Активность хитотриозидазы и динамика данных компьютерной томографии у пациентов с COVID-19

Создание стратегического плана долгосрочного управления коронавирусной инфекцией (COVID-19) в виде надежных лабораторно-диагностических методов и единого алгоритма действий, несмотря на окончание пандемии COVID-19, объявленной Всемирной организацией здравоохранения, остается актуальным, поскольку глобальный риск по-прежнему оценивается как высокий [1].

Пандемия COVID-19 потребовала поиска надежных диагностических тестов, позволяющих оценивать степень повреждения легочной паренхимы, самым востребованным из которых оказалась компьютерная томография (КТ), к тому же результаты КТ-сканирования имели большое значение для прогнозирования исходов [2]. В зону сканирования попадают изображения печени и селезенки, и в них часто выявляются различные изменения, поэтому их диагностическое и прогностическое значение продолжает изучаться.

Известно, что в настоящее время рассматривается несколько возможных механизмов повреждения печени у пациентов с COVID-19: прямое повреждающее действие SARS-CoV-2 на гепатоциты путем связывания с рецептором ангиотензинпревращающего фермента II типа и опосредованное повреждение печени на фоне проводимой терапии, а также под влиянием выраженной гипоксемии или синдрома системного воспалительного ответа и так далее [3]. Не ясно, как эти процессы отражаются на данных КТ.

Оценка плотности печени в качестве дополнительного фактора риска развития тяжелой пневмонии у пациентов с коронавирусной инфекцией уже рассматривалась в исследованиях [46, 57], однако в настоящее время этот вопрос остается дискутабельным. Известно, что клетки Купфера являются частью мононуклеарно-фагоцитар-ной системы и активно выделяют хитотриозидазу (ХТЗ) [64], синтез которой, согласно нашей предыдущей научной работе, повышается у пациентов с COVID-19 и имеет прогностическое значение [75]. Мы решили оценить, как исходный уровень ХТЗ связан с изменениями, выявленными при КТ у пациентов с новой коронавирусной инфекцией.

Материал и методы

Одноцентровое проспективное наблюдательное исследование было проведено с ноября 2020 по февраль 2021 гг., одобрено локальным этическим комитетом (протокол № 22-21) и зарегистрировано в Clinical Trial Registry под номером NCT04752085.

В этой работе мы провели субанализ, в который был включен 121 пациент старше 18 лет. Все они были госпитализированы с диагнозом «коронавирусная инфекция», поставленным на основании актуальных на тот период времени клинических рекомендаций [8], пациенты подписали добровольное согласие на участие. Были исключены больные, переведенные по различным причинам в другие стационары и закончившие курс лечения раньше времени по собственному желанию.

Всем больным была проведена КТ органов грудной клетки в день поступления и как минимум еще один раз за период госпитализации на аппарате Canon «Aquilion One Genesis» 640. Параметры сканирования были идентичны стандартным рекомендуемым производителем настройкам для процедуры сканирования грудной клетки. Для определения объема поражения легочной ткани использовалась адаптированная «эмпирическая» визуальная шкала [9], основанная на визуальной оценке примерного объема уплотненной легочной ткани в легком с наибольшим поражением:

• –    отсутствие характерных проявлений (КТ-0);

• –    минимальный объем / распространенность < 25% объема легких (КТ-1);

• –    средний объем / распространенность 25–50% объема легких (КТ-2);

• –    значительный объем / распространенность 50–75% объема легких (КТ-3);

• –    субтотальный объем / распространенность > 75% объема легких (КТ-4).

Плотность печени измеряли путем получения среднего значения в однородных круговых областях площадью 1,5 см² в каждой доле печени согласно денситометри-ческой шкале Хаунсфилда (HU). Аналогичным образом измерялась плотность селезенки. В обоих случаях избегали областей патологически высокой плотности или низкой плотности, затем рассчитывали отношение плотности печени к плотности селезенки (ОПС).

Статистический анализ выполняли с помощью пакета программ STATISTICA 10, StatSoft Inc. Количественные показатели представлены медианами и межквартильными промежутками, Ме [Q1; Q3]. Категориальные показатели представлены абсолютными и относительными (в %) частотами встречаемости. При сравнении количественных показателей в независимых группах пациентов использовали U-критерий Манна – Уитни, при сопоставлении связанных выборок – критерий Уилкоксона. Для оценки шансов неблагоприятных динамических изменений КТ-показателей в зависимости от исходного уровня ХТЗ плазмы крови в двух независимых группах пациентов использовалась модель логистической регрессии.

Результаты

Из 121 пациента, которые были включены в субанализ, умерли 3 (2,43%). Также 3 (2,43%) человека находились на искусственной вентиляции легких / неинвазивной вентиляции легких (ИВЛ/НИВЛ), а 50 пациентам (40,9%) потребовалось назначение биологической терапии. Исходные характеристики пациентов представлены в таблице 1, основные сопутствующие заболевания на рисунке 1.

Таблица 1. Характеристики пациентов на момент включения в исследование

Table 1. Characteristics of patients at the time of admission

Параметры Parameters	n = 121
Мужской пол, % Male, %	48,7
Возраст, лет Age, years	62 [53; 70]
День болезни, дни Day of disease, days	8 [5; 10]
NEWS, баллы NEWS, scores	4 [2; 5]
Стадия КТ 3–4 CT stage 3–4	11 (9,1%)
ХТЗ, нмоль/мл/ч CHIT, nmol/ml/h	91 [26; 208]
Лимфоциты, × 109 Lymphocytes, × 109	1,7 [1,15; 2,05]
АСТ, ед/л AST, Units/L	31 [24,6; 49,7]
АЛТ, ед/л ALT, Units/L	30 [21,4; 46,1]
Креатинин, мкмоль/мл Creatinine, ng/mL	85 [74,6; 98,7]

Примечание: АСТ – аспартатаминотрансфераза, АЛТ – аланинаминотрансфераза, КТ – компьютерная томография, ХТЗ – хитотриози-даза.

Примечание: ИМТ – индекс массы тела.

Note: AST – aspartate aminotransferase, ALT – alanine aminotransferase, CT – computed tomography, CHIT – chitotriosidase.

Note: BMI – body mass index.

Далее мы оценивали динамику КТ-показателей. Исходно КТ-исследование выполнялось всем пациентам в день включения в исследование, а повторно – в зависимости от клинической ситуации на 7-й [6; 9] день (табл. 2).

Далее мы разделили пациентов на группы в зависимости от того, как в динамике изменились КТ-параметры (объем поражения легочной ткани, плотность печени и ОПС), сравнили исходный уровень ХТЗ среди них (табл. 3).

По результатам анализа модели логистической регрессии, представленным в таблице 4, оказалось, что у пациентов с исходным уровнем ХТЗ менее 100 нмоль/ мл/ч статистически значимо повышены шансы прогрессирования поражения легочной ткани, в то время как динамика показателей плотности печени и селезенки не зависит от исходного уровня ХТЗ.

Рис. 1. Основные сопутствующие заболевания

Fig. 1. The main comorbidities

Доля сопутствующих заболеваний (Percentage of comorbidities), %

Таблица 2. Сравнение данных компьютерной томографии в динамике

Table 2. Comparison of CT data in dynamics

Показатели Parameters	КТ исходно CT on admission	КТ повторно CT repeatedly	p
Поражение легких, % Lung damage, %	30 [20; 40]	30 [15; 40]	0,384
Плотность печени, HU Liver density, HU	52,04 [45,4; 56,7]	57,5 [49,8; 62,7]	0,000
ОПС L/S ratio	1,05 [0,91; 1,14]	1,13 [0,99; 1,28]	0,000

Примечание: КТ – компьютерная томография, ОПС – отношение плотности печени к плотности селезенки.

Note: CT – computed tomography, L/S – liver to spleen ratio.

Таблица 3. Сравнение исходного уровня хитотриозидазы в группах в зависимости от динамики КТ-изменений

Table 3. Comparison of the baseline level of chitotriosidase in the groups depending on the dynamics of CT changes

Данные КТ CT data	Объем поражения легочной ткани Lung injury volume		р	Плотность печени Liver density		р	ОПС L/S ratio		р
	Увеличился Increased	Не увеличился Didn’t increase		Не увеличилась	Увеличилась		Не увеличилось Didn’t increase	Увеличилось Increased
ХТЗ, нмоль/мл/ч	65	124	0,006	84	100	0,694	105	88	0,336
CHIT, nmol/ml/h	[27; 119]	[53; 232]		[47; 164]	[28; 225]		[68; 202]	[26; 215]

Примечание: КТ – компьютерная томография, ХТЗ – хитотриозидаза, ОПС – отношение плотности печени к плотности селезенки.

Note: CT – computed tomography, CHIT – chitotriosidase, L/S – liver to spleen ratio.

Таблица 4. Влияние исходного уровня хитотриозидазы < 100 нмоль/мл/ч на динамику показателей компьютерной томографии

Table 4. The effect of baseline chitotriosidase level < 100 nmol/ml/h on the dynamics of CT parameters

Динамика КТ-показателей Dynamics of CT parameters	ОШ (отношение шансов OR (odds ratio)	95% доверительный интервал ОШ OR 95% confidence interval
Увеличение объема поражения легочной ткани Increased volume of lung injury	3,2	1,4–7,15
Увеличение плотности печени Increased liver density	1,1	0,44–2,78
Увеличение ОПС Increased LSR	2,14	0,72–6,33

Примечание: КТ – компьютерная томография, ОПС – отношение плотности печени к плотности селезенки.

Note: CT – computed tomography, L/S – liver to spleen ratio.

Обсуждение

КТ органов грудной клетки является широко распространенным и общепринятым методом визуализации у пациентов с COVID-19. Исследование имеет большое значение как для диагностики, так и для контроля эф- фективности лечения заболевания и прогнозирования его течения. Анализ изображений фрагментов печени и селезенки, попадающих в зону сканирования, не является общепринятым, а имеющиеся данные по этому вопросу неоднозначны. Среди пациентов с коронавирусной инфекцией описано достаточно много случаев повреждения печени, сопровождающихся различными клиническими проявлениями. Тем не менее в настоящее время говорить о точной причине печеночной дисфункции затруднительно за счет множества влияющих на это факторов [3, 10].

В работе E. Guler и соавт. показано, что уменьшение ОПС коррелирует с увеличением поражения легочной ткани у пациентов с коронавирусной инфекцией. Исследование носило ретроспективный характер и включало небольшое количество больных – 27 человек. Авторы не рассматривали плотность печени отдельно от плотности селезенки, аргументировав это тем, что в качестве диагностического метода исследования применялась нативная КТ, а не КТ с контрастным усилением [11], а также тем, что ОПС предпочтительно использовать для дифференциальной диагностики стеатоза печени. A. Palomar-Lever и соавт. также рекомендуют всем пациентам с COVID-19 измерять ОПС, так как наличие стеатоза коррелирует с тяжелым течением заболевания [7].

Мы решили оценить взаимосвязь активности ХТЗ плазмы крови и изменение плотности печени, селезенки и поражения легочной ткани по данным КТ, опираясь на гипотезу, что по активности ХТЗ можно судить об активации макрофагов и нейтрофилов [12]. Интересным является тот факт, что ХТЗ экспрессируется купферовскими клетками [4], что может играть роль в патогенезе повреждения печени у пациентов с COVID-19. Врожденный иммунитет старается поддерживать купферовские клетки в толерогенном состоянии, которое необходимо для предотвращения нежелательных иммунных реакций [13]. Активация данных клеток происходит в том числе за счет воздействия на Toll-подобные рецепторы 2-го и 4-го типов (TLR-2, TLR-4), что приводит к высвобождению провос-палительных медиаторов, которые индуцируют процессы повреждения и фиброза печени [14]. Исходя из того, что макрофаги высвобождают ХТЗ путем воздействия на эти же рецепторы [15], нас заинтересовал в том числе и вопрос потенциальной взаимосвязи уровня активности фермента с плотностными показателями печени и селезенки, определяемыми по КТ.

Результаты патологоанатомического вскрытия пациентов с COVID-19 в исследовании S.M. Lagana и соавт. [16] показали, что макровезикулярный стеатоз был обнаружен у 75% больных. Полученные данные не могут безоговорочно свидетельствовать о том, что повреждение печени развилось только во время инфекционного заболевания, но влияние купферовских клеток после выхода из толерогенного состояния в период активного воспаления на повреждение и формирование фиброти-ческих изменений печени вполне возможно и достаточно обосновано.

В ретроспективном исследовании отечественных коллег оценивалась плотность печени в зависимости от степени повреждения легочной паренхимы, а также плотность печени в динамике у 200 пациентов с коронавирусной инфекцией [6]. Согласно полученным результатам, плотность печени была меньше у больных COVID-19 при тяжелых повреждениях легких (КТ 3–4) и увеличивалась в динамике, при этом сильной взаимосвязи между плотностными показателями при первичной КТ и биохимическими показателями выявлено не было. В нашей работе мы получили схожие результаты относительно увеличения плотности печени в динамике.

По нашим данным, активность ХТЗ ниже 100 нмоль/ мл/ч достоверно сопровождалась прогрессированием поражения легочной ткани. В то же время, согласно нашему предыдущему исследованию, повышение ХТЗ выше 151 нмоль/мл/ч было сопряжено с плохим прогнозом и более тяжелым течением коронавирусной инфекции [5]. Возможно, это связано с потенциальным переключением в механизмах активации макрофагов и их перестройкой на альтернативный путь и может свидетельствовать о том, что при определенном пороговом значении фермента процесс воспаления перестает регулироваться классическим путем и становится системным.

Отсутствие влияния ХТЗ на динамику плотности печени и селезенки, вероятно, связано с тем, что для выхода купферовских клеток из толерогенного состояния необходимо больше времени и более длительное воздействие провоцирующего фактора, чем в нашем исследовании. Важность дальнейших исследований в этом направлении неоспорима, так как в будущем понимание патофизиологических процессов приведет к точной диагностике, эффективной профилактике и лечению COVID-19.

Заключение

В перспективе измерение плотностных показателей органов брюшной полости наряду с оценкой повреждения легочной ткани по данным КТ поможет расширить наши знания о болезни, прогнозировании тяжести заболевания и исходов и улучшить практику медицинского обслуживания для пациентов с COVID-19.

Ограничения исследования

Данное исследование является субанализом исследования, дизайн которого изначально не был рассчитан на анализ КТ в динамике, поэтому сроки повторных исследований оказались различными, что затрудняет интерпретацию полученных данных и выяснение причин выявленных изменений. Выполнение повторного КТ было невозможно у части пациентов в связи с тяжестью состояния или смертью, поэтому в субанализ попали пациенты с более легким течением заболевания, чем в основное исследование, поэтому нам представляется невозможным судить о прогностической значимости полученных нами данных.