Коронавирусы как возбудители эндемических заболеваний ранее были известны как агенты с низкой патогенностью для людей. С конца 2002 г. по 2004 г. была зарегистрирована новая мутация коронавируса – SARS-CoV, ставшая причиной атипичной пневмонии с тяжелым острым респираторным синдромом более чем у 8000 людей и более 700 установленных случаев летального исхода. В 2012 г. появился коронавирус MERS-CoV, который за 8 лет стал подтвержденным фактором ближневосточного респираторного синдрома у 2500 пациентов, треть из которых скончались. В декабре 2019 г. в Китае произошла вспышка новой коронавирусной инфекции, которая распространилась по всему миру и приобрела характер чрезвычайной ситуации международного значения [1, 2]. В феврале 2020 г. ВОЗ присвоила официальное название новой коронавирусной инфекции – COVID-19 (Coronavirus disease 2019).
За время развития пандемии новый коронавирус неоднократно мутировал, что привело к повышению у вируса таких качеств, как быстрота распространения в популяции и способность вызывать тяжелые формы заболевания не только у пожилых пациентов с сопутствующими хроническими заболеваниями, но и среди молодежи, а также у людей, имеющих в крови антитела после перенесенного ранее COVID-19 или вакцинации [2-4].
Учитывая высокую изменчивость COVID-19 и различную способность мутированных коронавирусов воздействовать на иммунитет человека и вызывать нарушения работы органов и систем организма, необходимо определение уровня лабораторных показателей сыворотки крови, которые имеют тесную взаимосвязь с оценкой развития вторичной бактериальной инфекции, а также характером течения, тяжестью и прогнозом у больных COVID-19 [5, 6].
Цель исследования: оценить характер проявлений COVID-19 и диагностическую значимость биохимических показателей сыворотки крови в зависимости от степени тяжести COVID-19 в различные периоды пандемии по Саратову и Саратовской области.
Материалы и методы исследования. Анализ данных (117 442 человека, инфицированных COVID-19, в возрасте от 18 до 92 лет, средний возраст больных составил 51,0±5,3 года, с преобладанием пациентов в возрасте от 43 до 57 лет) проводился по материалам ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Саратовской области». Больные были распределены на две группы в соответствии с периодами пандемии в Саратовской области: I группа – I период с 14.04.2020 по 15.03.2021 гг. (61 817 человек, средний возраст – 55,2±4,6 года), II группа – II период с 01.04.2021 по 30.11.2021 гг. (55 625 человек, средний возраст – 46,8±3,2 года).
Обследование и лечение всех пациентов проводились согласно протоколу ведения больных COVID-19 (10-я редакция от 15.07.2020 г.) без особенностей. Сравнительный анализ биохимических показателей сыворотки крови проводили по результатам обследования 692 больных (I группа – 349 пациентов, II группа – 343 пациента), находящихся на лечении во временном ковидном госпитале на базе ГУЗ «Саратовская городская клиническая больница № 10».
Представленные результаты лабораторного исследования отражают данные на момент госпитализации больного.
Биохимические исследования сыворотки крови осуществлялись на биохимическом анализаторе «Mindrey BS-800» с использованием наборов фирмы «Диакон – ДС».
Статистическая обработка полученных данных проводилась с применением пакета прикладных программ Статистика 6,1 (StatSoft, США, 2003). Для представления качественных данных использовали как абсолютные, так и относительные показатели (доли, %). Для представления количественных данных приводили описательную статистику: среднее (М), стандартное отклонение (σ) при нормальном распределении признака, медиана (Me) и интерквартильный размах (25-й и 75-й процентиль) в случае распределения величин, отличного от нормального.
Результаты исследования и их обсуждение. За I период пандемии COVID-19 методом ПЦР было выявлено 61 817 инфицированных коронавирусной инфекцией (среднемесячный показатель – 5620), из которых 5,79% имели бессимптомное течение инфекции (БТИ), 47,1% пациентов – симптоматику острой респираторной вирусной инфекции (ОРВИ), 42,25% – вирусную пневмонию (ВП), подтвержденную результатами компьютерной томографии, и 4,86% – вирусную пневмонию, сочетанную с острой респираторной инфекцией (ВП+ОРВИ). Среди всех зарегистрированных случаев COVID-19 установлен как причина смерти у 1,82% пациентов.
Анализ данных за II период пандемии показал, что коронавирусная инфекция имела более широкое распространение среди населения, но протекала чаще в виде бессимптомной формы и ОРВИ. Из 55 625 зарегистрированных случаев COVID-19 в этот период (среднемесячный показатель – 6953) БТИ установлена в 7,76% случаев и ОРВИ – в 49,17%. Вирусная пневмония была диагностирована у 37,21% человек, что на 5,04% меньше, чем в I периоде. Однако II период характеризовался увеличением случаев сочетанной патологии ВП+ОРВИ (5,86%) и летальных исходов (2,88%).
Распределение пациентов с COVID-19 по степени тяжести в различные периоды пандемии представлено на рисунке 1.
Рис. 1. Распределение пациентов по степени тяжести заболевания COVID-19, абс. значения
В I периоде пандемии легкую степень заболевания устанавливали в 5,7% случаев, среднетяжелую форму – в 87,4%, тяжелую форму – в 6,9%. Во II периоде пациенты с легкой формой респираторного синдрома выявлялись чаще и составили 8,8% от общего числа подтвержденных случаев COVID-19. Среднетяжелая степень тяжести заболевания диагностирована в 79,5% случаев. Тяжелая форма вирусной пневмонии наблюдалась у 12,7% пациентов, что почти в 2 раза больше по сравнению с предыдущим периодом.
Для уточнения влияния новой коронавирусной инфекции на организм человека в разные периоды пандемии нами проведено биохимическое исследование сыворотки крови пациентов, госпитализированных с пневмоний при COVID-19 (табл. 1).
Таблица 1
Биохимические показатели сыворотки крови у больных с COVID-19
|
Показатель
|
Референтные значения, единицы измерения |
Среднетяжелая форма заболевания |
Тяжелая форма заболевания |
||
|
I группа |
II группа |
I группа |
II группа |
||
|
Общий белок |
66–87, г/л |
65,0±12,8 |
62,2±7,1 (p1>0,05)
|
58,6±5,2 (p1>0,05) (p2<0,001) |
53,8±8,4 (p1>0,05) (p2<0,001) (p3<0,001) |
|
Альбумин |
35–50, г/л |
33,3±4,7 (p1>0,05)
|
32,7±6,85 (p1>0,05) (p2<0,001)
|
29,9±4,3 (p1>0,05) (p2<0,001) (p3<0,001) |
27,3±5,1 (p1>0,05) (p2<0,001) (p3<0,001) |
|
Креатинин |
44–120, мкмоль/л |
78,5±12,4
|
87,5±24,2
|
174,2±224,4 (p1>0,05) (p2<0,001) (p3<0,001) |
112,8±91,6 (p2<0,001) (p3<0,001) |
|
Мочевина |
1,7–8,3, ммоль/л |
12,8±18,2 (p1>0,05) (p2<0,001) |
7,8±4,1
|
19,4±28,7 (p1>0,05) (p2<0,001) (p3<0,001) |
12,1±7,8 (p1>0,05) (p2<0,001) |
|
ЛДГ |
130–250, МЕ/л |
279,7±97,5 (p1>0,05) |
308,5±163,7 (p1>0,05) (p2<0,001) |
407,7±264,4 (p1>0,05) (p2<0,001) (p3<0,001) |
512,8±285,1 (p1>0,05) (p2<0,001) (p3<0,001) |
|
АЛТ |
10–45, МЕ/л |
29,3±20,0
|
36,1±43,4 (p1>0,05) (p2<0,001) |
50,0±32,8 (p1>0,05) (p2<0,001) |
47,5±31,8 (p1>0,05) (p2<0,001) |
|
АСТ |
10–35, МЕ/л |
32,7±18,7 |
33,4±22,9
|
47,3±25,8 (p1>0,05) (p2<0,001) |
34,4±30,6
|
|
Общий билирубин |
1,7–20,0, мкмоль/л |
8,2±3,8 |
10,8±5,2
|
26,9±38,1 (p1>0,05) (p2<0,001) |
13,7±6,4 (p2<0,001) |
|
Прямой билирубин |
0–4,8, мкмоль/л |
1,9±0,5 |
2,6±1,1
|
8,7±17,9 (p1>0,05) (p2<0,001) |
3,8±2,4 (p2<0,001) |
|
Ферритин |
10–250, мкг/л |
338,4±152,1 (p1>0,05)
|
494,7±210,9 (p1>0,05) (p2<0,001) |
425,05±260,8 (p1>0,05) (p2<0,001) |
563,6±191,1 (p1>0,05) (p2<0,001) (p3<0,001) |
|
СРБ |
0–1, мг/л |
18,7±30,2 (p1>0,05) |
25,4±22,6 (p1>0,05) (p2<0,001) |
39,3±36,7 (p1>0,05) (p2<0,001) |
56,2±49,4 (p1>0,05) (p2<0,001) (p3<0,001) |
|
Глюкоза |
3,5–5,9, ммоль/л |
8,8±5,4 (p1>0,05) |
8,1±4,2 (p1>0,05) (p2<0,001) |
8,4±2,1 (p1>0,05) (p2<0,001) |
9,5±4,0 (p1>0,05) (p2<0,001) |
|
Калий |
3,5–5,1, ммоль/л |
5,1±1,9 |
4,8±0,8 |
4,5±0,8 |
4,7±1,2 |
|
Натрий |
135–145, ммоль/л |
136,1±1,8 |
137,6±3,7 |
137,1±5,6 |
137,2±3,5 |
Примечание: результаты представлены в виде средних значений; ± – стандартная ошибка; p1 – статистическая значимость по отношению к референтным значениям; p2 – достоверность при сравнении показателей разных периодов пандемии с одинаковой формой заболевания; p3 – достоверность при сравнении показателей с разными формами заболевания в одном периоде пандемии.
Анализ полученных нами результатов показал, что концентрации общего белка и альбумина в сыворотке крови снижались во всех группах больных, но более значительно – во II группе. Содержание креатинина изменялось только у пациентов с тяжелой формой COVID-19 I периода пандемии. При этом повышение уровня мочевины наблюдалось у пациентов этого же периода и со среднетяжелой, и с тяжелой степенью тяжести инфекции. Имеются отличия в показателях концентраций ферментов сыворотки крови пациентов разных периодов. Увеличение активности ЛДГ отмечалось у всех пациентов с COVID-19, но более выражено у пациентов I группы как со среднетяжелой, так и с тяжелой формой заболевания. Подъем концентрации АЛТ и АСТ выявлялся преимущественно у пациентов I группы с тяжелой формой заболевания. Уровень общего и прямого билирубина возрастал также у пациентов с COVID-19 только в I периоде при тяжелой форме заболевания. Уровни ферритина и концентрация СРБ в сыворотке крови повышались у всех больных COVID-19, но самые высокие значения регистрировали во II группе, особенно при тяжелой форме инфекции COVID-19. Гипергликемия выявлялась у всех обследуемых больных и не имела существенных различий в разных группах пациентов с коронавирусной инфекцией. Показатели электролитного обмена статистически не отличались от референтных величин в обеих группах.
Исследуемые лабораторные показатели могут обладать различной чувствительностью и специфичностью [7]. Поскольку нельзя ожидать, что какие-либо величины или лабораторные показатели одновременно будут иметь высокую чувствительность и специфичность, необходимо определить, какой показатель является наиболее ценным и необходимым для постановки диагноза и принятия конкретных решений.
Поскольку у пациентов с COVID-19 в разных группах значимые изменения коснулись таких показателей, как альбумин, мочевина, ЛДГ, ферритин, СРБ, глюкоза, то следующим этапом работы была оценка диагностической ценности данных лабораторных показателей методом ROC-анализа. С-реактивный белок является основным лабораторным маркером активности воспалительного процесса. Повышение СРБ коррелирует с тяжестью течения заболевания, поэтому в данной работе на его примере представлен ROC-анализ (рис. 2а, 2б, 2в, 2г).
а) б) в) г)
Рис. 2. Оценка диагностической значимости СРБ у больных с разными формами тяжести заболевания COVID-19: а) I группа среднетяжелая форма; б) II группа среднетяжелая форма; в) I группа тяжелая форма; г) II группа тяжелая форма
Полученные данные свидетельствуют о том, что СРБ для диагностики степени тяжести при COVID-19 ни в одной группе не обладал достаточной диагностической эффективностью.
Данное заключение подтверждается тем, что выявленные чувствительность и специфичность СРБ в большинстве имели средние прогностические значения (табл. 2, 3).
Таблица 2
ROC-кривая диагностической эффективности определения уровня СРБ
|
Показатель |
Площадь (AUC) |
р |
95%-ный доверительный интервал |
|
I группа среднетяжелая форма |
0,735±0,54 |
<0,144 |
0,628–0,841 |
|
II группа среднетяжелая форма |
0,690±0,46 |
<0,111 |
0,602–0,783 |
|
I группа тяжелая форма |
0,791±0,95 |
<0,144 |
0,612–0,982 |
|
II группа тяжелая форма |
0,720±0,38 |
<0,127 |
0,846-0,995 |
Таблица 3
Диагностический порог, чувствительность и специфичность СРБ.
|
Показатель |
Величина cutoff (диагностический уровень) |
Чувствительность |
Специфичность |
|
I группа среднетяжелая форма |
3,97 мг/л |
91% |
10% |
|
II группа среднетяжелая форма |
4,52 мг/л |
52% |
89% |
|
I группа тяжелая форма |
6,41 мг/л |
75% |
80% |
|
II группа тяжелая форма |
6,52 мг/л |
88% |
67% |
Кривая и диагональная линии соответствуют «бесполезному» классификатору, т.е. полной неразличимости показателя. Показатель AUC находится в диапазоне 0,69–0,79, что, согласно экспертной шкале AUC, также свидетельствует о средней прогностической силе СРБ (табл. 2).
Предсказательная возможность СРБ в сыворотке крови, в данном случае у больных с COVID-19, оценивается как средняя.
Другие биохимические показатели по результатам ROC-анализа обладали такими же низкими и средними прогностическими качествами.
Полученные данные свидетельствуют о том, что исследуемые биохимические показатели при COVID-19 не обладают достаточной диагностической эффективностью, следовательно, не могут служить маркерами перехода среднетяжелой формы заболевания в тяжелую.
Заключение. В связи с разработкой ко II периоду пандемии расширенного количества диагностических тест-систем увеличилась выявляемость пациентов с бессимптомными формами заболевания и с легкой степенью тяжести COVID-19. II период пандемии, в сравнении с I периодом, характеризовался увеличением общего количества случаев COVID-19, в том числе и среди молодого населения. Этот же период проявил себя ростом случаев пневмонии с тяжелым течением и летальных исходов, связанных с COVID-19.
Изменения биохимического состава сыворотки крови по-разному происходили в разных группах в зависимости от периода пандемии. В I периоде отметили более выраженные, чем во II периоде, повышения креатинина, трансаминаз, показателей азотистого и пигментного обмена. Эти изменения биохимического состава крови позволили при COVID-19 выделить группы риска с сопутствующей патологией. Во II периоде более значимые изменения коснулись показателей белкового обмена, ЛДГ, ферритина и СРБ, что указывает на более высокую активность воспалительного процесса.
Проведенный ROC-анализ показал, что исследуемые биохимические показатели независимо от периода пандемии не обладают достаточной диагностической эффективностью, следовательно, не могут служить маркерами перехода среднетяжелой формы заболевания в тяжелую. Этот факт требует проведения дальнейшего лабораторного поиска для определения «показателя-маркера» с высокой чувствительностью и специфичностью.