Иммунитет – сложнейшая система биологических структур и процессов, задачей которой является защита организма от возбудителей широкого спектра заболеваний. В отдельных случаях происходит чрезмерная активация иммунитета – так называемый цитокиновый шторм, способный привести к необратимым нарушениям функций организма и даже к смерти человека. В нашей статье мы расскажем Вам, почему возникает это явление и как его остановить.
Природа цитокинового шторма
С каждой вирусной эпидемией, в том числе и в случае Covid-19, в медицинских учреждениях среди больных с ослабленным здоровьем и ворохом хронических заболеваний оказываются совершенно здоровые молодые люди, чей организм реагирует на патоген самым неожиданным и разрушительным способом. Их иммунные клетки начинают атаковать не только возбудителя инфекции, но и сам организм. В результате их кровеносные сосуды разрушаются и «протекают», в них образуются тромбы, кровяное давление падает и органы начинают отказывать. Все эти процессы являются последствием излишне активной реакции иммунитета на патогены, известной как гиперцитокинемия или цитокиновый шторм.
В норме, когда в тело человека попадает «посторонний» организм, иммунная система активируется, распознаёт «чужака», ликвидирует его и входит в своего рода спящий режим. Однако иногда послушная и упорядоченная «армия» иммунных клеток превращается в агрессивно настроенную толпу, которая перестаёт подчиняться приказам организма. Различные вариации гиперактивной функции иммунной системы могут являться следствием разного рода заболеваний: инфекций, генетических изменений, аутоиммунных расстройств и пр. Все они подпадают под обобщённый термин «цитокиновый шторм».
Термин «цитокиновый шторм» отражает непрекращающийся выброс цитокинов – небольших пептидных информационных молекул, главной задачей которых является поддержание согласованности действий иммунной, эндокринной и нервной систем. В случае инфицирования организма каким-либо патогеном цитокины должны регулировать количество иммунных клеток и интенсивность их деятельности. В контексте иммунной «армии» их можно рассматривать как посыльных, передающих иммунной системе информацию о начале, ходе и прекращении «боевых действий».
Когда темпы активации и высвобождения в кровь цитокинов выходят из-под контроля, организм не может подавить деятельность иммунной системы. Вследствие этого иммунные клетки атакуют не только очаг воспаления, в котором был идентифицирован какой-либо патоген, но и здоровые ткани за его пределами. Стенки кровеносных сосудов истончаются, чтобы пропускать иммунные клетки в окружающие ткани, и не могут вернуться в норму из-за темпов их прироста. Это приводит к «протеканию» сосудов, вследствие которого происходит понижение кровяного давления. В то же время в отдельных полостях может образоваться избыток жидкости, например, плевральный выпот в окружающем лёгкие пространстве. К тому же из-за атаки тканей иммунными клетками в сосудах накапливаются погибшие красные и белые кровяные тельца, которые постепенно образуют тромбы, ограничивая и без того ослабленный кровоток. Тем временем вследствие нарушения тканевого дыхания органы не получают достаточно обогащённой кислородом крови, что может привести к гипоксическому шоку, необратимому повреждению органов и смерти.
У большинства пациентов цитокиновый шторм проявляется в виде лихорадки, а около половины из них испытывают симптомы со стороны нервной системы, такие как головная боль, судороги и даже кома. Лишь в последние годы специалисты начинают понимать природу данного феномена и пути его устранения. Хотя медики ещё не располагают тестами, способными безошибочно диагностировать цитокиновый шторм, имеется несколько признаков, которые могут сигнализировать о его приближении. К примеру, довольно надёжным свидетельством наступающего цитокинового шторма является повышение уровня белка ферритина, а также уровня концентрации в крови производимого печенью C-реактивного белка.
Цитокиновый шторм у пациентов с Covid-19
Цитокиновый шторм – относительно редкая, но летальная реакция. Однако учёные утверждают, что данный феномен довольно часто встречается среди наиболее тяжёлых больных с Covid-19. В частности, китайские медики, работающие в одной из больниц Уханя, отметили значительное повышение уровня цитокинов IL-2R и IL-6 в крови 29 критических пациентов. Статус молекулы IL-6, как раннего индикатора гиперактивности иммунной системы, подтвердили и исследователи из провинции Гуандун. Они отметили, что в крови умерших от Covid-19 пациентов содержание С-реактивного белка, IL-6 и ферритина было несравнимо выше, чем у тех, кому удалось побороть вирус. О подобных наблюдениях сообщают медики по всему миру: главврач отделения ревматологии при Университете Темпл в Филадельфии Роберто Кариччио заявил, что признаки цитокинового шторма присутствовали у 20-30% тяжёлых пациентов.
Исследователи считают, что Covid-19 провоцирует особый цитокиновый шторм с более высокими темпами и масштабами тромбообразования. В то же время врачи отмечают, что уровни ферритина у таких больных значительно ниже, чем при привычном течении гиперцитокинемии. По какой-то причине SARS-CoV-2 провоцирует более быстрое и агрессивное течение цитокинового шторма, при котором иммунная система атакует лёгкие пациентов, приводя к их необратимому фиброзу (образованию рубцовой ткани).
Учёные не впервые связывают цитокиновый шторм с фатальностью разного рода вирусных эпидемий. Исследователи предполагают, что с последствиями гиперцитокинемии было связано большинство смертей среди больных «испанкой» в 1918 году и SARS в 2002-2003 гг. Иммунолог Ренли Крон и его коллеги из Университета Алабамы провели исследование 16-ти фатальных случаев заболевания H1N1 (т. н. «свиного» гриппа), впервые идентифицированного в 2009 году. Они обнаружили, что в 80% симптомы больных соответствовали проявлениям цитокинового шторма. Кроме того, учёные идентифицировали мутацию гена PRF1, носители которой более склонны к гиперреакции иммунной системы. Данный ген отвечает за производство протеина перфорина, который играет важную роль в уничтожении инфицированных клеток. Мутация приводит к тому, что при определённом стечении обстоятельств эти естественные киллеры выходят из-под контроля, направляя своё молекулярное «оружие» и против здоровых клеток.
Крон и его коллеги также зафиксировали у 5 пациентов мутацию гена LYST, нарушающую процесс транспортации отходов клетки. Эти нарушения также затрагивают активность перфорина и не позволяют иммунной системе правильно идентифицировать и уничтожать инфекционные патогены. Помимо изменений генов PRF1 и LYST, учёные обнаружили ещё с дюжину различных мутаций, так или иначе влияющих на деятельность иммунитета при встрече с достаточно мощным вирусным агентом. По словам Крона, именно наличием подобных мутаций можно объяснить, почему у 20% населения планеты Covid-19 протекает ощутимо более тяжело, в то время как остальные люди переносят заболевание довольно легко либо вообще не испытывают никаких симптомов. Сложно выйти победителям из борьбы с серьёзной инфекцией, когда твоя собственная иммунная система играет против тебя.
Как укротить цитокиновый шторм?
Процесс укрощения цитокинового шторма подразумевает сдерживание иммунного ответа в целом. В первую очередь медики обращаются к стероидам, которые подавляют деятельность иммунной системы. Недостатком такого метода является то, что организм становится беззащитным перед любыми патогенами. Из-за отсутствия целевых противовирусных препаратов в случае с Covid-19 для борьбы с вирусом необходимо наличие хоть какого-то иммунного ответа, потому медикам приходится искать другие методы лечения.
Существуют препараты, действие которых направлено на конкретные цитокины. Если сравнивать стероиды с атомной бомбой, то такие лекарства похожи на целевые ракетные удары, способные устранить цитокиновый шторм, сохранив здоровую иммунную реакцию. Эти препараты представляют собой усовершенствованные версии производимых человеческим организмов протеинов, которые блокируют рецепторы цитокинов, предотвращая их разрушительное действие. С февраля 2020 года исследователи проводят клиническое испытание сразу нескольких лекарственных средств для оценки их эффективности именно для пациентов с Covid-19.
Эксперты сообщают о позитивных результатах в группах больных, получающих терапию такими средствами, как тоцилизумаб, сарилумаб, эмапалумаб и анакинра, как правило, используемых для лечения ревматоидного артрита и ряда других ревматических заболеваний. Несмотря на успех испытаний, главной проблемой является своевременная диагностика, ведь чем раньше врачи идентифицируют у пациента цитокиновый шторм, тем более эффективным будет лечение. Доктора Крон, Кариччио и их коллеги рекомендуют сделать обязательным проведение анализов на предмет повышенного содержания ферритина и С-реактивного белка для пациентов, испытывающих достаточно серьёзные для госпитализации симптомы.
