Впервые инфекция, вызванная SARS-CoV-2, была зарегистрирована в декабре 2019 г. в г. Ухане (Китай), и в связи с высокой контагиозностью были отмечены молниеносный рост заболеваемости и быстрое распространение вируса на территории провинции и за ее пределами. На сегодняшний день сохраняется высокий уровень заболеваемости SARS-CoV-2 инфекцией, а число летальных исходов в Российской Федерации за все время приближается к 375 тыс. случаев. По данным на ноябрь 2022 г. заболеваемость новой коронавирусной инфекцией составила более 600 млн подтвержденных случая во всем мире, в России зарегистрировано более 21 млн случаев [1].
В основе ранней стратификации пациентов с SARS-CoV-2 инфекцией по степени тяжести лежит выявление состояний, сопряженных с развитием тяжелого течения заболевания, к которым в настоящее время отнесены: пожилой возраст, фоновая соматическая патология, а также отклонения ряда лабораторных и инструментальных параметров пациентов [2], однако взаимное влияние указанных состояний на особенности течения инфекции может приводить к снижению объективности выделенных критериев. Таким образом, помимо анализа демографического и соматического анамнеза, оценка результатов лабораторных исследований у пациентов с COVID-19 в раннем периоде представляет собой перспективную стратегию для прогнозирования степени тяжести заболевания.
Цель: определить характерные изменения лабораторных анализов у пациентов с новой коронавирусной инфекцией (COVID-19) различной степени тяжести в дебюте заболевания.
Материалы и методы исследования: проведена статистическая обработка 906 лабораторно подтвержденных клинических случаев новой коронавирусной инфекции у лиц в возрасте от 18 до 44 лет, поступивших на стационарное лечение в период 2020–2021 гг. в клиники ФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова» МО РФ. Длительность заболевания у пациентов, включенных в исследование, не превышала 72 часов. Степени тяжести заболевания определяли в соответствии с [3].
Были проанализированы результаты лабораторных исследований, полученных на момент поступления в стационар (или не позднее 3 суток с момента поступления на стационарное лечение для отдельных лабораторных параметров). Рассматривались следующие лабораторные показатели:
- показатели общеклинического анализа крови: эритроциты (RBC), гемоглобин (HGB), среднее содержание гемоглобина в эритроците (MCHC), гематокрит (Ht), лейкоциты (WBC), абсолютное число эозинофилов (EOS), базофилов (BAS), лимфоцитов (LYMPH), нейтрофилов (NEUT), моноцитов (MON), тромбоциты (PLT), скорость оседания эритроцитов (СОЭ);
- показатели биохимического и гормонального анализа крови: глюкоза, общий белок, альбумин, общий билирубин, аланинаминотрансфераза (АЛТ), аспартатаминотрансфераза (АСТ), креатинфосфокиназа (КФК), креатинфосфокиназа-МВ (КФК-МВ), креатинин, мочевина, лактатдегидрогеназа (ЛДГ), холестерин, сывороточное железо (Fe), ферритин, натрий в сыворотке крови (Na+), калий в сыворотке крови (K+), С-реактивный белок (СРБ), прокальцитонин;
- коагулограмма (фибриноген, протромбиновый индекс (ПТИ), протромбиновое время (ПТВ), международное нормализованное отношение (МНО), активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ), D-димер).
Для статистической обработки выбраны непараметрический U-критерий Манна–Уитни для попарного сравнения значений показателей в рассматриваемых группах и критерий Краскела–Уоллиса для многомерного анализа. Уровнем статистической значимости выбран 
. Для случая множественных сравнений в целях снижения вероятности ошибок первого рода использована поправка Бонферрони (
). Статистический анализ проводился с использованием библиотеки SciPy пакета для научных исследований Anaconda языка Python.
Результаты исследования и их обсуждение. Сравнение показателей лабораторных анализов у групп пациентов различной степени тяжести COVID-19 представлено в таблицах 1–3. В первом столбце приведено название рассматриваемого признака, во втором – референсные значения указанного признака, в столбцах 3–5 – значения усеченного среднего и интерквартильный размах лабораторной характеристики для соответствующей группы, в столбце «p-value» – значение вероятности по критерию Краскела–Уоллиса принятия гипотезы о равенстве медиан в трех независимых выборках будет отвергнута.
Таблица 1
Оценка связи значений общеклинического анализа крови со степенью тяжести заболевания
|
Признак |
Референсные значения показателя |
Легкая степень тяжести (n=460) |
Средняя степень тяжести (n=354) |
Тяжелая степень тяжести (n=92) |
p-value |
|
RBC 1012/л |
3,9–5,0 |
5,13^* (4,83–5,45) |
4,99* (4,69–5,28) |
4,8 (4,46–5,12) |
<0,001 |
|
HGB г/л |
120,0–150,0 |
149,18^* (141,0–158,0) |
145,59* (138,0–154,0) |
138,59 (130,0–148,0) |
<0,001 |
|
МСНС г/дл |
300,0–370,0 |
339,51 (326,15–353,0) |
339,41 (325,6–353,0) |
334,32 (321,35–345,4) |
0,24 |
|
Ht л/л |
0,36–0,48 |
0,44* (0,41–0,47) |
0,43* (0,4–0,46) |
0,41 (0,39–0,45) |
<0,001 |
|
WBC 109/л |
4,0–9,0 |
5,3 (4,23–6,4) |
4,9 (3,96–5,9) |
5,35 (3,9–6,7) |
0,04 |
|
СОЭ мм/ч |
0,0–15,0 |
5,22^* (3,0–8,0) |
9,88* (3,0–17,0) |
21,56 (10,0–31,5) |
<0,001 |
|
EOS 109/л |
0,02–0,30 |
0,11^* (0,06–0,17) |
0,09* (0,05–0,15) |
0,06 (0,04–0,08) |
<0,001 |
|
BAS 109/л |
0,0–0,10 |
0,02 (0,0–0,03) |
0,01 (0,0–0,02) |
0,18 (0,0–0,35) |
0,11 |
|
LYMPH 109/л |
1,2–3,0 |
1,75^* (1,35–2,13) |
1,53 (1,12–1,88) |
1,39 (0,97–1,83) |
<0,001 |
|
NEUT 109/л |
2,0–6,0 |
2,59^* (1,8–3,47) |
2,9 (2,14–3,62) |
3,36 (2,27–4,54) |
<0,001 |
|
MON 109/л |
0,09–0,6 |
0,45^ (0,3–0,58) |
0,41* (0,28–0,55) |
0,47 (0,36–0,61) |
0,04 |
|
PLT 109/л |
150,0–400,0 |
211,91^ (176,0–247,54) |
192,34 (155,0–229,0) |
203,14 (154,0–252,5) |
<0,001 |
|
Примечание: выделением жирным шрифтом значения столбца «p-value» обозначена статистическая значимость различий по критерию Краскела–Уоллиса. * ^ |
|||||
при сравнении групп тяжелой и средней или легкой степеней тяжести.При оценке показателей общеклинического анализа крови установлено, что сравниваемые группы статистически значимо различались по уровням эритроцитов, гемоглобина, гематокрита, эозинофилов, лимфоцитов, нейтрофилов, тромбоцитов, СОЭ при поступлении (
).
Таблица 2
Оценка связь значений биохимического анализа крови со степенью тяжести заболевания
|
Признак |
Референсные значения показателя |
Легкая степень тяжести (n=460) |
Средняя степень тяжести (n=354) |
Тяжелая степень тяжести (n=92) |
p-value |
|
Глюкоза ммоль/л |
4,1–6,1 |
4,63^* (4,22–5,0) |
5,19 (4,55–5,86) |
5,66 (4,72–6,69) |
< 0,001 |
|
О.белок г/л |
66,0–83,0 |
73,87^* (70,35–77,25) |
71,7* (67,65–76,09) |
68,94 (64,7–72,85) |
< 0,001 |
|
О.билирубин мкмоль/л |
5,0–21,0 |
14,44^* (9,55–18,9) |
13,29 (9,2–15,6) |
13,11 (8,9–14,8) |
0,13 |
|
Альбумин г/л |
35,0–52,0 |
44,92^* (42,8–47,1) |
42,79* (39,8–45,5) |
39,99 (37,4–42,4) |
< 0,001 |
|
АЛТ Ед/л |
0,0–50,0 |
20,14^* (13,4–26,3) |
26,39* (15,6–38,8) |
33,22 (20,4–46,0) |
< 0,001 |
|
АСТ Ед/л |
0,0–50,0 |
24,63^* (19,83–29,3) |
30,88* (21,0–39,8) |
35,33 (25,5–43,0) |
< 0,001 |
|
КФК Ед/л |
0,0–171,0 |
106,97* (70,55–146,25) |
122,26* (74,76–168,9) |
221,23 (83,45–311,55) |
< 0,001 |
|
Креатинин ммоль/л |
74,0–110,0 |
90,27 (83,5–96,9) |
90,53 (81,55–99,3) |
89,98 (80,0–102,0) |
0,34 |
|
Мочевина ммоль/л |
2,8–7,2 |
4,68* (4,0–5,3) |
4,67* (3,9–5,4) |
5,46 (4,15–6,82) |
0,13 |
|
ЛДГ Ед/л |
0,0–248,0 |
158,07^* (136,8–177,0) |
185,92* (148,05–220,8) |
246,06 (171,27–282,75) |
< 0,001 |
|
Холестерин ммоль/л |
0,0–6,2 |
3,8 (3,33–4,26) |
3,84 (3,3–4,39) |
4,04 (3,3–4,64) |
0,26 |
|
Ферритин нг/мл |
10,0–200,0 |
130,94^* (73,7–204,9) |
201,4* (94,25–313,7) |
385,06 (159,8–591,36) |
< 0,001 |
|
Fe мкмоль/л |
12,0–18,0 |
18,26* (10,55–25,1) |
15,65* (8,3–22,25) |
10,66 (5,25–16,0) |
< 0,001 |
|
Трансферрин г/л |
2,0–3,6 |
2,49* (2,12–2,86) |
2,37* (2,01–2,76) |
1,95 (1,75–2,19) |
< 0,001 |
|
Na+ ммоль/л |
136–145 |
142,45^ (140,9–143,92) |
141,63 (140,0–143,3) |
142,2 (140,3–144,1) |
0,03 |
|
K+ ммоль/л |
3,5–5,1 |
4,32* (4,02–4,62) |
4,24 (3,92–4,57) |
4,15 (3,82–4,51) |
0,03 |
|
СРБ мг/л |
0,0–5,0 |
3,49^* (0,81–6,68) |
10,68* (2,06–18,76) |
40,22 (9,29–66,74) |
< 0,001 |
|
Прокальцитонин нг/мл |
0,0–0,046 |
0,03 (0,02–0,03) |
0,04 (0,02–0,05) |
0,04 (0,02–0,06) |
0,2 |
Анализ значений биохимических показателей показал, что пациенты легкой, среднетяжелой и тяжелой степени тяжести имели статистически значимые различия по уровням глюкозы, общего белка, альбумина, показателей цитолиза и обмена железа, С-реактивного белка ().
Таблица 3
Оценка связи значений коагулограммы со степенью тяжести заболевания
|
Признак |
Референсные значения показателя |
Легкая степень тяжести (n=460) |
Средняя степень тяжести (n=354) |
Тяжелая степень тяжести (n=92) |
p-value |
|
Фибриноген г/л |
2,0–4,0 |
3,46^* (2,98–3,96) |
4,24* (3,29–5,1) |
5,32 (4,07–6,5) |
< 0,001 |
|
ПТИ % |
80,0–110,0 |
93,12 (85,3–101,0) |
91,89 (84,0–101,0) |
88,98 (79,15–101,0) |
0,23 |
|
ПТВ сек |
11,0–16,0 |
13,32 (11,5–13,0) |
12,18 (11,5–12,8) |
12,54 (11,6–13,35) |
0,14 |
|
МНО |
0,85–1,35 |
1,07 (1,03–1,12) |
1,08 (1,02–1,14) |
1,1 (1,03–1,17) |
0,26 |
|
АЧТВ сек |
21,1–36,5 |
34,3 (32,0–36,9) |
33,84 (31,4–36,4) |
33,11 (30,0–35,6) |
0,2 |
|
D-димер нг/мл |
0,0–250,0 |
126,2^* (80,0–170,5) |
529,46 (221,0–933,0) |
592,1 (244,0–851,5) |
< 0,001 |
Оценка значений коагулограммы позволила установить статистически значимое различие среди пациентов из рассматриваемых групп по уровням фибриногена и Д-димера ().
Оценка уровня показателей рутинно исследуемых лабораторных параметров является важным звеном диагностики развития тяжелого течения COVID-19 [4]. Полученные в исследовании изменения показателей обмена железа, по всей видимости, связаны с преимущественной регуляцией синтеза гепсидина при помощи провоспалительных цитокинов, в частности IL-6, в результате внедрения вируса в организм, вследствие чего происходят повышение уровня ферритина и патологическое падение уровня гемоглобина. Это влечет за собой запуск железодефицитного гемопоэза, поддерживающего уже прогрессирующую гипоксемию. Так, наименьшее количество эритроцитов, гемоглобина, трансферрина и сывороточного железа зарегистрировано у пациентов с тяжелым течением (
). При этом обратная тенденция наблюдается по уровню ферритина - наименьшие значения данного параметра характерны для пациентов с легким течением, а статистически значимое нарастание отмечено среди пациентов со среднетяжелым и тяжелым течением ().
Полученное при анализе значений коагулограммы многократное увеличение значений D-димера наряду со снижением уровней тромбоцитов, вероятнее всего, обусловлено выходом на поверхность поврежденных эритроцитов фосфатидилсерина, который способен напрямую потенцировать тромбообразование (помимо системной стимуляции коагуляции в ответ на повреждение антигенами клеток организма) [5].
Ускорение СОЭ и повышение уровня гематокрита могут быть обусловлены усиленным (вследствие выраженной активации ключевых модуляторов воспаления, в особенности IL-1, IL-2, IL-12, IL-6, TNF-α, IFN-γ) синтезом клетками печени фибриногена, который, связываясь с помощью Аα-цепи терминального домена с поверхностью эритроцитов, приводит к увеличению вязкости крови и повышению СОЭ.
Статистически значимое снижение абсолютного числа эозинофилов связано с угнетенным кроветворением и усиленным повреждением зрелых клеток циркулирующими интерферонами типа 1 и характеризует возможное снижение противовирусного иммунитета, важной частью которого являются нейтроксин/рибонуклеазный комплекс 2, синтезируемый эозинофилами и связанный с ними комплекс антиген-презентирующих toll-подобных рецепторов, являющихся необходимыми для стимуляции вирус-специфического CD8+ иммунного ответа, что приводит к более тяжелому течению инфекции [6].
Большее число нейтрофилов у пациентов с тяжелым течением заболевания может быть обусловлено тем, что в начале инфекционного процесса нейтрофилы и другие фагоцитирующие клетки активно поступают в циркуляцию, где, взаимодействуя с тромбоцитами, выделяют большое количество дефензинов и хемокинов, которые по механизму обратной связи вызывают избыточный приток нейтрофилов и их последующую активацию, приводя к выбросу активных форм кислорода, протеаз, цитокинов и формированию нейтрофильных внутриклеточных ловушек (состоящих из модифицированных гистонов, ДНК, эластазы и миелопероксидазы), потенцируя повреждение легочной ткани, тромбообразование и фиброз [7].
Описанные в исследовании данные согласуются с результатами ряда других работ, показавших прогностическое значение изменения лабораторных параметров при определении степени тяжести заболевания. Однако большинство доступных работ основаны на лабораторных анализах, полученных в течение кратковременного периода до развития исхода, что исключает возможность учета влияния применяемой терапии на рассматриваемые показатели [8]. Преимуществом настоящей работы является однородность рассматриваемой выборки: в исследование включены только лица молодого возраста, что значительно снижает влияние сопутствующей соматической патологии на анализируемые лабораторные показатели. В работе [9], помимо отсутствия данных о длительности заболевания на момент включения в исследование, рассматриваемая популяция включала пациентов от 18 до 72 лет. При этом для более точной стратификации пациентов по степени тяжести в дебюте заболевания целесообразны проведение дополнительных исследований с определением пороговых значений указанных параметров и расширение исследуемой выборки.
Заключение
У пациентов с легкой и средней степенью тяжести SARS-CoV-2 инфекции содержание эритроцитов, гемоглобина, общего белка, альбумина, уровень гематокрита, сывороточного железа, трансферрина, а также абсолютное число эозинофилов и лимфоцитов периферической крови на момент поступления были статистически значимо выше, чем у пациентов с тяжелой степенью тяжести заболевания (). Значения абсолютного числа нейтрофилов, СОЭ, глюкозы, АЛТ, АСТ, КФК, мочевины, ЛДГ, ферритина, СРБ, фибриногена, D-димера в группе пациентов легкой и средней степени тяжести были статистически значимо ниже, чем в группе тяжелых пациентов ().