Post-COvid Cytokine profile and cardiovascular status in patients with chronic kidney disease after COVID-19


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/nephrology.2022.3.15-19

Zhmurov D.V., Zhmurov V.A., Petrov I.M., Petelina T.I., Gapon L.I., Yaroslavskaya E.I., Petrova Yu.A., Zhmurova E.A. , Ermakova A.A., Ermakova P.A.

1) Tyumen State Medical University, Tyumen, Russia; 2) Tyumen Cardiology Research Center - Branch of the Tomsk National Medical Research Center, Tyumen, Russia
Objective. Description of the cytokine model of the development of the cardiovascular changes in patients with chronic kidney disease (CKD) after new coronavirus infection.
Material and methods. Clinical follow-up and examination of 150 patients with CKD after COVID-19 was carried out. The examination included the determination of the interleukin-1 (IL-1), IL-6, IL-8, tumor necrosis factor a (TNF-a), transforming growth factor β (TgFβ1), hsCRP, D-dimer, fibrinogen, ferritin, natriuretic peptide, cystatin C levels, echocardiography, 24-hour blood pressure monitoring, calculation of the glomerular filtration rate according to the CKD-EPI formula.
Results. An increase in the pro-inflammatory cytokine levels, an increase in the hsCRP, D-dimer, fibrinogen, ferritin, natriuretic peptide levels, a change in the structural and functional state of the cardiovascular system (CVS) in patients, especially in the first 3 months after a coronavirus infection, were found. Significant deterioration of the functional state of the kidneys during 3 months of follow-up was not observed in the majority of patients.
Conclusion. Patients with CKD after new coronavirus infection require the supervision of a nephrologist and a cardiologist to monitor the functional state of the cardiovascular system and kidneys, as well as for the cardio- and nephroprotective therapy prescription.

Введение

Хроническая болезнь почек (ХБП) во всем мире признана ведущей проблемой общественного здравоохранения. Ее действие на сердечно-сосудистые риски и развитие терминальной хронической почечной недостаточности напрямую оказывает влияние на глобальное бремя заболеваемости и смертности [1]. Прогрессирующие структурно-функциональные изменения в сердечно-сосудистой системе (ССС) при ХБП обусловливают плохой прогноз заболевания [2]. Среди многочисленных «почечных» факторов сердечно-сосудистого риска при ХБП весьма важную роль играет цитокиновый статус [3].

К цитокинам относят интерфероны, колониестимулирующие факторы, хемокины, трансформирующие ростовые факторы, фактор некроза опухоли a (ФНО-а), интерлейкины (ИЛ) и др. Повреждающие эффекты цитокинов проявляются при их избыточной, долговременной и генерализованной продукции, при нарушении равновесия между прои противовоспалительными типами цитокинов [3]. При ХБП начало воспалительного ответа и основные этапы его развития происходят с участием иммунокомпетентных клеток в присутствии цитокинов, которые продуцируются клетками иммунной системы в ответ на стимуляцию инфекционными антигенами, в т.ч. вирусами, и играют весьма важную патогенетическую роль в возникновении сердечно-сосудистых осложнений [1, 2].

Субклиническое воспаление эндотелия сосудистой стенки рассматривается как важное звено патогенеза артериальной гипертензии (АГ), атеросклероза и, возможно, прогрессирования ренальной дисфункции [4]. Поэтому изучение цитокинового профиля и его взаимосвязь со структурно-функциональными изменениями ССС при ХБП остаются актуальной задачей для оценки прогноза заболевания и эффективности ренои кардиопротективной терапии, в т.ч. и у пациентов, перенесших COVID-19.

Цель исследования. Дать характеристику цитокиновой модели развития сердечно-сосудистых изменений у больных ХБП, перенесших новую коронавирусную инфекцию.

Материал и методы

Проведено клиническое наблюдение и обследование 150 больных ХБП, перенесших COVID-19. Наблюдение и обследование больных осуществлялись на базе Тюменского кардиологического научного центра и Тюменского ГМУ (кафедра пропедевтической и факультетской терапии). У наблюдаемых больных коронавирусная инфекция протекала в среднетяжелой (31%) и легкой (69%) формах. Больные ХБП, перенесшие COVID-19, были разделены на 2 группы: больные ХБП без сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ; 65 человек) и больные ХБП, имевшие ССЗ (85 человек).

Возраст больных составил 56 [50,00; 62,00] лет в группе без ССЗ и 58 [52,00; 63,00] лет c CCЗ. Из ССЗ во второй группе 53,4% пациентов имели АГ, 15,5% – ишемическую болезнь сердца, 31,1% – нарушения ритма сердца; сердечная недостаточность по NYHA 1–2-й ст. имелась у 67,3% пациентов. Группы значимо различались по уровню систолического (САД), диастолического (ДАД) артериального давления (АД), частоте сердечных сокращений, индексу массы тела (р<0,001 соответственно для всех параметров), с более высокими показателями во второй группе. Исходно в первой группе объем поражения легких более 50% был в 20,0%, во второй – в 47,6% случаев. По стадиям ХБП больные распределились следующим образом: С1 – 56,4%, С2 – 43,6% в группе без ССЗ и С1 – 52,5% и С2 – 47,5% в группе с ССЗ. Пациентам обеих исследуемых групп проводили клинико-лабораторное и инструментальное исследования в момент госпитализации и через 3 месяца после выписки из стационара. В данной работе представлены показатели через 3 месяца после выписки из стационара.

Всем больным проведены клиническое, лабораторное и инструментальное обследования (суточное мониторирование АД, эхокардиография – Эхо-КГ). Больные осмотрены терапевтом, кардиологом, нефрологом. Специальные методы исследования включили определение уровней цитокинов (ИЛ-1, -6, -8, ФНО-а, TgFβ1), вчСРБ – иммунотурбидиметрическим методом на полуавтоматическом анализаторе открытого типа «Clima MC-15», Испания; Д-димера, фибрингена, ферритина, натрийуретического пептида (NT-proBNP), цистатина С, микроальбуминурии (МАУ) на анализаторе «Destiny Plus», Ирландия; скорость клубочковой фильтрации (СКФ) по формуле CKD-EPI. Всем пациентам исходно в стационаре при госпитализации проведена компьютерная томография органов грудной клетки. Статистический анализ проводился с помощью пакета прикладных программ IBM SPSS Statistics, 21. В зависимости от распределения при сравнении показателей в независимых группах использовали t-критерий Стьюдента или U-критерий Манна–Уитни. При нормальном распределении данные представляли как среднее М и стандартное отклонение (SD), при распределении, отличном от нормального, данные представлены в виде медианы (Me) и интерквартильного размаха [25%; 75%]. Парным критерием Стьюдента или критерием Вилкоксона рассчитывали динамику между связанными группами. Результаты оценивались как статистически значимые при двустороннем уровне, р<0,05.

Результаты

Как показали проведенные исследования (табл. 1), у наблюдаемых больных ХБП с ССЗ через 3 месяца после перенесенной коронавирусной инфекции отмечено повышение уровней ИЛ-1 (p<0,003) , -6 (p<0,001), ФНО-а (p<0,004), а также тенденция к повышению уровня трансформирующегося фактора роста β (TgFβ1; p<0,702) и снижению уровня ИЛ-8 (p<0,301) по сравнению с больными ХБП без ССЗ. Кроме того, у больных ССЗ отмечается значительное повышение, более чем в 2 раза, уровня вчСРБ, а также в меньшей степени Д-димера, фибриногена и ферритина по сравнению с таковыми у больных без ССЗ.

17-1.jpg (197 KB)

Уровень NT-proBNP у наблюдаемых больных ССЗ в течение 3 месяцев наблюдения увеличился почти в 2 раза по сравнению с больными без ССЗ (р<0,004), а СКФ снизилась на 6,5% (p<0,003), что свидетельствует о нарастании сердечной и почечной недостаточности в группе больных ХБП с ССЗ. Кроме того, нами отмечена тенденция к увеличению уровней цистатина С (p<0,67) и МАУ (p<0,406) в группе больных ССЗ по сравнению с группой без ССЗ.

Суточное мониторирование АД показало увеличение у наблюдаемых больных ССЗ средних значений САД (131±2,6 и 161,3,8 мм рт.ст. у больных без ССЗ и с ССЗ соответственно; р<0,001) и ДАД (83,2±1,8 и 96,2±2,8 мм рт.ст. соответственно; р<0<001), а также скорости утреннего подъема САД (13,1±1,2 и 19,4±1,4 мм рт.ст. соответственно; р<0,001) и ДАД (9,2±0,5 и 14,1±0,7 мм рт.ст. соответственно; р<0,001).

Эхо-КГ-исследование показало (табл. 2) увеличение толщины межжелудочковой перегородки (МЖП) в диастолу, задней стенки левого желудочка (ЗСЛЖ) в систолу, индекса массы миокарда левого желудочка (ИММЛЖ), а также конечного систолического объема левого желудочка (КСО ЛЖ) у пациентов с ХБП и ССЗ по сравнению с больными ХБП без сердечно-сосудистой патологии. При сравнении показателей трансмитрального кровотока в наблюдаемых группах больных получены достоверные различия: у больных ХБП и ССЗ скорость позднего наполнения ЛЖ (Пик А) и время изоволюмического расслабления (IVRT) были существенно выше, чем в группе без ССЗ (табл. 2), что свидетельствует о нарушении диастолической функции ЛЖ.

Обсуждение

При ХБП начало воспалительного ответа и основные этапы его развития проходят с участием иммунокомпетентных клеток. Известно, что ренин-ангиотензин-альдостероновая система может стимулировать продукцию ряда цитокинов, способствующих прогрессированию нефросклероза и присоединению сердечнососудистых осложнений. Кроме того, показано, что уровень провоспалительных цитокинов коррелирует с активностью ХБП и степенью морфологических изменений в почечной ткани [5, 6].

К настоящему времени установлено, что такие провоспалительные цитокины, как ИЛ-1, И-6, ФНО-а, ассоциируются с высокой частотой развития осложнений при ХБП и рассматриваются в качестве иммунологических маркеров сердечно-сосудистого риска [7]. Кроме того, ФНО-а является сильным активатором перекисного окисления липидов и системы свертывания крови, усиливает тромбогенную и вазоконстриктивную активность эндотелия, снижает синтез оксида азота, что в конечном итоге приводит к прогрессированию эндотелиальной дисфункции, повышению жесткости артериального русла и формированию сердечно-сосудистых осложнений [8]. Показано, что у пациентов с АГ и гипертрофией ЛЖ повышалось содержание ФНО-а и ИЛ-6, без существенного повышения концентрации СРБ и ИЛ-1 [10]. В наших исследованиях у пациентов с ХБП и ССЗ также отмечено увеличение уровней ФНО-а и ИЛ-6 на фоне повышенных показателей ИЛ-1 и вчСРБ.

В условиях коронавирусной инфекции у пациентов с ХБП еще более усиливается неблагоприятное влияние провоспалительных цитокинов на состояние ССС и ренальную дисфункцию, особенно при т.н. цитокиновом шторме, что в итоге может приводить к острому почечному повреждению (ОПП) и неблагоприятному исходу заболевания [11]. По данным ряда авторов, половина пациентов, у которых развилось ОПП, умирают во время госпитализации, а среди выживших после развития ОПП пациентов потребность в диализе после выписки была связана исключительно с наличием предшествовавшей ХБП, особенно 4-й и 5-й стадий [12, 13]. В наших исследованиях продолжается дальнейшее наблюдение за пациентами с ХБП, перенесшими новую коронавирусную инфекцию, в точках 6-го и 12-го месяцев с целью уточнения частоты потребности в заместительной почечной терапии.

В наших исследованиях также обнаружено существенное нарушение состояния ССС у наблюдаемых пациентов с изменением морфометрических показателей сердца, нарушением диастолической функции ЛЖ, а также показателей суточного мониторирования АД, что может служить предиктором неблагоприятного прогноза заболевания.

Заключение

Таким образом, патологические процессы, лежащие в основе ХБП, сопровождаются ростом уровня провоспалительных цитокинов, что способствует ускорению кардиоваскулярных осложнений, в т.ч. посредством эндотелиальной дисфункции. Наслоение коронавирусной инфекции в значительной степени усиливает неблагоприятные изменения ССС и ренальную дисфункцию у пациентов с ХБП. С учетом того, что инфекции COVID-19, вероятно, будут продолжаться, существует настоятельная необходимость разработки новых методов ведения пациентов с ХБП и коронавирусной инфекцией, в т.ч. рекомендаций по применению новых противовирусных препаратов и методов нефро-и кардиопротекции.


About the Autors


Denis V. Zhmurov – Cand.Sci. (Med.), Associate Professor at the Department of Propaedeutic and Faculty Therapy, Tyumen State Medical University, Tyumen. Address: 54 Odesskaya st., Tymen, 625023; tel.: 8 (909) 181-31-04; e-mail: zhmdenis@yandex.ru.
Vladimir A. Zhmurov – Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Department of Propaedeutic and Faculty Therapy, Tyumen State Medical University, Tyumen, e-mail: zhmurovva@yandex.ru.
Ivan M.Petrov – Dr. Sci. (Med.), Associate Professor, Head of the Department of Medical Informatics and Biological Physics with the UNESCO Bioethics Network Section, Tyumen State Medical University, Tyumen.
Tatyana I. Petelina – Dr. Sci. (Med.), Leading Researcher, Department of Arterial Hypertension and Coronary artery insufficiency, Scientific Department of Clinical Cardiology, Tyumen Cardiology Research Center - Branch of the Tomsk National Medical Research Center, Tyumen.
Lyudmila I. Gapon – Dr. Sci. (Med.), Professor, Head of the Scientific Department of Clinical Cardiology, Scientific Director of the Department of Arterial Hypertension, Tyumen Cardiology Research Center – Branch of the Tomsk National Medical Research Center, Tyumen.
Elena I. Yaroslavskaya – Dr. Sci. (Med.), Head of the Laboratory of Instrumental Diagnostics, Tyumen Cardiology Research Center –Branch of the Tomsk National Medical Research Center, Tyumen.
Yulianna A.Petrova – Cand. Sci. (Med.), Associate Professor at the Department of Propaedeutic and Faculty Therapy, Tyumen State Medical University, Tyumen. Ekaterina A. Zhmurova – Medical Resident at the Department of Internal Medicine, Outpatient Therapy and Family Medicine, Tyumen State Medical University, Tyumen.
Anna A. Ermakova – Faculty of Medicine, Department of Propaedeutic and Faculty Therapy, Tyumen State Medical University, Tyumen; e-mail: ermackovaanka@yandex.ru. Polina A. Ermakova – Faculty of Medicine, Department of Propaedeutic and Faculty Therapy, Tyumen State Medical University, Tyumen; e-mail: poli263@mail.ru.


Similar Articles


Бионика Медиа