Респираторные вирусные инфекции и их роль в сердечно-сосудистых заболеваниях человека

Автор: Ильичева Т. Н., Нетесов С. В., Абубакирова О. А., Гуреев В. Н.

Журнал: Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины @cardiotomsk

Рубрика: Обзоры и лекции

Статья в выпуске: 4 т.37, 2022 года.

Бесплатный доступ

Острые респираторные вирусные инфекции являются наиболее распространенными заболеваниями человека. Симптомы этих инфекций варьируют от легкой простуды до тяжелого состояния, требующего искусственной вентиляции легких и поддержки сердечно-сосудистой системы. Основными факторами риска тяжелого течения болезни являются наличие высокой вирусной нагрузки, коинфекция другими патогенами, возраст от 0 до 2 лет или старше 65 лет, а также серьезные хронические заболевания и иммунодефицит. Кардиальные проявления инфекции чаще обусловлены непрямыми эффектами из-за воспалительной реакции, провоцирующей системное повышение провоспалительных цитокинов, так называемый «цитокиновый шторм». Однако также были сообщения об идентификации респираторных вирусов, выделенных непосредственно из ткани миокарда, или тестировании вирусной РНК в миокарде с помощью полимеразной цепной реакции в режиме реального времени. В этом обзоре обсуждено прямое и косвенное воздействие респираторных вирусных инфекций на инициирование сердечно-сосудистых осложнений. Мы рассмотрели сходства и различия иммунопатогенетических механизмов, связанных с COVID-19, гриппозной инфекцией, а также заболеваниями, вызываемыми энтеровирусами, респираторно-синцитиальными вирусами, метапневмовирусами, вирусами парагриппа.

Еще

Острые респираторные вирусные инфекции, сердечно-сосудистые осложнения, инфаркт миокарда, атеросклероз, цитокиновый шторм, коронавирусы, вирусы гриппа, энтеро-вирусы, респираторно-синцитиальные вирусы, метапневмовирусы, вирусы парагриппа

Короткий адрес: https://sciup.org/149141446

IDR: 149141446   |   DOI: 10.29001/2073-8552-2022-37-4-14-21

Текст научной статьи Респираторные вирусные инфекции и их роль в сердечно-сосудистых заболеваниях человека

Воспалительные инфекционные заболевания, поражающие сердечно-сосудистую систему, вызываются преимущественно вирусами, но могут быть вызваны другими патогенами, включая бактерии (такие как Borrelia spp.), простейшие (такие как Trypanosoma cruzi) и грибы. К наиболее часто вызывающим повреждения сердечной мышцы (миокардиты) относятся первичные кардиотропные вирусы, которые могут быть выделены из миокарда, например, аденовирусы и энтеровирусы (вирусы Коксаки А, Коксаки В и эховирусы); васкулотропные вирусы, включая парвовирус B19 (B19V, из семейства Parvoviridae – www. ; лимфотропные вирусы с пожизненной персистенцией, принадлежащие к семейству Herpesviridae (вирус герпеса человека 6, вирус Эпштейна – Барра и цитомегаловирус человека). Некоторые респираторные вирусы способны опосредованно вызывать миокардит в результате системной воспалительной реакции, гиперак-тивируя иммунную систему. К таким патогенам относятся вирусы гриппа А, гриппа В; коронавирусы (MERS-CoV, SARS-CoV и SARS-CoV-2) и некоторые другие [1]. В отношении инфаркта миокарда (ИМ) было показано, что по сравнению с другими вирусными инфекциями вирусы гриппа имеют более выраженную корреляцию с этим заболеванием [2].

Многие вирусные инфекции имеют характерное сезонное распространение. Например, вирусы гриппа преобладают в зимние месяцы, тогда как энтеровирусы, включая вирусы Коксаки А и В и эховирусы, чаще выявляются летом и осенью. Однако региональные климатические различия могут влиять на сезонные колебания вирусных инфекций. Респираторные инфекции, главным образом грипп, вносят серьезный вклад в сезонную заболеваемость и смертность от сердечно-сосудистых осложнений [3]. Энтеровирусный миокардит преобладает у подростков и взрослых пациентов мужского пола, что позволяет предположить, что исход вирус-ассоциирован-ного заболевания сердца может зависеть от различий в иммунных ответах женщин и мужчин [4].

В данном обзоре мы обсуждаем возможные механизмы развития сердечно-сосудистых осложнений как последствия заболеваний респираторными вирусными инфекциями, вызываемыми РНК-содержащими вирусами.

Иммунопатогенез респираторных вирусных инфекций

Входными воротами респираторных вирусов являются дыхательные пути человека. Адсорбция вируса на клеточной поверхности и проникновение внутрь эпителиальной клетки индуцируют различные врожденные иммунные механизмы, приводящие к индукции интерферонов типа I (IFNα/β), типа II (IFNγ) и типа III (IFNλ), а также провоспалительных цитокинов (IL-1β, IL-6 и TNFα) и хе-мокинов (семейство цитокинов, которые стимулируют хемотаксис лейкоцитов и регулируют их миграцию из крови в ткани). IFN типа I и типа III связываются со своими рецепторами, это активирует тирозинкиназу 1 и сигнальные пути транскрипции, что в благоприятном случае приводит к элиминации вируса [5].

Помимо врожденного иммунитета важную роль в элиминации вируса играет адаптивная иммунная система. При заражении организма вирусом дендритные клетки захватывают вирусные антигены и перемещаются в лимфатические узлы, представляя антигены Т-клеткам. Презентация антигена происходит на молекулах MHC-I и MHC-II цитотоксическим и хелперным Т-клеткам соответственно. Активированные эффекторные цитотоксические CD8+ и хелперные CD4+ Т-клетки мигрируют из лимфатических узлов в дыхательные пути и уничтожают зараженные вирусом клетки. Цитотоксические CD8+ Т-клетки элиминируют вирус или инфицированные клетки посредством индукции IFNγ, высвобождения перфорина или гранзимов и запуска апоптоза [6]. CD4+ T-клетки способствуют выработке IFNγ CD8+ T-клетками и продукции вируснейтрализующих антител B-клетками. CD4+ Т-клетки дифференцируются в Th1, Th2, Th17, Т-регуля-торные или Т-фолликулярные клетки в зависимости от цитокинов, продуцируемых дендритными клетками. Эти подмножества Т-клеток оказывают специфическое влияние на механизмы противовирусного ответа [7].

Патология при вирусных респираторных заболеваниях может быть обусловлена как прямым воздействием на дыхательную систему и вынужденным разрушением зараженных клеток, так и опосредованным повреждением вследствие воспалительного «цитокинового шторма». Вирусная инфекция вызывает апоптоз или некроз инфицированных альвеолярных эпителиальных клеток, разрушает TJ белки, ответственные за прохождение ионов, воды и растворенных веществ в клетку, и повреждает эндотелий. Вирус индуцирует воспалительную реакцию организма, что привлекает макрофаги и нейтрофилы к очагу инфекции. Иммунные клетки выделяют окись азота и активные формы кислорода, которые усиливают повреждение легких. Кроме этого, увеличивается накопление вирусных и клеточных белков в альвеолах, из-за чего нарушается газообмен, вызывая тяжелую дыхательную недостаточность [8].

Механизмы повреждения миокарда при вирусной инфекции

Миокардиоциты имеют на своей поверхности ряд рецепторов, используемых вирусами для проникновения в эти клетки, а именно: β1, β2 и иногда β3, DAF (фактор ускорения распада), CAR (коксаки-аденовирусный рецептор), АСЕ2 и другие [9]. Вирус-индуцированный локальный иммунный ответ в миокарде протекает в несколько фаз [10], хотя могут существовать вирусоспецифические варианты в патогенезе вирусного миокардита. В целом начальная острая фаза инфекции характеризуется репликацией вируса в клетках миокарда, это прямое поражение миокарда. Вирус воспринимается факторами организма-хозяина, называемыми рецепторами распознавания образов (PRR). Эти факторы стимулируют выработку широкого спектра противовирусных белков, которые служат для непосредственной защиты клеток от инфекции, а также для привлечения иммунных клеток к месту инфекции и репарации тканей [11].

Помимо прямого воздействия на миокард вирусная инфекция может опосредованно повреждать эндотелиальные клетки всего сердца: системное повышение про-воспалительных цитокинов, «цитокиновый шторм», может привести к эндотелиальной дисфункции, отеку эндотелия и, как результат, к повреждению сердечной мышцы [11]. На модельных животных показано [12], что иммунные клетки рекрутируются в миокард в раннюю фазу острой инфекции. Врожденные иммунные клетки прибывают первыми, нейтрофилы, естественные клетки-киллеры (NK) и макрофаги прибывают через 3–4 дня после заражения. За ними следуют клетки адаптивной иммунной системы, пик которых приходится на 7–10-й день после заражения. Вторая фаза миокардита включает как элиминацию вируса, так и иммуноопосредованное разрушение инфицированных клеток в результате высвобождения кардиомодулирующих цитокинов иммунными клетками, высвобождения цитотоксических молекул, повреждающих интактные клетки, или присутствия миокардиальных аутоантител. В зависимости от конкретного вида вируса и иммунного статуса человека заболевание может либо разрешиться, либо перейти в хроническую фазу, характеризующуюся распространенным фиброзом и стойким воспалением сердечной мышцы, в то время как у большинства пациентов с вирусным миокардитом восстанавливается нормальная сердечная функция после перенесенной инфекции, у значительной части пациентов развивается дилатационная кардиомиопатия, а иногда и терминальная стадия сердечной недостаточности [9].

Атеросклероз и респираторные вирусные инфекции

Атеросклероз является наиболее частой причиной острого коронарного синдрома. Атеросклеротическое повреждение коронарных сосудов сердца инициируется эндотелиальной дисфункцией и накоплением липопротеинов низкой плотности в субэндотелиальном пространстве. Это стимулирует синтез молекул адгезии и хемокинов, которые привлекают макрофаги и Т-клетки в субэндотелиальное пространство. Макрофаги становятся пенистыми клетками (foam cells) (особый тип макрофагов, локализующихся в жировых отложениях на стенках кровеносных сосудов, где они поглощают липопротеины низкой плотности, что придает им пенистый вид). Со временем пенистые клетки подвергаются апоптозу или некрозу, что приводит к накоплению обломков клеток (дебриса) и образованию некротического ядра в интиме. Гладкомышечные клетки, синтезируя коллаген и эластин, образуют фиброзную покрышку, покрывающую некротическое ядро. Истончение фиброзной покрышки увеличивает вероятность ее разрыва, а такой разрыв приводит к острому коронарному синдрому, включая ИМ, и, как следствие, развитию сердечной недостаточности [13]. Похожие процессы протекают в сосудах других жизненно важных органов и тканей, вызывая острые нарушения мозгового кровообращения, почечную недостаточность, мезентериальную ишемию и другие заболевания [14].

Стабильность атеросклеротических бляшек обусловлена воспалительным процессом, протекающим в сосудистой стенке, и зависит от соотношения про- и противовоспалительных цитокинов. Исследования показали, что повышенные уровни IL-4 и IL-10 связаны со стабильными бляшками. Напротив, повышенные уровни IFNγ и TNFα связаны с нестабильными бляшками, которые склонны к разрыву. Повышенное накопление поврежденных макрофагов и гладкомышечных клеток приводит к увеличению некротического ядра, формируя необходимые условия для разрыва фиброзной покрышки и нарушения целостности атеросклеротической бляшки [9].

Разрыв атеросклеротической бляшки высвобождает некротические тромбогенные компоненты (богатые липидами макрофаги, тканевый фактор, коллаген), приводя к тромбообразованию и развитию ИМ [15]. Было показано, что инфекция вируса гриппа увеличивает накопление тканевого фактора в эндотелии сосудов. Гипоксия также увеличивает синтез тканевого фактора в сосудистом пространстве. Нарушение регуляции антикоагулянтных факторов, таких как протеин С, антитромбин и ингибитор пути тканевого фактора, также усиливает тромбообразование. Исследования показали, что инфекция вируса гриппа снижает активность протеина С, тем самым индуцируя каскад свертывания крови. Лейкоциты, высвобождая про-воспалительные цитокины, индуцируют высвобождение тромбоцитарных факторов свертывания, приводя к повышенному тромбообразованию [5].

Воспалительные цитокины в кровотоке стимулируют увеличение количества рецепторов на эндотелиальных клетках сосудов для связывания, активации и адгезии тромбоцитов. Активированные тромбоциты взаимодей- ствуют с нейтрофилами, образуя нейтрофильные внеклеточные ловушки, уничтожающие микроорганизмы. Но в то же время повышение циркулирующих нейтрофилов и тромбоцитов в кровотоке способствует тромбообразо-ванию [16].

Недавно появилось сообщение, что некодирующие РНК человека могут способствовать прогрессированию вирусного миокардита, инициируя апоптоз кардиомиоцитов, иммунный ответ хозяина или влияя на процесс вирусной инфекции. Некодирующие РНК когда-то считались транскрипционным «мусором», однако в результате многочисленных исследований выясняется, что они являются ключевыми факторами, участвующими в регуляции клеточной дифференцировки, пролиферации, метаболизма и апоптоза, а также транскрипционных и посттранскрипционных процессов [17–20].

Таким образом, существует как прямое, так и опосредованное влияние вирусной инфекции на инициирование сердечно-сосудистых осложнений.

Гриппозная инфекция

Связь между инфекцией вирусом гриппа и нереспираторными причинами смерти была впервые выявлена в 1930-х гг. В последующих исследованиях миокардит был посмертно обнаружен в 48% случаев гриппа с летальным исходом и доказана связь между гриппозной инфекцией и ИМ [21].

Гриппозная инфекция способна привести к развитию широкого спектра сердечно-сосудистых осложнений, но наиболее распространенными являются следующие нозологии: миокардиты, нарушения ритма сердца (фибрилляция предсердий, желудочковая аритмия, атриовентрикулярные блокады) и сердечная недостаточность [5]. Частота развития миокардитов, вызванных пандемическим гриппом А/H1N1, была выше, чем при сезонном гриппе [22]. Данные электрокардиографии (ЭКГ) пациентов, инфицированных гриппом А/H1N1 pdm09, показали неспецифические изменения электрокардиограммы на 1, 4, 11 и 28-й дни после начала заболевания гриппом у молодых людей. Требуется дальнейшее обследование этой группы пациентов для определения степени риска неблагоприятного течения за счет гипоксических и ишемических изменений и определения тактики ведения пациента [23].

Существенное изменение уровня маркеров повреждения сердца в острой фазе инфекционного заболевания является индикатором сердечно-сосудистых поражений. Повышение С-реактивного белка и N-концевого про-пептида натрийуретического гормона, наряду с увеличением числа лейкоцитов, коррелировало с последующей смертностью у пожилых пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, инфицированных пандемическим вирусом гриппа А/H1N1 в 2009 г. [22]. Показано, что медиаторы воспаления при гриппе могут усиливать дестабилизацию и разрыв атеросклеротических бляшек, приводя к ИМ, риск которого в шесть раз выше во время острой фазы (1–7-й дни) вирусной инфекции. Недавнее исследование показало, что связанная с сезонным гриппом избыточная смертность от сердечно-сосудистых заболеваний, включая ишемическую болезнь сердца, выше при инфицировании вирусом гриппа В, чем при заболеваниях, вызванных штаммами гриппа А (H1N1 и H3N2) [24].

В недавних модельных исследованиях показано, что вирус гриппа может реплицироваться в кардиомиоцитах и клетках Пуркинье. При этом интерферон-индуцирован-ный трансмембранный белок-3 играет решающую роль в контроле репликации вируса гриппа в сердце, а инфекция вирусом гриппа существенно изменяет значения IL-6, IL-1β, TNFα в миокарде. Таким образом, воспалительные цитокины и хемокины, белки острой фазы и факторы свертывания крови являются возможными компонентами механизмов, участвующими в ИМ [25].

Вакцинация против гриппа не только снижает риск тяжелого течения болезни, но и благотворно влияет на исходы сопутствующих заболеваний. Так, показано, что риск развития острого коронарного синдрома у пожилых пациентов с хронической обструктивной болезнью легких значительно ниже, если они получили вакцину против гриппа [26]. Вакцинация также достоверно снижала риск и частоту госпитализаций из-за сердечной недостаточности или острого коронарного синдрома у пожилых пациентов с хронической болезнью почек [27]. Показано, что вакцинация против гриппа снижает уровень продукции IFNγ, IL-2 и TNFα и повышает уровень IL-4 в сыворотке при заражении вирусом гриппа. Эти результаты положительно коррелируют с выработкой противогриппозных IgG. Таким образом, профилактика гриппа с помощью вакцинации может ограничивать непрямое повреждение стенок коронарных сосудов, вызванное инфекцией [27].

COVID-19

По сравнению с сезонным гриппом последствия от заболевания COVID-19 в период 1–4-й волн пандемии были связаны с более высоким риском тромбоэмболии легочной артерии, тромбоза глубоких вен, инсульта, острого миокардита, аритмии, внезапной остановки сердца, повышенного уровня тропонина, аспартатаминотрансферазы и аланинаминотрансферазы. Избыточные показатели смертности от COVID-19, превышающие показатели сезонного гриппа, были самыми высокими в возрастной группе старше 75 лет. Риск смерти у пациентов с COVID-19 всех возрастов был почти в пять раз выше, чем у пациентов с сезонным гриппом [28].

Кроме того, среди тех, кто пережил острую фазу COVID-19, в течение первого года сохранялся значительный риск сердечно-сосудистых заболеваний, включая острые нарушения мозгового кровообращения, аритмии, воспалительные заболевания сердца, ишемическую болезнь сердца, сердечную недостаточность, тромбоэмболические осложнения и другие. Вероятность появления сердечно-сосудистой патологии не зависела от возраста, расы, пола и других факторов, включая ожирение, гипертонию, диабет, хроническое заболевание почек и гиперлипидемию. Риску осложнений были подвержены и пациенты без каких-либо сердечно-сосудистых заболеваний в анамнезе до COVID-19 [29].

Предполагаемые механизмы развития сердечно-сосудистых заболеваний в постострой фазе заболевания включают повреждение кардиомиоцитов от прямой вирусной инвазии и последующую гибель этих клеток, повреждение эндотелиальных клеток, активацию комплемента и комплемент-опосредованную коагулопатию и микроангиопатию, снижение регуляции ACE2 и нарушение регуляции ренина, повышенные уровни провоспали-тельных цитокинов и активацию передачи сигналов TGF-β (трансформирующий фактор роста бета), вызывающую последующий фиброз и фиброзные изменения сердечной ткани. Аномальный длительный гиперактивный иммунный ответ, аутоиммунитет или персистенция вируса также приводились в качестве предполагаемых объяснений внелегочных (включая сердечно-сосудистые) постострых последствий COVID-19 [30]. Кроме того, была выдвинута гипотеза об интеграции генома SARS-CoV-2 в ДНК инфицированных клеток человека [31]. Для разработки стратегий профилактики и лечения сердечно-сосудистых проявлений у людей с COVID-19 потребуется более глубокое понимание иммунопатогенеза этого заболевания. По мере развития стратегий лечения COVID-19 и совершенствования вакцин на фоне продолжающейся пандемии и эволюции вируса будут меняться и наши знания о патогенезе сердечно-сосудистых заболеваний.

Энтеровирусная инфекция

Энтеровирусы принадлежат к семейству Picornaviridae . Клиническая картина энтеровирусной инфекции может быть относительно легкой (лихорадка, ангина, конъюнктивит, тонзиллит, фарингит, инфекция нижних дыхательных путей, острый гастроэнтерит) или гораздо реже тяжелой и очень тяжелой (пневмония, менингит, энцефалит, миокардит, перикардит, некроз печени и коагулопатия). Считается, что энтеровирусы являются одной из наиболее частых причин вирусного миокардита. Энтеровирусы, которые вызывают вирусный миокардит, включают эхови-русы, вирусы Коксаки А и вирусы Коксаки В (CVB). Из них CVB являются наиболее изученными [9].

Вирусная инфекция вначале проявляется через респираторные или желудочно-кишечные симптомы, в продромальный период в виде недомогания, миалгий и лихорадки. Вирусы Коксаки проникают в кардиомиоциты путем связывания с корецепторами DAF (фактор ускорения распада) и CAR (коксаки-аденовирусный рецептор) на клеточной мембране. После проникновения в клетку геном одноцепочечной плюс-РНК транслируется с образованием одного полипротеина, который затем расщепляется вирусными протеазами с образованием белков, необходимых вирусу для репликации, образования капсида и целого вириона и последующего лизиса клеток с высвобождением вирионов. Важно отметить, что вирусные протеазы также расщепляют белки организма-хозяина, ответственные за иммунный ответ. Кроме того, белки CVB нарушают передачу сигналов кальция, функцию эндоплазматического ретикулума и секрецию белка, что приводит к тяжелой клеточной дисфункции. Кальциевые ионные каналы и функция эндоплазматического ретикулума важны для сокращения кардиомиоцитов и межклеточной передачи сигналов, они необходимы для нормального функционирования проводящей системы и сократительных кардиомиоцитов, и нарушение этих процессов представляет собой еще один возможный путь опосредованного вирусом повреждения миокарда [32].

Механизм иммунопатогенеза миокардита, вызванного энтеровирусами, сходен с механизмом, описанным для вируса гриппа. Реакция хозяина на CVB начинается с распознавания РНК вируса несколькими PRR хозяина. К ним относятся толл-подобные рецепторы 3 (TLR 3), TLR7 и TLR8. Эти рецепторы активируют сигнальные адапторные молекулы, такие как TRIF (индуцирует ин-терферон-β) и MyD88 (участвует в передаче сигнала от толл-подобных рецепторов), которые в конечном итоге способствуют синтезу провоспалительных цитокинов.

Ранние цитокины включают интерлейкин 1α (IL-1α), IL-1β, IL-6, фактор некроза опухоли-α (TN α) и IFNγ. Помимо других функций эти цитокины привлекают к инфицированному миокарду клетки врожденного иммунитета, такие как NK-клетки и макрофаги, затем следует рекрутирование Т-клеток. Этот цикл событий может привести к опосредованному повреждению миокарда [33]. Кроме того, CVB-инфекция может способствовать аутоиммунному повреждению сердца, возможно, за счет усиления иммунной реактивности к сердечному миозину. Эта комбинация прямого и иммуноопосредованного повреждения нередко является причиной сердечной недостаточности при энтеровирусной инфекции, что показано в мышиной модели [34].

Респираторно-синцитиальная вирусная (РСВ) инфекция

Первым сообщением о поражении миокарда при РСВ-бронхиолите был случай фатального интерстициального миокардита у ребенка в 1972 г. [35]. Другие ранние сообщения включали также развитие нарушений ритма сердца по типу атриовентрикулярной блокады второй степени. Впоследствии появились сообщения о мультифокальной предсердной тахикардии, сообщалось также о других формах суправентрикулярной тахикардии во время инфекции РСВ; они, по-видимому, возникают у пациентов со структурно нормальным сердцем и не связаны с гипоксическими повреждениями или терапией бета-агонистами [36]. Также были сообщения о случаях желудочковой тахикардии, потребовавших кардиоверсии (восстановления нормального сердечного ритма воздействием на миокард разряда тока конденсатора высокого напряжения). Другими опасными для жизни осложнениями могут быть перикардиты с гидро/гемоперикардами с последующей тампонадой сердца.

Артериальная гипотония без сердечных аритмий также была описана и была ассоциирована с признаками повреждения миокарда, на что указывают повышенные уровни сердечного тропонина I и Т. Выраженная артериальная гипотония и вазоплегические шоки были впервые описаны у семи младенцев с РСВ-бронхио-литами. Повышенные уровни сердечных тропонинов были обнаружены у 35–54% новорожденных с РСВ-ин-фекцией, находящихся на искусственной вентиляции легких в отделениях интенсивной терапии. Впервые выделили респираторно-синцитиальный вирус из миокарда у младенца с комбинированным иммунодефицитом в 1980 г. [35].

По-видимому, иммунопатогенез РСВ-инфекции может иметь некоторые общие механизмы с описанными ранее для других вирусных инфекций [37]. Используя мышиную модель с нокаутом рецептора интерферона I типа, выяснили, что инфекция РСВ была связана с повышенными уровнями провоспалительных цитокинов в легких, включая интерлейкин (IL)-6, IL-1β и TNFα, опосредованный через передачу сигналов интерферона I типа [38]. Эта иммунная регуляция может иметь значение при сердечных заболеваниях, поскольку у пациентов с хронической сердечной недостаточностью было показано снижение уровня интерферона-ɣ, который рекрутирует цитотоксические Т-клетки в ответ на вирусные патогены. Кроме того, в недавнем отчете о случаях заболеваний РСВ в Японии описаны два случая внезапной смерти от остановки сердца ранее здоровых детей раннего возраста на фоне острого РСВ-бронхиолита и отека мозга. У обоих детей были обнаружены повышенные уровни IL-8 и значительно повышенные уровни IL-6 (более чем в 200 раз выше верхней границы нормы), вследствие чего и была выдвинута гипотеза о том, что резкое повышение уровня ИЛ-6 может коррелировать с риском внезапной смерти по типу «цитокинового шторма» [39].

В ряде исследований показано, что госпитализация по поводу тяжелого протекания респираторных заболеваний, вызванных РСВ, у 14–22% взрослых пациентов весьма целесообразна, поскольку такое течение может осложниться сердечно-сосудистыми заболеваниями, включая сердечную недостаточность, острый коронарный синдром и аритмии. В связи с этим пациенты с сердечно-сосудистыми заболеваниями представляют собой важную целевую группу, обосновывающую разработку вакцин против РСВ [39].

Метапневмовирусная инфекция

В 2001 г. в выделениях из дыхательных путей был обнаружен новый респираторный патоген, получивший название метапневмовирус человека (НMPV). Этот патоген представляет собой РНК-содержащие вирусы, недавно включенные в качестве таксономического рода в семейство Pneumoviridae. Эти вирусы вызывают от 7 до 19% всех случаев острой респираторно-вирусной инфекции (ОРВИ) средней тяжести у детей, частота выявления их в случаях серьезных вирусных пневмоний у взрослых составляет примерно 3%. Симптомы инфекции НMPV варьируют от легкой простуды до острого респираторного дистресс-синдрома, требующего искусственной вентиляции легких и инфузии препаратов вазоинотропной поддержки. Основными факторами риска тяжелого течения заболевания при инфицировании НMPV являются высокая вирусная нагрузка, коинфекция другими патогенами, возраст от 0 до 5 мес. или старше 65 лет, а также иммунодефицит [40]. Сравнение с ОРВИ, вызванными респираторно-синцитиальными вирусами человека, показало, что дети с НMPV имеют те же проявления и тяжесть заболевания, что и дети, поступившие в отделение интенсивной терапии с РСВ. Отмечается, что дети с НMPV обычно старше, чем дети с РСВ, у них чаще развивается пневмония и реже бронхиолит [41]. Первый подтвержденный случай острой сердечной недостаточности из-за вирусного миокардита, вызванного инфекцией НMPV у 25-летнего мужчины, был опубликован в 2015 г. [42] Через год было сообщение о метапневмовирусной инфекции, осложненной пневмонией и миоперикардитом, у 72-летней женщины [43].

Парагрипп

Вирусы парагриппа человека (HPIV) типов 1–4 являются распространенными респираторными патогенами, вызывающими заболевания верхних и нижних дыхательных путей, особенно у детей раннего возраста. HPIV относятся к семейству Paramyxoviridae и представляют собой оболочечные вирусы с несегментированным одноцепочечным минус-РНК-геномом. В последовательности генома закодированы шесть структурных белков, а именно N (нуклеопротеин), P (фосфопротеин), M (матриксный белок), F (белок слияния), HN (гемагглютинин-нейраминидаза) и L (РНК-полимераза). Из них F и HN – это гликозилированные трансмембранные белки, а N, P и L – нуклеокапсид-ассоциированные белки [44].

Показано, что заболевания, вызванные HPIV-1 и HPIV-2, чаще встречаются у детей и связаны с крупом, HPIV-3 чаще ассоциируется с бронхиолитом, бронхитом и пневмонией. Менее охарактеризован HPIV-4, но описаны случаи как легкого заболевания у детей, так и заболевания нижних дыхательных путей у детей и пожилых людей [45]. Влияние парагриппа на течение сердечно-сосудистых заболеваний было описано относительно давно [46], однако первый случай, когда HPIV-3 был обнаружен одновременно в мазке из носоглотки, тканях сердца и перикардиальной жидкости, был описан в 2011 г. Это явилось прямым доказательством, что воспаление миокарда было вызвано вирусом парагриппа человека после инфекции верхних дыхательных путей [47].

Заключение

Таким образом, многие вирусные патогены могут поражать сердечно-сосудистую систему, в том числе респираторные РНК-содержащие вирусы. Патогены могут напрямую повредить миокард, инфицируя кардиомиоциты и нарушая их клеточную функцию. Они также могут вызывать косвенные повреждения, стимулируя гиперпродукцию провоспалительных цитокинов и рекрутирование иммунных клеток по типу «цитокинового шторма». Тот факт, что повреждения могут исходить как от размножения вируса в кардиомиоцитах и разрушения этих клеток, так и от разбалансировки иммунной системы, затрудняет разработку и применение эффективных методов лечения вирус-индуцированной патологии сердца. Иммуностимуляторы и препараты цитокинов иногда могут ускорить клиренс вируса и быть полезными на ранних стадиях инфекции, но повышается опасность иммуноопосредо-ванного повреждения. И, наоборот, использование иммунодепрессантов может ослабить иммуноопосредован-ное повреждение, но в то же время привести к усилению вирусной репродукции и прямого повреждения сердечно-сосудистой системы.

Ключевым шагом в разработке терапевтических и профилактических средств против таких заболеваний будет выявление и понимание индивидуальных различий в параметрах иммунной системы и молекулярных механизмов патогенеза, а также мониторинг ключевых биохимических показателей больного. Тот факт, что многие инфицированные люди переносят вирусную инфекцию бессимптомно или быстро и полностью выздоравливают, в то время как у других развивается фатальный миокардит, предполагает, что существуют индивидуальные особенности ключевых механизмов иммунитета организма-хозяина, которые определяют разные исходы. Выявление и мониторинг этих особенностей сейчас становятся приоритетными направлениями исследований в медицинской вирусологии, молекулярной биологии и иммунологии.

В заключение необходимо отметить, что более четкое выявление причинно-следственных связей между вирусными инфекциями, особенностями иммунитета организма и сердечно-сосудистыми заболеваниями поможет решить вопрос как с выбором наиболее целесообразной стратегии для разработки вакцин, так и c их наиболее рациональным применением. Тем более сейчас, когда на примере SARS-CoV-2 продемонстрированы эффективность и безопасность двух новых типов быстро конструируемых вакцин на основе аденовирусных векторов и мРНК [48, 49].

Список литературы Респираторные вирусные инфекции и их роль в сердечно-сосудистых заболеваниях человека

  • Tschope C., Ammirati E., Bozkurt B., Caforio A.L.P., Cooper L.T., Felix S.B. et al. Myocarditis and inflammatory cardiomyopathy: current evidence and future directions. Nat. Rev. Cardiol. 2021;18(3):169-193. DOI: 10.1038/s41569-020-00435-x.
  • Caforio A.L.P., Pankuweit S., Arbustini E., Basso C., Gimeno-Blanes J., Felix S.B. et al. Current state of knowledge on aetiology, diagnosis, management, and therapy of myocarditis: A position statement of the European Society of Cardiology Working Group on Myocardial and Pericardial Diseases. Eur. Heart J. 2013;34(33):2636-2648. DOI: 10.1093/ eurheartj/eht210.
  • Смирнова М.И., Горбунов В.М., Андреева Г.Ф., Молчанова О.В., Федорова Е.Ю., Калинина А.М. и др. Влияние сезонных метеорологических факторов на заболеваемость и смертность населения от сердечно-сосудистых и бронхолегочных заболеваний. Профилактическая медицина. 2012;15(6):76-86. Smirnova M.I., Gorbunov V.M., Andreeva G.F., Molchanova O.V., Fe-dorova E.Iu., Kalinina A.M. et al. Influence of seasonal and weather factors on cardiovascular and bronchopulmonary morbidity and mortality. The Russian Journal of Preventive Medicine. 2012;15(6):76-86. (In Russ.).
  • Coronado M.J., Bruno K.A., Blauwet L.A., Tschope C., Cunningham M.W., Pankuweit S. et al. Elevated sera sST2 is associated with heart failure in men <50 years old with myocarditis. J. Am. Heart Assoc. 2019;8(2):e008968. DOI: 10.1161/JAHA.118.008968.
  • Gopal R., Marinelli M.A., Alcorn J.F. Immune mechanisms in cardiovascular diseases associated with viral infection. Front. Immunol. 2020;11:570681. DOI: 10.3389/fimmu.2020.570681.
  • Brincks E.L., Katewa A., Kucaba T.A., Griffith T.S., Legge K.L. CD8 T cells utilize TRAIL to control influenza virus infection. J. Immunol. 2008;181(7):4918-4925. DOI: 10.4049/jimmunol.181.7.4918.
  • Jansen J.M., Gerlach T., Elbahesh H., Rimmelzwaan G.F., Saletti G. Influenza virus-specific CD4+ and CD8+ T cell-mediated immunity induced by infection and vaccination. J. Clin. Virol. 2019;119:44-52. DOI: 10.1016/j.jcv.2019.08.009.
  • Kalil A.C., Thomas P.G. Influenza virus-related critical illness: Pathophysiology and epidemiology. Crit. Care. 2019;23(1):258. DOI: 10.1186/ s13054-019-2539-x.
  • Martens C.R., Accornero F. Viruses in the heart: Direct and indirect routes to myocarditis and heart failure. Viruses. 2021;13(10):1924. DOI: 10.3390/v13101924.
  • Dennert R., Crijns H.J., Heymans S. Acute viral myocarditis. Eur. Heart J. 2008;29(17):2073-2082. DOI: 10.1093/eurheartj/ehn296.
  • Akhmerov A., Marban E. COVID-19 and the heart. Circ. Res. 2020;126(10):1443-1455. DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.120.317055.
  • Bassat E., Perez D.E., Tzahor E. Myocardial infarction techniques in adult mice. Methods Mol. Biol. 2021;2158:3-21. DOI: 10.1007/978-1-0716-0668-1_1.
  • Hedayat M., Mahmoudi M.J., Rose N.R., Rezaei N. Proinflammatory cytokines in heart failure: Double-edged swords. Heart Fail. Rev. 2010;15(6):543-562. DOI: 10.1007/s10741-010-9168-4.
  • Maida C.D., Norrito R.L., Daidone M., Tuttolomondo A., Pinto A. Neu-roinflammatory mechanisms in ischemic stroke: focus on cardioem-bolic stroke, background, and therapeutic approaches. Int. J. Mol. Sci. 2020;21(18):6454. DOI: 10.3390/ijms21186454.
  • Yuan J., Yu M., Lin Q.W., Cao A.L., Yu X., Dong J.H. et al. Neutralization of IL-17 inhibits the production of anti-ANT autoantibodies in CVB3-in-duced acute viral myocarditis. Int. Immunopharmacol. 2010;10(3):272-276. DOI: 10.1016/j.intimp.2009.11.010.
  • Pappritz K., Savvatis K., Miteva K., Kerim B., Dong F., Fechner H. et al. Immunomodulation by adoptive regulatory T-cell transfer improves Coxsackievirus B3-induced myocarditis. Faseb. J. 2018;32(11):6066-6078. DOI: 10.1096/fj.201701408R.
  • Hu J., Zhu Y., Yuan Q., Yan D., Li C., Guo H. et al. Non-coding RNAs in viral myocarditis. Sheng Wu Gong Cheng Xue Bao. 2021;37(9):3101-3107. DOI: 10.13345/j.cjb.200698.
  • Zhang C., Xiong Y., Zeng L., Peng Z., Liu Z., Zhan H. et al. The role of non-coding RNAs in viral myocarditis. Front. Cell. Infect. Microbiol. 2020;10:312. DOI: 10.3389/fcimb.2020.00312.
  • Zhu P., Chen S., Zhang W., Duan G., Jin Y. Essential role of non-coding rnas in enterovirus infection: From basic mechanisms to clinical prospects. Int. J. Mol. Sci. 2021;22(6):1-17. DOI: 10.3390/ijms22062904.
  • Kreutzer F.P., Fiedler J., Thum T. Non-coding RNAs: fey players in cardiac disease. J. Physiol.-London. 2020;598(14):2995-3003. DOI: 10.1113/ JP278131.
  • Ukimura A., Ooi Y., Kanzaki Y., Inomata T., Izumi T. A national survey on myocarditis associated with influenza H1N1pdm2009 in the pandemic and postpandemic season in Japan. J. Infect. Chemother. 2013;19(3):426-431. DOI: 10.1007/s10156-012-0499-z.
  • Li L., Liu Y., Wu P., Peng Z., Wang X., Chen T. et al. Influenza-associated excess respiratory mortality in China, 2010-2015: А population-based study. Lancet Public Health. 2019;4(9):e473-e481. DOI: 10.1016/ S2468-2667(19)30163-X.
  • Руженцова Т.А., Хавкина Д.А., Чухляев П.В. Нарушения сердечно-сосудистой системы при гриппе и других острых респираторных вирусных инфекциях. Медицинский алфавит. 2020;34:17-21. DOI: 10.33667/2078-5631-2020-34-17-21. Ruzhentsova T.A., Khavkina D.A., Chukhliaev P.V. Disorders of cardiovascular system in influenza and other acute respiratory viral infections. Medical Alphabet. 2020;34:17-21. (In Russ.). DOI: 10.33667/2078-5631-2020-34-17-21.
  • Qi L., Li Q., Ding X.B., Gao Y., Ling H., Liu T. et al. Mortality burden from seasonal influenza in Chongqing, China, 2012-2018. Human VaccinesImmu-nother. 2020;16(7):1668-1674. DOI: 10.1080/21645515.2019.1693721.
  • Filgueiras-Rama D., Vasilijevic J., Jalife J., Noujaim S.F., Alfonso J.M., Nicolas-Avila J.A. et al. Human influenza a virus causes myocardial and cardiac-specific conduction system infections associated with early inflammation and premature death. Cardiovasc. Res. 2021;117(3):876-889. DOI: 10.1093/cvr/cvaa117.
  • Sung L.C., Chen C.I., Fang Y.A., Lai C.H., Hsu Y.P., Cheng T.H. et al. Influenza vaccination reduces hospitalization for acute coronary syndrome in elderly patients with chronic obstructive pulmonary disease: A population-based cohort study. Vaccine. 2014;32(30):3843-3849. DOI: 10.1016/j.vaccine.2014.04.064.
  • Fang Y.A., Chen C.I., Liu J.C., Sung L.C. Influenza vaccination reduces hospitalization for heart failure in elderly patients with chronic kidney disease: A population-based cohort study. Acta Cardiol. Sin. 2016;32(3):290-298. DOI: 10.6515/ACS20150424L.
  • Xie Y., Bowe B., Maddukuri G., Al-Aly Z. Comparative evaluation of clinical manifestations and risk of death in patients admitted to hospital with COVID-19 and seasonal influenza: cohort study. Br. Med. J. 2020;371:m4677. DOI: 10.1136/bmj.m4677.
  • Xie Y., Xu E., Bowe B., Al-Aly Z. Long-term cardiovascular outcomes of COVID-19. Nat. Med. 2022;28(3):583-590. DOI: 10.1038/s41591-022-01689-3.
  • Long-term immunological health consequences of COVID-19. London: British Society for Immunology; 2020:13.
  • Zhang L., Richards A., Khalil A., Wogram E., Ma H., Young R.A. et al. SARS-CoV-2 RNA reverse-transcribed and integrated into the human genome. bioRxiv. 2020. DOI: 10.1101/2020.12.12.422516.
  • Garmaroudi F.S., Marchant D., Hendry R., Luo H., Yang D., Ye X. et al. Coxsackievirus B3 replication and pathogenesis. Future Microbiol. 2015;10(4):629-652. DOI: 10.2217/fmb.15.5.
  • Richer M.J., Lavallée D.J., Shanina I., Horwitz M.S. Toll-like receptor 3 signalling on macrophages is required for survival following coxsackie-virus B4 infection. PLoS One. 2009;4(1):e4127. DOI: 10.1371/journal. pone.0004127.
  • Basavalingappa R.H., Arumugam R., Lasrado N., Yalaka B., Massilama-ny C., Gangaplara A. et al. Viral myocarditis involves the generation of autoreactive T cells with multiple antigen specificities that localize in lym-phoid and non-lymphoid organs in the mouse model of CVB3 infection. Mol. Immunol. 2020;124:218-228. DOI: 10.1016/j.molimm.2020.06.017.
  • Eisenhut M. Extrapulmonary manifestations of severe respiratory syncytial virus infection - A systematic review. Crit. Care. 2006;10(4):R107. DOI: 10.1186/cc4984.
  • Gavotto A., Ousselin A., Pidoux O., Cathala P., Costes-Martineau V., Rivière B. et al. Respiratory syncytial virus-associated mortality in a healthy 3-year-old child: A case report. BMC Pediatr. 2019;19(1):462. DOI: 10.1186/s12887-019-1847-2.
  • Atamna A., Babich T., Froimovici D., Yahav D., Sorek N., Ben-Zvi H. et al. Morbidity and mortality of respiratory syncytial virus infection in hospitalized adults: Comparison with seasonal influenza. Int. J. Infect. Dis. 2021;103:489-493. DOI: 10.1016/j.ijid.2020.11.185.
  • Bohmwald K., Espinoza J.A., Rey-Jurado E., Gómez R.S., González P.A., Bueno S.M. et al. Human respiratory syncytial virus: Infection and pathology. Semin. Respir. Crit. Care Med. 2016;37(4):522-537. DOI: 10.1055/s-0036-1584799.
  • Ivey K.S., Edwards K.M., Talbot H.K. Respiratory syncytial virus and associations with cardiovascular disease in adults. J. Am. Coll. Cardiol. 2018;71(14):1574-1583. DOI: 10.1016/j.jacc.2018.02.013.
  • Esposito S., Mastrolia M.V. Metapneumovirus infections and respiratory complications. Semin. Respir. Crit. Care Med. 2016;37(4):512-521. DOI: 10.1055/s-0036-1584800.
  • Paget S.P., Andresen D.N., Kesson A.M., Egan J.R. Comparison of human metapneumovirus and respiratory syncytial virus in children admitted to a paediatric intensive care unit. J. Paediatr. Child Health. 2011;47(10):737-741. DOI: 10.1111/j.1440-1754.2011.02043.x.
  • Weinreich M.A., Jabbar A.Y., Malguria N., Haley R.W. New-onset myocarditis in an immunocompetent adult with acute metap-neumovirus infection. Case Rep. Med. 2015;2015:814269. DOI: 10.1155/2015/814269.
  • Choi M.J., Song J.Y., Yang T.U., Jeon J.H., Noh J.Y., Hong K.W. et al. Acute myopericarditis caused by human metapneumovirus. Infect. Chemother. 2016;48(1):36-40. DOI: 10.3947/ic.2016.48.1.36.
  • Shao N., Liu B., Xiao Y., Wang X., Ren L., Dong J. et al. Genetic characteristics of human parainfluenza virus types 1-4 from patients with clinical respiratory tract infection in China. Front. Microbiol. 2021;12:679246. DOI: 10.3389/fmicb.2021.679246.
  • Maykowski P., Smithgall M., Zachariah P., Oberhardt M., Vargas C., Reed C. et al. Seasonality and clinical impact of human parainfluenza viruses. Influenza Other Respir. Viruses. 2018;12(6):706-716. DOI: 10.1111/irv.12597.
  • Бондаренко С.С., Туманов Ф.А. Влияние гриппа и парагриппа на течение ишемической болезни сердца. Терапевтический архив. 1992;64(3):81-83. Bondarenko S.S., Tumanov F.A. The effect of influenza and parainfluenza on the course of ischemic heart disease. Ter. Arkh. 1992;64(3):81-83. (In Russ.).
  • Romero-Gómez M.P., Guereta L., Pareja-Grande J., Martínez-Alarcón J., Casas I., Ruiz-Carrascoso G. et al. Myocarditis caused by human parainfluenza virus in an immunocompetent child initially associated with 2009 influenza A (H1N1) virus. J. Clin. Microbiol. 2011;49(5):2072-2073. DOI: 10.1128/JCM.02638-10.
  • Logunov D.Y., Dolzhikova I.V., Zubkova O.V., Tukhvatulin A.I., Shche-blyakov D.V., Dzharullaeva A.S. et al. Safety and immunogenicity of an rAd26 and rAd5 vector-based heterologous prime-boost COVID-19 vaccine in two formulations: Two open, non-randomised phase 1/2 studies from Russia. Lancet. 2020; 396(10255):887-897. DOI: 10.1016/S0140-6736(20)31866-3.
  • Ильичев А.А., Орлова Л.А., Шарабрин С.В., Карпенко Л.И. Технология мРНК как одна из перспективных платформ для разработки вакцины против SARS-CoV-2. Вавиловский журнал генетики и селекции. 2020;24(7):802-807. DOI: 10.18699/VJ20.676. Ilyichev A.A., Orlova L.A., Sharabrin S.V., Karpenko L.I. mRNA technology as one of the promising platforms for the SARS-CoV-2 vaccine development. Vavilov Journal of Genetics and Breeding. 2020;24(7):802-807. (In Russ.). DOI: 10.18699/VJ20.676.
Еще
Статья научная