различий между изучаемыми показателями вычисляли с использованием непараметрических критериев — T-критерия Вилкоксона и критерия Манна—Уитни. Интенсивность ассоциации между переменными оценивали коэффициентом γ-корреляции. Критическая величина уровня значимости (p) принята равной 0,05.

Результаты

Результаты сравнительного анализа динамики биохимических параметров сыворотки крови пациентов с новой коронавирусной инфекцией в остром периоде и в периоде реконвалесценции представлены в табл. 1.

Таблица 1. Изменения биохимических показателей сыворотки крови у пациентов в остром периоде COVID-19 и в периоде реконвалесценции

Примечание. АлАТ — аланинаминотрансфераза; АсАТ — аспартатаминотрансфераза; СРБ — С-реактивный белок; * — различия статистически значимы по сравнению с показателями здоровых людей; ^{^} — различия статистически значимы по сравнению с показателями на 1-м этапе исследований; ^# — различия статистически значимы по сравнению с показателями на 2-м этапе исследований; ^§ — различия статистически значимы по сравнению с показателями на 3-м этапе исследований; p<0,05.

Среди всех обследованных больных до манифестации COVID-19 у 34% (17 из 50) выявлен в анамнезе СД2 в качестве сопутствующего заболевания. На всех этапах исследования отмечена корреляционная связь концентрации глюкозы с наличием СД2 в анамнезе, максимальное значение которой отмечено в конце периода наблюдений (табл. 2).

Установлено, что в остром периоде COVID-19 у 13 (26%) пациентов выявлено повышение уровня глюкозы, причем у 7 из них не было сопутствующего СД2. На 10—14-е сутки пребывания в стационаре у обследованных пациентов отмечали снижение уровня гликемии (p=0,02), ни у одного из пациентов содержание глюкозы не выходило за пределы референсных значений. Сравнительная оценка динамики изменения уровня глюкозы выявила статистически значимое возрастание показателя на 3-м и 4-м этапах исследования по сравнению с показателем 2-го этапа — на 12% (p=0,001) и 8% (p=0,001) соответственно. Между показателями 3-го и 4-го этапов исследований не было статистически значимых различий. Детальный анализ концентрации глюкозы у пациентов в постковидном периоде выявил превышение границ референсных значений в 14% случаев в периоде ранней реконвалесценции: у 5 человек увеличение уровня глюкозы ассоциировалось с СД2, у 2 пациентов отклонения содержания этого метаболита от диапазона нормы (6,4 и 6,6 ммоль/л) не связаны с СД. В периоде поздней реконвалесценции концентрация глюкозы превышала значения нормы уже у 12 (24%) человек, из которых у 4 человек уровень глюкозы варьировал от 6,8 до 7,5 ммоль/л и не был связан с выявленным ранее СД. Следует отметить, что у пациентов, у которых в периоде ранней реконвалесценции определен увеличенный уровень глюкозы, не связанный с СД, исследуемый показатель вернулся в пределы референсных значений.

Таблица 2. Корреляция уровня глюкозы и наличия сахарного диабета 2-го типа у пациентов в остром периоде COVID-19 и в периоде реконвалесценции

Установлено, что острый период новой коронавирусной инфекции сопровождался небольшим, но статистически значимым повышением концентрации креатинина по сравнению со уровнем этого показателя у исследуемых контрольной группы (p=0,001). Частота выявления отклонений показателя от диапазона референсных значений составила 26%. На 10—14-е сутки пребывания в стационаре его концентрация превышала значения нормы у 11 (22%) человек, варьируя от 100 мкмоль/л до 162 мкмоль/л. В периоде ранней реконвалесценции уровень этого метаболита повышался у 2 пациенток (99,6 мкмоль/л и 112,5 мкмоль/л). В дальнейшем у одной из них концентрация креатинина нормализовалась, но отмечалось возрастание у еще 2 пациенток (98,8 мкмоль/л и 99,6 мкмоль/л). Проведение корреляционного анализа показало связь между уровнем креатинина и наличием в анамнезе у пациентов хронической сердечной недостаточности (γ=0,72, p=0,04) и острого коронарного синдрома (γ=0,51, p=0,009).

При поступлении в стационар концентрация мочевины была повышенной у 10% больных, однако статистически значимых различий по сравнению со значениями исследуемыми контрольной группы не было. Через 10—14 дней показатель остался практически на том же уровне. На 3-м этапе исследований отклонения концентрации мочевины зафиксированы у 2 пациентов — увеличение на 21% по сравнению с верхней границей диапазона референсных значений. В конце периода наблюдения уровень мочевины среди обследованных больных остался повышенным у 1 пациента (8,2 ммоль/л).

Увеличение активности аминотрансфераз за все время пребывания в стационаре зафиксировано в общей сложности у 64% (32 из 50) больных. При поступлении в стационар возрастание активности АлАТ в той или иной степени выявлено у 14 (28%) пациентов, у 4 из них отмечено превышение активности более чем в 2 раза по сравнению с верхним пределом диапазона референсных значений. Активность АсАТ увеличивалась у 16 (32%) пациентов в среднем в 1,3 раза по сравнению с верхней границей референсных значений. По мере течения болезни зафиксировано дальнейшее увеличение активности АлАТ и АсАТ у 26 (52%) и 20 (40%) человек соответственно. Сравнительная оценка изменений активности трансаминаз при госпитализации и на 2-м этапе исследований выявила увеличение активности АлАТ в 2 раза (p=0,001), АсАТ — в 1,2 раза (p>0,05). Наблюдение за пациентами в периоде реконвалесценции показало в целом нормализацию активности АлАТ и АсАТ. Тем не менее следует отметить сохраняющуюся повышенную активность трансаминаз у 4 (8%) пациентов на 3-м этапе исследований, однако в дальнейшем частота выявления отклонений активности ферментов возросла в 2 раза.

Установлено, что в течение всего периода наблюдения значения медианы и интерквартильного размаха концентрации общего билирубина не превышали таковые у исследуемых контрольной группы. Индивидуальный анализ изменений содержания данного показателя в остром периоде заболевания выявил превышение физиологической нормы только в одном случае (22,7 мкмоль/л). Через 10—14 дней концентрация этого метаболита увеличилась у 14% (7 из 50) больных (21,1—39 мкмоль/л). Содержание общего билирубина в сыворотке крови после перенесенного COVID-19 оказалось увеличенным у 6% (3 из 50) реконвалесцентов. Анализ полученных данных показал возрастание концентрации этого пигмента на 3-м и 4-м этапах исследования по сравнению с показателем 2-го этапа (на 15 и 12% соответственно, p>0,05) и статистически значимое увеличение по сравнению с его уровнем при поступлении в стационар (на 36 и 33% соответственно; 0,003<p<0,02). Детальный анализ изменений уровня общего билирубина в динамике выявил, что лишь у 1 из 3 пациентов сохранялось повышенное значение общего билирубина на протяжении всего периода реконвалесценции, причем изначально (при поступлении в стационар) концентрация пигмента была в пределах нормы. У 2 пациентов с повышенными значениями показателя на 3-м этапе исследований в дальнейшем произошла нормализация концентрации общего билирубина. Еще у 2 пациентов к концу периода наблюдений его содержание возросло практически в 2 раза по сравнению со значениями на 3-м этапе исследований (до 22,03 мкмоль/л и 25,76 мкмоль/л соответственно).

При поступлении в стационар содержание общего белка практически не отличалось от референсных значений, в то же время у 46% пациентов выявлена гипоальбуминемия (снижение в 1,3 раза по сравнению со значениями у исследуемых контрольной группы (p=0,001). По мере течения болезни наблюдалось снижение концентрации общего белка и альбумина к 10—14-м суткам наблюдения в стационаре на 19% (p=0,03) и на 13% (p>0,05) соответственно по сравнению с уровнем при поступлении в стационар. В период ранней реконвалесценции регистрировали возрастание концентрации общего белка на 10% (p=0,07), содержание альбумина менялось незначительно. Через год после перенесенной инфекции концентрация общего белка осталась на прежнем уровне, отмечена нормализация уровня альбумина по сравнению с предыдущим периодом исследований (p=0,005).

В начальном периоде исследований уровень такого маркера воспаления, как СРБ значительно повышался практически у всех больных за исключением 3 пациентов. Возрастание концентрации биомаркера варьировало в диапазоне от 7 до 189 мг/л. Несмотря на то что в дальнейшем медиана уровня СРБ и интерквартильный размах находились в пределах референсных значений, индивидуальный анализ выявил, что у 22% (11 из 50) больных концентрация этого показателя превышала значения нормы (7—89 мг/л). В периоде ранней реконвалесценции частота увеличения уровня СРБ снизилась практически в 2 раза, не превышая 16% (8 из 50): у 7 пациентов уровень СРБ варьировал от 7 мг/л до 18 мг/л, еще у 1 пациента значение показателя составило 53 мг/л. Такое увеличение концентрации носило транзиторный характер, и в дальнейшем у 5 пациентов концентрация СРБ нормализовалась, а у 7 пациентов было вновь зарегистрировано увеличение концентрации этого биомаркера (7—29,6 мг/л), соответственно частота выявления повышенной концентрации СРБ составила 16% (8 из 50).

Оценивая в целом изменения параметров крови у пациентов, перенесших COVID-19, следует отметить, что в раннем и позднем постковидных периодах изученные биохимические показатели находились в пределах референсных значений почти у каждого второго больного (у 44 и 51% пациентов соответственно). Следует также отметить, что у 22 (44%) человек в постковидном периоде отмечалось обострение сопутствующей патологии, коррелировавшее с увеличением концентрации креатинина (γ=1, p=0,02). У 7 (14%) человек диагностированы ранее не выявленные нарушения и заболевания (снижение толерантности к глюкозе, заболевания сосудов нижних конечностей, заболевания легких), сопровождающиеся изменениями концентрации СРБ (γ=0,46, p=0,04), глюкозы (γ=0,58, p=0,04), креатинина (γ=0,78, p=0,01) и альбумина (γ= –0,52, p=0,04).

Обсуждение

За время пандемии COVID-19 установлено, что СД занимает второе место среди сопутствующей патологии после артериальной гипертензии и является предиктором тяжести течения и фактором риска неблагоприятного исхода заболевания [9, 10]. В результате проведенного исследования нами обнаружено, что в остром периоде новой коронавирусной инфекции у ряда пациентов повышенный уровень глюкозы не обусловлен наличием у них СД. Возможными причинами развития гипергликемии являются цитокиновый «шторм», стресс, гипоксия, нарушение микроциркуляции, усиление выработки глюкозы в печени, нарушение периферического усвоения глюкозы, развитие фиброза и амилоидоза островков Лангерганса, усиление апоптоза, что в итоге может привести к дисфункции β-клеток поджелудочной железы и нарушению синтеза инсулина [11]. Развитие воспаления в процессе COVID-19 может способствовать возникновению резистентности к инсулину [12]. Увеличение уровня глюкозы чревато, во-первых, тем, что сопровождается значительным выбросом провоспалительных медиаторов. Во-вторых, гипергликемия увеличивает экспрессию ангиотензинпревращающего фермента, усиливает его гликозилирование, способствуя тем самым проникновению в клетки вируса SARS-CoV-2. Гипергликемия вне зависимости от наличия или отсутствия у пациента СД может ухудшить прогноз заболевания, повышая риск необходимости искусственной вентиляции легких, развития шока и полиорганной недостаточности, обусловливающие лечение в отделении интенсивной терапии, а также увеличивает риск неблагоприятного исхода заболевания [13].

Необходимо отметить сохранившуюся гипергликемию у 8% пациентов в позднем постковидном периоде. Согласно данным литературы, вызванная стрессом гипергликемия, связанная с инфекцией, как правило, носит временный характер, и только у пациентов, предрасположенных к развитию СД 1-го типа, интеркуррентное вирусное заболевание, вероятно, наносит окончательный удар по нарушению функции β-клеток [12]. Принимая во внимание гипотезу о потенциальном диабетогенном эффекте COVID-19, выходящем за рамки реакции на стресс [14], необходимо учитывать вероятность развития СД как одного из долгосрочных осложнений COVID-19. В связи с этим пациенты с впервые выявленной гипергликемией как во время заболевания, так и в период реконвалесценции нуждаются в динамическом мониторинге и должны быть внесены в группу риска развития СД вследствие перенесенной инфекции SARS-CoV-2.

Обнаруженная нами у ряда пациентов дисфункция почек, которую оценивали по уровню креатинина и мочевины в сыворотке крови, может быть обусловлена повреждением клеток почек вирусом SARS-CoV-2, нарушением баланса в ренин-ангиотензиновой системе, активацией воспалительных процессов, свертывания крови, повреждением эндотелия почечных сосудов, гемодинамической нестабильностью, гипоксемией, окислительным стрессом, снижением уровня вазодилататоров [15].

Период реконвалесценции характеризовался нормализацией функции почек практически у всех пациентов, за исключением 2 (4%) человек, у которых сохранялось небольшое увеличение концентрации креатинина. Данные литературы, касающиеся проспективных исследований функции почек после перенесенного COVID-19, немногочисленны. Исследование, проведенное L. Chan и соавт., показало, что примерно у 30% пациентов функция почек не восстанавливалась в течение месяца после COVID-19 [16]. M. Zhou и соавт. в своей работе показали, что у 77,5% пациентов, перенесших COVID-19 в тяжелой форме, через 3 мес после выписки из стационара отмечалось нарушение скорости клубочковой фильтрации [17]. В другом исследовании [18] отмечено, что у 13% обследованных пациентов, находившихся в стационаре с новой коронавирусной инфекцией, не осложненной острой почечной недостаточностью, в течение 6 мес после выздоровления наблюдалась почечная дисфункция. Принимая во внимание установленный факт корреляции между повышенным уровнем креатинина через год и наличием в анамнезе у пациентов хронической сердечной недостаточности и острого коронарного синдрома, следует отметить отсутствие этих сопутствующих заболеваний у одной из пациенток с сохраняющимся в период реконвалесценции повышенным уровнем креатинина, что на фоне имеющейся у нее артериальной гипертензии и сахарного диабета свидетельствует о риске развития сердечно-сосудистых и почечных осложнений в будущем [19].

Выявленные нами у пациентов в остром периоде новой коронавирусной инфекции, а также наблюдавшиеся у отдельных пациентов в реконвалесцентном периоде изменения уровня общего белка, альбумина, общего билирубина, активности АлАТ и АсАТ, обусловлены высоким тропизмом вируса SARS-CoV-2 к гепатоцитам [20], затрагивающим тем самым функционирование печени как самого важного метаболического органа в организме [21]. Механизмы поражения печени при новой коронавирусной инфекции разнообразны и включают непосредственное повреждение гепатоцитов вирусом SARS-CoV-2, иммунный дисбаланс, обусловленный цитокиновым «штормом», развитие гипоксии, нарушение микроциркуляции [22]. Среди факторов, оказывающих влияние на функцию печени, выделяют также гепатотоксичность препаратов, используемых в лечении новой коронавирусной инфекции, таких как ремдесивир, тоцилизумаб, хлорохин, гидроксихлорохин, азитромицин [23]. Кроме того, дисфункция печени может быть связана с микроангиопатией и микротромбозами в печеночных синусоидах [24]. Снижение содержания общего белка и гипоальбуминемия могут быть также обусловлены нарушением работы желудочно-кишечного тракта в результате вирусного поражения клеток и, как следствие, нарушения всасывания [25, 26]. P. Boraschi и соавт. в своей работе отмечают, что поражение печени при COVID-19, сопровождающееся повышенными ферментативной активностью и уровнем билирубина, в большинстве случаев проявляется легкими и преходящими клиническими симптомами [27]. Указано, что у пациентов с тяжелой формой COVID-19 показатели функции печени постепенно возвращаются к норме в процессе выздоровления, а повреждение печени у пациентов с COVID-19 легкой степени, как правило, носит временный характер и может быть восстановлено до нормального состояния без какого-либо специального лечения [28].

Наше исследование показало, что восстановительный период после перенесенного COVID-19 сопровождался в большинстве случаев нормализацией показателей, характеризующих функцию печени. Тем не менее выявленные нами у ряда пациентов сохраняющиеся и обнаруженные вновь изменения лабораторных параметров свидетельствовали о дисфункции печени и указывали на целесообразность применения гепатопротекторов после перенесенной новой коронавирусной инфекции.

Девиации биохимических показателей крови в остром периоде новой коронавирусной инфекции происходили на фоне закономерного развития воспалительной реакции, обусловленной цитокиновым «штормом», лежащим в основе заболевания [29], о чем говорит увеличенный уровень СРБ, отражающий тяжесть течения болезни. Сохранение повышенной концентрации этого биомаркера у некоторых пациентов в периоде реконвалесценции свидетельствовало о наличии у них персистирующего воспалительного процесса.

Выявленные корреляционные связи отдельных биохимических показателей с развитием новых и обострением имеющихся сопутствующих заболеваний указывают на возможность использования этих показателей в качестве прогностических маркеров нарушений функции отдельных органов и систем при динамическом контроле за состоянием пациентов в постковидном периоде.

Заключение

Острый период COVID-19 характеризуется выраженной воспалительной реакцией, сопровождаемой изменениями биохимических показателей крови. Проведенные краткосрочные и долгосрочные исследования динамики изменений биохимических параметров крови после перенесенной новой коронавирусной инфекции обнаружили те или иные отклонения у каждого второго пациента. Выявленные изменения (увеличение концентрации глюкозы, повышенный уровень креатинина, С-реактивного белка, активности трансаминаз) свидетельствуют о необходимости периодического наблюдения за пациентами и мониторинга лабораторных показателей, которые могут помочь в дальнейшем предупредить развитие сопутствующей патологии после перенесенного COVID-19.

Исследование выполнено в рамках реализации соглашения о предоставлении из федерального бюджета грантов в форме субсидий в соответствии с п.4 статьи 78.1 Бюджетного кодекса Российской Федерации № 075-15-2020-808 от 05.10.2020 на выполнение научного проекта по теме «Надежный и логически прозрачный искусственный интеллект: технология, верификация и применение при социально-значимых и инфекционных заболеваниях».

Участие авторов: концепция и дизайн исследования — Е.А. Галова; сбор и обработка материала — О.В. Костина, Н.А. Любавина, М.В. Преснякова, М.В. Ведунова; статистический анализ данных — О.В. Костина, Н.А. Любавина; написание текста — О.В. Костина; редактирование — Е.А. Галова.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.