Изменение экспрессии генов, кодирующих ACE2 и молекулы врожденного иммунитета (TLR7, ИФН-α, ИЛ-1β, ФНО), у пожилых пациентов с COVID-19

Резюме

Введение. Инфекция, вызванная SARS-CoV-2, создала значительную нагрузку на систему здравоохранения стран по всему миру. В связи с этим в условиях продолжающейся циркуляции SARS-CoV-2 изучение возможных предикторов неблагоприятного течения и исхода заболевания, а также развития тромботических осложнений является актуальной и важной задачей.

Цель исследования - изучение экспрессии генов, кодирующих АСЕ2, рецептор врожденного иммунитета TLR7, цитокины ИФН-α, ИЛ-1β и ФНО, в лейкоцитах периферической крови у пациентов пожилого возраста с COVID-19, а также ассоциации экспрессии указанных генов с риском развития тромботических осложнений, оцениваемых по уровню D-димера.

Материал и методы. В исследование включено 50 пациентов пожилого возраста (65-77 лет) с подтвержденным диагнозом COVID-19, группа сравнения составила 15 человек (возраст 65-69 лет) без COVID-19. В качестве исследуемого материала использовали лейкоцитарную массу, полученную из образцов периферической крови. Экспрессию генов оценивали методом полимеразной цепной реакции в реальном времени с обратной транскрипцией.

Результаты. Показано значительное снижение экспрессии гена ACE2 в основной группе относительно группы сравнения. Оценка молекул врожденного иммунитета показала повышение экспрессии генов TLR7, IFNA, а также генов TNF и IL1B по отношению к группе сравнения. Особую задачу исследования представляло сравнение исследуемых показателей с учетом прокоагулянтной активности, оцениваемой по уровню D-димера.

Показано, что высокий уровень D-димера (> 1 мг/л) у пациентов с COVID-19 ассоциирован с более низким уровнем экспрессии гена IFNA и повышением уровня экспрессии генов провоспалительных цитокинов TNF и IL1B по сравнению с подгруппой с низким уровнем D-димера (< 1 мг/л). В группе с низким уровнем D-димера экспрессия генов TNF и IL1B не отличалась от группы сравнения.

Заключение. Повышение уровня экспрессии гена TLR7 в сочетании со снижением экспрессии гена IFNA в подгруппе с высоким уровнем D-димера может свидетельствовать о дисбалансе факторов врожденного иммунитета у пациентов с COVID-19. Выявленное повышение экспрессии генов провоспалительных цитокинов TNF и IL1B ассоциировано с высоким риском тромбообразования (оцениваемому по уровню D-димера) и может быть одним из маркеров неблагоприятного исхода COVID-19.

Ключевые слова:COVID-19; гены; АСЕ2; TLR7; врожденный иммунитет; провоспалительные цитокины; пожилой возраст

Для цитирования: Греченко В.В., Уварова О.С., Громова Т.В., Артемьева О.В., Ганковская Л.В. Изменение экспрессии генов, кодирующих ACE2 и молекулы врожденного иммунитета (TLR7, ИФН-α, ИЛ-1β, ФНО), у пожилых пациентов с COVID-19. Иммунология. 2023; 44 (1): 72-82. DOI: https://doi.org/10.33029/0206-4952-2023-44-1-72-82

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов. Концепция и дизайн исследования - Ганковская Л.В., сбор и обработка материала - Уварова О.С., статистическая обработка данных - Греченко В.В., написание текста - Греченко В.В., Уварова О.С., Громова Т.В., редактирование - Артемьева О.В., Ганковская Л.В., Греченко В.В., утверждение окончательного варианта статьи - Ганковская Л.В., ответственность за целостность всех частей статьи - Греченко В.В.

Введение

Инфекция, вызванная коронавирусом SARS-CoV-2, создала значительную нагрузку на систему здравоохранения во всем мире. По данным Росстата, избыточная смертность в результате COVID-19 и его осложнений за 2020-2022 гг. по России превысила 800 000 человек. В связи с этим в условиях продолжающейся циркуляции SARS-CoV-2 изучение возможных предикторов неблагоприятного течения и исхода COVID-19, а также развития тромботических осложнений является актуальной и важной задачей.

Наиболее тяжелое течение COVID-19 наблюдается у пациентов пожилого и старческого возраста (65 и более лет) с сопутствующими коморбидными состояниями: хроническими заболеваниями легких, ишемической болезнью сердца, артериальной гипертензией, сахарным диабетом и др. [1].

К настоящему времени накоплено много данных о механизмах развития COVID-19. Известно, что S-белок SARS-CoV-2 имеет тропность к молекулам ACE2 (Angiotensin-converting enzyme 2), благодаря чему вирус поражает клетки-мишени, экспрессирующие ACE2 на поверхности [2]. Экспрессия ACE2 наблюдается более чем в 30 различных тканях человека, включая легкие, эндотелий, почки, надпочечники, яички, сердце, тонкий кишечник, щитовидную железу, жировую ткань, а также мочевой пузырь, печень, толстую кишку, лейкоциты периферической крови и др. [3-5].

В распознавании SARS-CoV-2 принимают участие Toll-подобные рецепторы (TLRs), в частности TLR7 [6]. Данные рецепторы являются ключевыми компонентами, инициирующими реакции врожденного иммунитета в ответ на проникновение SARS-CoV-2 в клетки. Известно, что TLR7 экспрессируется в моноцитах, макрофагах и дендритных клетках, а его активация приводит к продукции ИЛ-1, ИЛ-6, MCP-1, MIP-1A, ФНО и ИФН I типа [7].

Одним из факторов противовирусной защиты при SARS-CoV-2-инфекции является ИФН-α. Повышение уровня ИФН-α в крови пациентов с COVID-19 напрямую связано со степенью тяжести заболевания [8]. В то же время имеются данные, указывающие на снижение уровня ИФН-α пациентов с COVID-19, что сопровождается персистирующей виремией и повышением концентрации провоспалительных цитокинов, включая ФНО, ИЛ-1β и ИЛ-6 [9]. Указанные цитокины участвуют в реализации механизмов "цитокинового шторма" у COVID-19-инфицированных пациентов. Так, ИЛ-1β, источником которого являются моноциты и макрофаги, активно участвует в воспалительном ответе на коронавирусную инфекцию, в свою очередь активируя продукцию других провоспалительных цитокинов, в том числе ИЛ-6 и ФНО [10].

Исследования сыворотки пациентов с COVID-19 выявили высокие концентрации воспалительных маркеров, таких как С-реактивный белок (СРБ), ферритин, а также провоспалительных цитокинов, хемокинов и продуктов активации комплемента [11, 12]. СРБ, ферритин и комплемент могут индуцироваться производными инфламмасом: цитокинами ИЛ-1β и ИЛ-18. Уровень провоспалительного цитокина ИЛ-6, который может индуцироваться ИЛ-1β и является мощным индуктором СРБ, также постоянно повышен в сыворотке пациентов с COVID-19, что ассоциировано с неблагоприятным исходом COVID-19 [13]. Однако в большинстве исследований не удалось выявить повышенный уровень ИЛ-1β в сыворотке крови пациентов с COVID-19 [12, 14, 15].

Известно, что при SARS-CoV-2-инфекции вследствие гиперактивации цитокиновой сети в крови пациентов повышается уровень D-димера, который является одним из белков острой фазы воспаления и представляет собой растворимый продукт деградации фибрина, образующийся в результате разрушения тромбов фибринолитической системой. Этот показатель обычно используется для диагностики тромбоэмболии.

Согласно существующим исследованиям, при поступлении в стационар уровень D-димера в наиболее высоких концентрациях определяется у пациентов с тяжелым течением COVID-19 по сравнению с пациентами с легким течением, а также у пациентов, госпитализированных в отделение реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ), по сравнению с лицами вне ОРИТ, а также у скончавшихся пациентов в сравнении с выжившими [11, 16].

В результате развития синдрома гиперкоагуляции при COVID-19 повышается риск тромбоза и тромбоэмболий различных локализаций (ишемический инсульт, острый коронарный синдром, инфаркт миокарда, острая ишемия нижних конечностей, мезентериальная ишемия и др.) и синдрома диссеминированного сосудистого свертывания, приводящих к повышению летальности среди пациентов, инфицированных SARS-CoV-2 [17].

Цель нашего исследования - изучение экспрессии генов, кодирующих АСЕ2, рецептор врожденного иммунитета TLR7, а также провоспалительные цитокины ИФН-α, ИЛ-1β и ФНО в лейкоцитах периферической крови у пациентов пожилого возраста с COVID-19. Особую задачу составило исследование ассоциации экспрессии указанных генов с риском развития тромботических осложнений, оцениваемых по уровню D-димера.

Материал и методы

Участники исследования. Исследование выполнено в соответствии с Хельсинкской декларацией Всемирной медицинской ассоциации "Этические принципы проведения научных медицинских исследований с участием человека" (WMA Declaration of Helsinki - Ethical Principles for Medical Research Involving Human Subjects, 2013) и действующими в Российской Федерации нормативными документами, регламентирующими порядок проведения исследований с привлечением добровольцев. От участников исследования получено добровольное информированное согласие. Исследование одобрено локальным этическим комитетом ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Минздрава России (протокол № 202 от 23.11.2020).

В исследование было включено 65 человек с COVID-19-инфекцией, 35 мужчин и 30 женщин. Пациенты были разделены на 2 группы. Основная группа - пациенты пожилого возраста, госпитализированные в Университетскую клиническую больницу № 4 Клинического центра Сеченовского Университета с COVID-19 различной степени тяжести (n = 50 человек, средний возраст - 71 ± 6 лет).

Критерии включения в исследование: возраст ≥ 65 лет; наличие пневмонии, выявленной по результатам КТ, типичной для COVID-19, и положительный результат ПЦР-анализа на инфекцию SARS-CoV-2.

Указанная группа пациентов была разделена на 2 подгруппы. Подгруппа 1А представлена пациентами, в сыворотке крови которых уровень D-димера составлял > 1 мг/л (n = 21 человек). Подгруппа 1Б - пациенты с уровнем D-димера сыворотки крови < 1 мг/л (n = 29 человек).

Группу сравнения составили здоровые доноры с отсутствием в анамнезе острых и хронических инфекционных и воспалительных заболеваний, в том числе COVID-19 (n = 15 человек, средний возраст 67 ± 2 лет).

При анализе основных коморбидных состояний установлено, что у 32 (64 %) пациентов была выявлена артериальная гипертензия, у 19 (38 %) - ишемическая болезнь сердца, у 5 (10 %) - сахарный диабет 2-го типа.

Лабораторные исследования. С целью изучения экспрессии генов АСЕ2, TLR7, IFNA, IL1B и TNF в качестве исследуемого материала использовали лейкоцитарную массу, полученную из образцов периферической крови с использованием стерильного 6 % раствора декстрана по методике, описанной ранее [18].

Из лейкоцитов крови выделяли общую РНК с использованием наборов для выделения нуклеиновых кислот "РИБО-сорб" ("ИнтерЛабСервис", Россия), согласно инструкции производителя. Реакцию обратной транскрипции проводили с использованием "Набора для проведения реакции обратной транскрипции" ("Синтол", Россия) для синтеза ДНК на матрице РНК интересующего гена и последующего определения числа копий с помощью ПЦР в реальном времени (ПЦР-РВ) по методике, описанной ранее [19].

Реакцию проводили в соответствии с протоколом производителя с применением "Набора реагентов для проведения ПЦР-РВ" в присутствии SYBRGreen I и синтезированных праймеров ("Синтол", Россия). Реакцию ПЦР-РВ проводили с использованием амплификатора RotorGene Q (QIAGEN, Германия). Уровень экспрессии исследуемых генов рассчитывали по методу 2-ΔΔCt относительно экспрессии гена "домашнего хозяйства" β-актина (АСTB). Значения экспрессии представлены в относительных единицах.

Статистическая обработка данных. Статистическая обработка данных проводилась с использованием программ GraphPad Prizm 9 и Microsoft Excel 2019. Перед проведением анализа выборки показателей были исследованы на нормальность, симметричность и равенство дисперсий. По результатам проверки отдано предпочтение непараметрическим методам анализа. Также значения выборок данных были проверены на наличие выбросов (по интерквартильному размаху), в результате чего часть данных была отклонена. Однократные сравнения показателей из несвязанных групп проводились с использованием критерия Манна-Уитни. Множественное сравнение показателей экспрессии между исследуемыми подгруппами, а также с группой сравнения проводили с использованием критерия Краскела-Уоллиса (Kruskal-Wallis test) с апостериорным сравнением по критерию Данна (Dunn’s test).

Результаты

На первом этапе исследования мы оценивали полученные данные у пациентов с COVID-19 и в группе сравнения (здоровые доноры). Анализ показал значительное снижение экспрессии гена ACE2 в основной группе по отношению к группе сравнения в 28,6 раз (р < 0,001) (рис. 1А). Оценка экспрессии гена TLR7 показала ее повышение в 4,9 раза у пациентов с COVID-19 по отношению к группе сравнения (p < 0,05) (рис. 1Б). Анализ экспрессии гена IFNA выявил ее значительное повышение в основной группе в 26,4 раза по отношению к группе сравнения (p < 0,001) (рис. 1В). Также повышенными оказались показатели экспрессии генов TNF и IL1B - в 3,4 (p < 0,01) и 3,5 раза (p < 0,01) соответственно по отношению к группе сравнения.

На следующем этапе исследования группа пациентов с COVID-19 была разделена на подгруппы по уровню D-димера. Особую задачу исследования представляло сравнение исследуемых показателей с учетом прокоагулянтной активности, оцениваемой по уровню D-димера.

Анализ экспрессии гена ACE2 в рассматриваемых подгруппах, определенных по уровню D-димера, не показал статистически достоверных различий между подгруппами пациентов с низким и повышенным уровнем D-димера, при этом обе подгруппы имеют статистически достоверно более низкий уровень экспрессии ACE2 по отношению к группе сравнения (рис. 2А).

Оценка экспрессии гена TLR7 в подгруппе пациентов с уровнем D-димера < 1 мг/л показала достоверные различия по отношению к группе сравнения, в то время как в подгруппе с уровнем D-димера > 1 мг/л достоверных различий с группой сравнения не наблюдалось, несмотря на повышение экспрессии TLR7 в общей группе. Достоверных различий экспрессии TLR7 в подгруппах пациентов, различающихся по уровню D-димера, не выявлено (рис. 2Б).

Значения экспрессии гена IFNA, повышенные в общей группе пациентов с COVID-19, оказались также повышенными в подгруппах, различающихся по уровню D-димера (рис. 2В), однако имели разную тенденцию в этих подгруппах. В подгруппе с уровнем D-димера > 1 мг/л экспрессия IFNA оказалась в 7 раз более низкой, чем в подгруппе с уровнем D-димера < 1 мг/л (p < 0,05), т. е. можно предположить наличие нарушений противовирусного иммунного ответа в подгруппе с высокой прокоагулянтной активностью.

Еще более интересные результаты показало изучение экспрессии генов провоспалительных цитокинов TNF и IL1B в подгруппах, различающихся по уровню D-димера (рис. 2Г, Д). В подгруппе с низким уровнем D-димера (< 1 мг/л) экспрессия генов TNF и IL1B статистически не отличалась от группы сравнения, в то время как в подгруппе с высоким уровнем D-димера (> 1 мг/л) наблюдалось значительное повышение экспрессии обоих генов как по отношению к группе сравнения (p < 0,001), так и по отношению к подгруппе с уровнем D-димера < 1 мг/л (p < 0,01, для TNF и p < 0,05 для IL1B).

Обсуждение

Среди множества молекул, участвующих в патогенезе COVID-19, особую роль играет фермент ACE2, мембранная форма которого является рецептором для SARS-CoV-2. Связывание с ним приводит к проникновению вируса в клетку-мишень. В распознавании вируса, попавшего в клетку, и запуске реакций врожденного иммунитета ключевую роль отводят рецептору TLR7. Его активация приводит к продукции ряда цитокинов, в частности ИЛ-1, ФНО и ИФН I типа.

Выбор генов для нашего исследования был обусловлен ключевой ролью их продуктов в патогенезе инфекции, вызванной SARS-CoV-2, включая инфицирование клетки, распознавание системой врожденного иммунитета, противовирусный ответ, системное воспаление. Исходя из этого в задачи нашего исследования входили изучение на системном уровне экспрессии генов указанных факторов у пациентов с COVID-19 и анализ их связи с риском коагуляционных нарушений, распространенных при COVID-19.

Пациенты, включенные в наше исследование, имели тяжелое и среднетяжелое течение COVID-19, при этом экспрессия гена ACE2 в лейкоцитах периферической крови была достоверно снижена по сравнению с группой здоровых доноров, что может служить подтверждением имеющихся данных о вирус-индуцированном подавлении экспрессии ACE2.

Известны результаты экспериментов на животных, показавшие, что коронавирусная инфекция приводит к значительному подавлению экспрессии ACE2 [20]. Также при посмертном вскрытии тканей сердца пациентов, умерших от COVID-19, была обнаружена сниженная экспрессия ACE2 в миокарде, что дополнительно подтвердило снижение экспрессии ACE2 при развитии COVID-19-инфекции [21].

Молекула ACE2, как и ACE, является частью ренин-ангиотензиновой системы (РАС), которая способствует регуляции артериального давления, функции почек, водного гомеостаза, электролитного баланса, а также регулирует воспаление in vivo за счет продукции вазоактивного октапептида Ang II. Таким образом, ACE2 превращает Ang II в протективную форму Ang (1-7) или катализирует превращение Ang I в Ang (1-9), который затем расщепляется ACE с образованием Ang (1-7) [22, 23]. В свою очередь Ang (1-7) связывается с Mas-рецептором (MasR), который связан с G-белком и образует ось ACE2-Ang (1-7)-MasR, обеспечивая вазодилатацию и снижение артериального давления, тем самым нивелируя такие эффекты Ang II, как вазоконстрикция и воспаление в различных органах и тканях [24].

Одним из клинических показателей, отражающих тяжесть течения COVID-19, а также возможные риски неблагоприятного исхода заболевания является показатель уровня D-димера [25]. Его повышение > 1 мг/мл ассоциировано с высоким риском развития тромботических осложнений, зачастую являющихся причиной смерти пациентов с COVID-19 [26].

Zhou и соавт. показали, что 81 % умерших от COVID-19 имеют уровень D-димера > 1 мг/л, в то время как у выживших уровень D-димера превышал 1 мг/л только в 24 % случаев. Кроме того, устойчивое и прогрессирующее увеличение уровня D-димера обычно наблюдается у лиц, умерших от COVID-19, по сравнению с выжившими, у которых уровень D-димера остается стабильным или понижается [26]. Таким образом, уровень D-димера, по-видимому, имеет высокий прогностический потенциал при COVID-19 и его повышение коррелирует с более агрессивным течением и смертностью. Это также может иметь значение для выявления пациентов, кому потенциально может быть полезна антикоагулянтная терапия [16].

Включенные в наше исследование пациенты с COVID-19 были разделены на 2 подгруппы по уровню D-димера. Сравнение данных подгрупп не выявило различий по уровню внутриклеточной экспрессии ACE2, притом что обе подгруппы достоверно имели более низкий уровень экспрессии ACE2 по отношению к группе сравнения, как и совокупная группа пациентов.

Отсутствие взаимосвязи экспрессии ACE2 и уровня D-димера позволяет предположить, что изменение экспрессии ACE2 у обследованных пациентов не ассоциировано с тромботическими явлениями, но влияет на инфицирование клеток и воспалительные процессы, индуцируемые Ang II, обеспечивая его связь с возможными осложнениями заболевания. Учитывая, что ACE2 функционирует как контррегулятор РАС, снижение экспрессии гена ACE2 приводит к ослаблению оси ACE2-Ang (1-7)-MasR, а это, в свою очередь, приводит к усилению эффектов Ang II и уменьшению сосудорасширяющего действия Ang (1-7).

Y. Liu и соавт. было обнаружено, что уровень Ang II в образцах плазмы пациентов, инфицированных SARS-CoV-2, был значительно выше, чем у неинфицированных лиц. Кроме того, уровень Ang II также коррелировал с титром вируса и повреждением легких у пациентов, инфицированных SARS-CoV-2 [27]. Более того, ослабление оси ACE2-Ang (1-7)-MasR после заражения SARS-CoV-2 привело и к другим повреждениям: к фиброзу легких, кардиосклерозу, воспалению и сердечно-сосудистым осложнениям [28, 29].

Изменение в работе РАС при COVID-19 играет важную роль в патогенезе заболевания у пожилых пациентов. По данным литературы, экспрессия ACE2 с возрастом значительно снижается [30-32]. Зная, что ACE2 является рецептором для SARS-CoV-2, можно утверждать - чем ниже экспрессия ACE2 на клеточной мембране, тем меньше вероятность инфицирования клетки вирусом, и ожидать менее тяжелого течения заболевания. Однако на практике, несмотря на снижение тканевой экспрессии ACE2 с возрастом, пожилые пациенты имеют более тяжелое течение заболевания и более высокий уровень летальности от COVID-19 по сравнению с молодыми пациентами [33-35]. Подобное противоречие может быть объяснено тем, что пожилые пациенты с более низкой экспрессией ACE2 имеют более выраженную клиническую картину именно в связи с реализацией провоспалительных эффектов Ang II. Это дополнительно подтверждается тем фактом, что в результате гиперактивации эффектов Ang II с возрастом происходит активация провоспалительных сигнальных путей [31]. В то же время, как было сказано ранее, SARS-CoV-2, вероятно, самостоятельно снижает экспрессию ACE2, приводя к неблагоприятному течению заболевания у пожилых пациентов, у которых уровень ACE2 в то же время снижается физиологически [31].

Изучение экспрессии гена TLR7, кодирующего один из ключевых рецепторов, распознающих SARS-CoV-2, показало ее достоверное повышение в лейкоцитах периферической крови пациентов с COVID-19 по отношению к группе сравнения. Гиперэкспрессия гена TLR7 представляется вполне закономерным событием, поскольку данный рецептор отвечает за внутриклеточное распознавание РНК-содержащих вирусов, в том числе SARS-CoV-2, и отражает повышенную стимуляцию противовирусных факторов врожденного иммунитета.

Известно, что иммунная система в процессе старения претерпевает функциональные изменения, в частности снижается ее способность реагировать на новые патогены. Данное предположение было доказано в исследовании T.U. Metcalf и соавт., в котором было обнаружено, что мононуклеарные клетки пожилых людей показали замедленный иммунный ответ на стимуляцию агонистами TLR4, TLR7/8 и RIG-1 по сравнению с соответствующими клетками молодых доноров [33]. Данный факт может объяснять более высокую уязвимость пожилых пациентов к инфицированию SARS-CoV-2. Учитывая, что иммунная система с возрастом приобретает провоспалительный фенотип [36], можно предположить, что у пожилых пациентов персистирование вируса (при отсутствии быстрой и эффективной реакции со стороны врожденного иммунитета) в дальнейшем приведет к повышенной продукции провоспалительных цитокинов, усугубляющих течение COVID-19 [37]. Вклад в этот процесс вносит в том числе активация TLR7.

С гиперэкспрессией TLR7 связана активация выработки и других факторов врожденного иммунитета, таких как ИФН-α, достоверное повышение экспрессии гена которого мы также наблюдали в группе пациентов с COVID-19 по отношению к группе сравнения. Согласно данным литературы, выработка ИФН I типа играет важную роль в защите от SARS-CoV-2 [10]. В подгруппах, выделенных по уровню D-димера, мы наблюдали повышение уровня экспрессии гена IFNA как при высоком уровне D-димера, так и при низком. Однако в подгруппе с уровнем D-димера > 1 мг/л выявлен более низкий уровень экспрессии гена IFNA, чем в подгруппе c низким уровнем D-димера.

Согласно данным литературы, в крови пациентов с COVID-19 наблюдаются повышенные уровни ИФН-α [8]. В то же время имеются данные о нарушении вирусом сигналов от TLR7 [7]. Выявленное в нашей работе снижение экспрессии гена IFNA в группе с высоким уровнем D-димера может свидетельствовать о нарушениях противовирусного ответа, что приводит к персистированию вируса и дальнейшему повышению концентрации провоспалительных цитокинов, включая ФНО и ИЛ-1β [9], обеспечивая высокую прокоагулянтную активность в данной группе.

Соответствующий результат мы наблюдаем при оценке экспрессии гена TNF. Уровень экспрессии этого гена повышен в общей группе пациентов с COVID-19 (по отношению к группе сравнения), а также в подгруппе пациентов, имеющих уровень D-димера > 1 мг/л (как по отношению к группе с низким уровнем D-димера, так и по отношению к группе сравнения). В подгруппе с уровнем D-димера < 1 мг/мл экспрессия гена TNF не отличалась от группы сравнения. Это свидетельствует о том, что провоспалительный эффект ФНО связан с повышением риска тромобообразования (оцениваемого по уровню D-димера) и может быть одним из маркеров неблагоприятного исхода заболевания. ФНО продуцируется различными типами клеток, такими как моноциты, макрофаги и Т-клетки. ФНО связан с провоспалительными процессами, опосредованными ИЛ-1β и ИЛ-6. Согласно данным литературы, уровень ФНО в сыворотке повышен у пациентов с COVID-19 при более тяжелом течении болезни [38].

Также наша оценка экспрессии гена IL1B показала ее повышение в лейкоцитах периферической крови. При этом в подгруппе пациентов с COVID-19 с высоким уровнем D-димера > 1 мг/л отмечается значительное повышение экспрессии гена IL1B как по отношению к подгруппе с низким уровнем D-димера (< 1 мг/л), так и по отношению к группе сравнения. При низком уровне D-димера уровень экспрессии IL1B статистически не отличается от группы сравнения. Известно, что ИЛ-1β, ФНО, а также другие провоспалительные цитокины (например, ИЛ-6, роль которого в патогенезе COVID-19 неоспорима) действуют в синергизме, что объясняет сходную динамику экспрессии генов этих цитокинов при воспалительном процессе.

В то же время выявленные различия содержания провоспалительных цитокинов в группах, отличающихся по уровню D-димера, могут объяснять, почему в ряде работ отмечается отсутствие достоверного увеличения уровня ИЛ-1β у пациентов с COVID-19 [12, 14]. Таким образом, повышение уровня экспрессии TLR7 в сочетании со снижением экспрессии IFNA в группе с высоким уровнем D-димера может свидетельствовать о дисбалансе факторов врожденного иммунитета. Учитывая это, в дальнейших исследованиях, необходимо анализировать группы функционально связанных цитокинов, вырабатываемых при COVID-19, ассоциированных с рецепторами врожденного иммунитета, и оценивать их соотношение, чтобы сделать более детальные выводы об их роли в патогенезе инфекции SARS-CoV-2.

Литература

1. Chen Y., Klein S.L., Garibaldi B.T., Li H., Wu C. et al. Aging in COVID-19: vulnerability, immunity and intervention. Ageing Res Rev. 2021; 65: 101205. DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.arr.2020.101205

2. Kuba K., Yamaguchi T., Penninger J.M. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) in the pathogenesis of ARDS in COVID-19. Front Immunol. 2021; 12: 732690. DOI: https://www.doi.org/10.3389/fimmu.2021.732690

3. Donoghue M., Hsieh F., Baronas E., Godbout K., Gosselin M. et al. A novel angiotensin-converting enzyme-related carboxypeptidase (ACE2) converts angiotensin I to angiotensin 1-9. Circ. Res. 2000; 87: e1-e9. DOI: https://www.doi.org/10.1161/01.res.87.5.e1

4. Gu J., Gong E., Zhang B., Zheng J., Gao Z. et al. Multiple organ infection and the pathogenesis of SARS. J. Exp. Med. 2005; 202: 415-24. DOI: https://www.doi.org/10.1084/jem.20050828

5. Chen N., Zhou M., Dong X., Qu J., Gong F. et al. Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study. Lancet. 2020; 395: 507-13. DOI: https://www.doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30211-7

6. Salvi V., Nguyen H.O., Sozio F., Schioppa T., Gaudenzi C. et al. SARS-CoV-2-associated ssRNAs activate inflammation and immunity via TLR7/8. JCI Insight. 2021; 6 (18): e150542. DOI: https://www.doi.org/10.1172/jci.insight.150542

7. Li S.W., Wang C.Y., Jou Y.J., Huang S.H., Hsiao L.H. et al. SARS coronavirus papain-like protease inhibits the TLR7 signaling pathway through removing Lys63-linked polyubiquitination of TRAF3 and TRAF6. Int J Mol Sci. 2016; 17 (5): 678. DOI: https://www.doi.org/10.3390/ijms17050678

8. Krämer B., Knoll R., Bonaguro L., ToVinh M., Raabe J. et al. Early IFN-α signatures and persistent dysfunction are distinguishing features of NK cells in severe COVID-19. Immunity. 2021; 54 (11): 2650-69.e14. DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.immuni.2021.09.002

9. Bastard P., Orlova E., Sozaeva L., Lévy R., James A. et al. Preexisting autoantibodies to type I IFNs underlie critical COVID-19 pneumonia in patients with APS-1. J Exp Med. 2021; 218 (7): e20210554. DOI: https://www.doi.org/10.1084/jem.20210554

10. Ramasamy S., Subbian S. Critical determinants of cytokine storm and type I interferon response in COVID-19 pathogenesis. Clin Microbiol Rev. 2021; 34 (3): e00299-20. DOI: https://www.doi.org/10.1128/CMR.00299-20

11. Guan W., Ni Z., Hu Y., Liang W. et al. Clinical Characteristics of Coronavirus Disease 2019 in China. N. Engl. J. Med. 2020; 382: 1708-20. DOI: https://www.doi.org/10.1056/NEJMoa2002032

12. Huang C., Wang Y., Li X., Ren L., Zhao J. et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan. China. Lancet. 2020; 395 (10223): 497-506. DOI: https://www.doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30183-5

13. Zhu J., Pang J., Ji P., Zhong Z., Li H. et al. Elevated interleukin-6 is associated with severity of COVID-19: A meta-analysis. J Med Virol. 2021; 93 (1): 35-7. DOI: https://www.doi.org/10.1002/jmv.26085

14. Lucas C., Wong P., Klein J., Castro T.B.R., Silva J. et al. Longitudinal analyses reveal immunological misfiring in severe COVID-19. Nature. 2020; 584 (7821): 463-9. DOI: https://www.doi.org/10.1038/s41586-020-2588-y

15. Del Valle D.M., Kim-Schulze S., Huang H.H., Beckmann N.D., Nirenberg S. et al. An inflammatory cytokine signature predicts COVID-19 severity and survival. Nat Med. 2020; 26 (10): 1636-43. DOI: https://www.doi.org/10.1038/s41591-020-1051-9

16. Tang N., Bai H., Chen X., Gong J., Li D., Sun Z. Anticoagulant treatment is associated with decreased mortality in severe coronavirus disease 2019 patients with coagulopathy. J Thromb Haemost. 2020; 18: 1094-9. DOI: https://www.doi.org/10.1111/jth.14817

17. Hadid T., Kafri Z., Al-Katib A. Coagulation and anticoagulation in COVID-19. Blood Rev. 2021; 47: 100761. DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.blre.2020.100761

18. Böyum A. A one-stage procedure for isolation of granulocytes and lymphocytes from human blood. General sedimentation properties of white blood cells in a 1g gravity field. Scand J Clin Lab Invest Suppl. 1968; 97: 51-76.

19. Ребриков Д.В., Саматов Г.А., Трофимов Д.Ю. ПЦР "в реальном времени". Москва : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009. 215 с.

20. Kuba K., Imai Y., Rao S., Gao H., Guo F. et al. A crucial role of angiotensin converting enzyme 2 (ACE2) in SARS coronavirus-induced lung injury. Nat Med. 2005; 11 (8): 875-9. DOI: https://www.doi.org/10.1038/nm1267

21. Oudit G.Y., Kassiri Z., Jiang C., Liu P.P., Poutanen S.M. et al. SARS-coronavirus modulation of myocardial ACE2 expression and inflammation in patients with SARS. Eur J Clin Invest. 2009; 39 (7): 618-25. DOI: https://www.doi.org/10.1111/j.1365-2362.2009.02153.x

22. Flores-Munoz M., Work L.M., Douglas K., Denby L., Dominiczak A.F. et al. Angiotensin-(1-9) attenuates cardiac fibrosis in the stroke-prone spontaneously hypertensive rat via the angiotensin type 2 receptor. Hypertension. 2012; 59: 300-7. DOI: https://www.doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.111.177485

23. Donoghue M., Hsieh F., Baronas E. et al. A novel angiotensin-converting enzyme-related carboxypeptidase (ACE2) converts angiotensin I to angiotensin 1-9. Circ Res. 2000; 87 (5): E1-E9. DOI: https://www.doi.org/10.1161/01.res.87.5.e1

24. Lambert D.W., Hooper N.M., Turner A.J. Angiotensin-converting enzyme 2 and new insights into the renin-angiotensin system. Biochem. Pharmacol. 2008; 75: 781-6. DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.bcp.2007.08.012

25. Гудима Г.О., Хаитов Р.М., Кудлай Д.А., Хаитов М.Р. Молекулярно-иммунологические аспекты диагностики, профилактики и лечения коронавирусной инфекции. Иммунология. 2021; 42 (3): 198-210. DOI: https://www.doi.org/10.33029/0206-4952-2021-42-3-198-210

26. Zhou F., Yu T., Du R., Fan G., Liu Y., Liu Z. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. Lancet. 2020; 395: 1054-62. DOI: https://www.doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30566-3

27. Liu Y., Yang Y., Zhang C., Huang F., Wang F. et al. Clinical and biochemical indexes from 2019-nCoV infected patients linked to viral loads and lung injury. Sci China Life Sci. 2020; 63 (3); 364-74. DOI: https://www.doi.org/10.1007/s11427-020-1643-8

28. Morganstein T., Haidar Z., Trivlidis J., Azuelos I., Huang M.J. et al. Involvement of the ACE2/Ang-(1-7)/MasR Axis in Pulmonary Fibrosis: Implications for COVID-19. Int J Mol Sci. 2021; 22 (23): 12955. DOI: https://www.doi.org/10.3390/ijms222312955

29. Wang J., He W., Guo L., Zhang Y., Li H. et al. The ACE2-Ang (1-7)-Mas receptor axis attenuates cardiac remodeling and fibrosis in post-myocardial infarction. Mol Med Rep. 2017; 16 (2): 1973-81. DOI: https://www.doi.org/10.3892/mmr.2017.6848

30. Jia G., Aroor A.R., Jia C., Sowers J.R. Endothelial cell senescence in aging-related vascular dysfunction. Biochim. Biophys. Acta. Mol. Basis. Dis. 2019; 1865 (7): 1802-9. DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.bbadis.2018.08.008

31. Bonafè M., Prattichizzo F., Giuliani A., Storci G., Sabbatinelli J., Olivieri F. Inflammaging: Why older men are the most susceptible to SARS-CoV-2 complicated outcomes. Cytokine Growth Factor Rev. 2020; 53: 33-7. DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.cytogfr.2020.04.005

32. Bártová E., Legartová S., Krejčí J., Arcidiacono O.A. Cell differentiation and aging accompanied by depletion of the ACE2 protein. Aging (Albany NY). 2020; 12 (22): 22495-508. DOI: https://www.doi.org/10.18632/aging.202221

33. Metcalf T.U., Wilkinson P.A., Cameron M.J., Ghneim K., Chiang C. et al. Human monocyte subsets are transcriptionally and functionally altered in aging in response to pattern recognition receptor agonists. J Immunol. 2017; 199 (4): 1405-17. DOI: https://www.doi.org/10.4049/jimmunol.1700148

34. Андреев А.И., Андреев И.В., Нечай К.О., Есаулова Д.Р., Баклакова О.С., Вечорко В.И., Шиловский И.П., Кофиади И.А., Гудима Г.О., Мартынов А.И., Смирнов В.В., Кудлай Д.А., Хаитов М.Р. Взаимосвязь между возрастом и напряженностью поствакцинального гуморального иммунного ответа у лиц, ранее переболевших COVID-19. Иммунология. 2022; 43 (5): 583-92. DOI: https://www.doi.org/10.33029/0206-4952-2022-43-5-583-592

35. Андреев И.В., Нечай К.О., Андреев А.И., Зубарева А.П., Есаулова Д.Р., Аленова А.М., Николаева И.А., Чернявская О.П., Ломоносов К.С., Шульженко А.Е., Курбачева О.М., Латышева Е.А., Шартанова Н.В., Назарова Е.В., Романова Л.В., Черченко Н.Г., Смирнов В.В., Аверков О.В., Мартынов А.И., Вечорко В.И., Гудима Г.О., Кудлай Д.А., Хаитов М.Р., Хаитов Р.М. Поствакцинальный и постинфекционный гуморальный иммунный ответ на инфекцию SARS-CoV-2. Иммунология. 2022; 43 (1): 18-32. DOI: https://www.doi.org/10.33029/0206-4952-2022-43-1-18-32

36. Bandaranayake T., Shaw A.C. Host resistance and immune aging. Clin Geriatr Med. 2016; 32 (3): 415-32. DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.cger.2016.02.007

37. Dyavar S.R., Singh R., Emani R., Pawar G.P., Chaudhari V.D. et al. Role of toll-like receptor 7/8 pathways in regulation of interferon response and inflammatory mediators during SARS-CoV2 infection and potential therapeutic options. Biomed Pharmacother. 2021; 141: 111794. DOI: https://www.doi.org/10.1016/j.biopha.2021.111794

38. Tripathy A.S., Vishwakarma S., Trimbake D., Gurav Y.K., Potdar V.A. et al. Pro-inflammatory CXCL-10, TNF-α, IL-1β, and IL-6: biomarkers of SARS-CoV-2 infection. Arch Virol. 2021; 166 (12): 3301-10. DOI: https://www.doi.org/10.1007/s00705-021-05247-z

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)

Главный редактор
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Хаитов Муса Рахимович

Член-корреспондент РАН, доктор медицинских наук, профессор, директор ФГБУ «ГНЦ Институт иммунологии» ФМБА России


Журналы «ГЭОТАР-Медиа»