Морфофункциональная характеристика клеток крови у реконвалесцентов после перенесенного COVID-19

Сложность и многофакторность реализации патогенного потенциала SARS-CoV-2 в организме человека, раскрытие все новых механизмов, посредством которых вирус запускает каскад реакций в клетках макроорганизма, ведущих к формированию полиорганной недостаточности обусловили интерес к морфофункциональному состоянию клеток крови у реконвалесцентов после перенесенного COVID-19. Цель работы — охарактеризовать морфофункциональное состояние клеток крови в различный период реконвалесценции у пациентов в зависимости от степени тяжести перенесенного COVID-19. Обследовано 55 реконвалесцентов после перенесенного COVID-19: I группа — реконвалесценты через 30 дней после болезни (п = 39); II группа — через 60 дней (п = 16); III группа — клинически здоровые добровольцы в анамнезе у которых отсутствовал факт заболевания, обусловленного SARS-CoV-2 (п = 11). Оценку состояния клеток проводили с помощью микроскопа Olympus CX41 (Olympus, Япония) и цифровой камеры VZ-C31S (VideoZavr, Россия) в программе VideoZavr (версия 1.5). Состояние популяции нейтрофильных гранулоцитов оценивали на проточном цитофлуориметре BD Accuri C6 Plus (США) в образцах цельной крови при автоматическом дифференцировании клеток от лимфоцитов и моноцитов по степени гранулярности. Продукцию цитокинов определяли с помощью коммерческих наборов для выявления IFNγ, TNFα, IL-4, IL-8, IL-10 (АО «Вектор-Бест», Россия), IL-17A (eBioscience, Австрия) на автоматическом иммуноферментном анализаторе LAZURIT (Dynex Technologies, США). Среди реконвалесцентов, перенесших средне-тяжелую форму COVID-19 (45,5% и 50% случаев соответственно), на 30-е и 60-е сутки после клинического выздоровления отмечали достоверное увеличение доли трансформированных форм эритроцитов (эхиноциты, овало-циты, дакриоциты, кодоциты) относительно III группы (p = 0,00001 и p = 0,001 соответственно). Независимо от тяжести течения болезни, в среднем у 40,6% реконвалесцентов I и II групп регистрировали умеренное нарушение морфологии нейтрофильных гранулоцитов (цитоплазматическая вакуолизация, деконденсация хроматина на стадии преднетоза, трансформация клеток по типу нетоза), а в 27,4% случаев наблюдали участки нейтрофил-тромбоцитарной агрегации. В супернатантах крови реконвалесцентов выявлено достоверное снижение концентрации IFNγ (р = 0,02), TNFα (р = 0,03), IL-10 (р = 0,04) и IL-17A (р = 0,02). Выявленные морфофункциональные изменения клеток крови у лиц, перенесших COVID-19, свидетельствуют о длительности сохранения токсических повреждений эритроцитов, нейтрофилов и лимфоцитов в течение восстановительного периода. Влияние установленных морфофункциональных нарушений клеток крови реконвалесцентов после перенесенного COVID-19, приводящих к повышению вязкости и микроциркуляции крови, формированию нейтрофил-тромбоцитарных агрегатов, вероятно, обусловливает риск развития тромботических осложнений в отдаленный период, снижение уровня регуляторных цитокинов, подтверждает медленное восстановление лимфоцитарного звена (Th1, Th2, Th17) иммунной системы.

1. Алексеева Е.И., Тепаев Р.Ф., Шилькрот И.Ю., Дворяковская Т.М., Сурков А.Г., Криулин И.А. COVID-19-индуцированный «цитокиновый шторм» - особая форма синдрома активации макрофагов // Вестник РАМН, 2021. Т. 76, № 1. С.51-66.

2. Арсентьева Н.А., Любимова Н.Е., Бацунов О.К., Коробова З.Р., Станевич О.В., Лебедева А.А., Воробьев Е.А., Воробьева С.В., Куликов А.Н., Лиознов Д.А., Шарапова М.А., Певцов Д.Э., Тотолян А.А. Цитокины в плазме крови больных COVID-19 в острой фазе заболевания и фазе полного выздоровления // Медицинская иммунология, 2021. Т. 23, № 2. С. 311-326. doi: 10.15789/1563-0625-PCI-2312.

3. Байбеков И.М., Мавлян-Ходжаев Р.Ш., Эрстекис А.Г., Москвин С.В. Эритроциты в норме, патологии и при лазерных воздействиях. Тверь: Триада, 2008. 256 с.

4. Бугоркова С.А., Клюева С.Н. Топографическая характеристика состояния мембран эритроцитов крови при экспериментальном вакцинном процессе // Морфологические ведомости, 2015. № 2. С. 21-27.

5. Кассина Д.В., Василенко И.А., Гурьев А.С., Волков А.Ю., Метелин В.Б. Нейтрофильные внеклеточные ловушки: значение для диагностики и прогноза COVID-19 // Альманах клинической медицины. 2020. № 48. С. 43-50.

6. Клюева С.Н., Щуковская Т.Н. Влияние адъювантов нового поколения in vitro на продукцию цитокинов клетками крови вакцинированных против чумы лиц // Российский иммунологический журнал. 2015. Т. 9 (18), № 2. С. 201-208.

7. Кравцов А.Л., Бугоркова С.А., Клюева С.Н., Кожевников В.А., Кудрявцева О.М. Определение экспрессии FcyRIIIb (CD16) на поверхности нейтрофилов крови привитых против чумы людей // Молекулярная медицина, 2020. Т. 18, № 2. С. 33-38.

8. Макацария А.Д., Слуханчук Е.В., Бицадзе В.О., Хизроева Д.Х., Третьякова М.В., Цибизова В.И., Шкода А.С., Грандоне Э., Элалами И., Риццо Д., Грис Ж.-К.Р., Шульман С., Бреннер Б.COVID-19, нарушения гемостаза и риск тромботических осложнений // Вестник РАМН, 2020. Т. 75, № 4. С. 306-317.

9. Мороз В.В., Черныш А.М., Козлова Е.К. Коронавирус SARS-CoV-2: гипотезы влияния на кровеносную систему, перспективы использования перфторуглеродной эмульсии, возможности биофизических методов исследования // Общая реаниматология, 2020. Т. 16, № 3. С. 4-13.

10. Нестерова И.В., Колесникова Н.В., Чудилова Г.А., Ломтатидзе Л.В., Ковалева С.В., Евглевский А.А., Нгуен Т.З.Л. Новый взгляд на нейтрофильные гранулоциты: переосмысление старых догм. Часть 1 // Инфекция и иммунитет, 2017. Т. 7, № 3. С. 219-230. doi: 10.15789/2220-7619-2017-3-219-230.

11. Николаева О.В., Кучерявченко М.А., Шутова Н.А., Шевченко А.Н., Литвиненко Е.Ю. Патофизиология системы крови. Часть II. Нарушения в системе лейкоцитов. Харьков: Типография «Мадрид», 2016. 128 с.

12. Berzuini A., Bianco C., Migliorini A.C., Maggioni M., Valenti L., Prati D. Red blood cell morphology in patients with COVID-19-related anaemia. Blood Transfus., 2021, Vol. 19, no. 1, pp. 34-36.

13. Costela-Ruiz V., Illescas-Montes R., Puerta-Puerta J., Ruiz C., Melguizo-Rodnguez L.SARS-CoV-2 infection: The role of cytokines in COVID-19 disease. Cytokine Growth Factor Rev., 2020, no. 54, pp. 62-75.

14. Kubankova M., Hohberger B., Hoffmanns J., Furst J., Herrmann M., Guck J., Krater M. Physical phenotype of blood cells is altered in COVID-19. Biophys. J., 2021, Vol. 120, no. 14, pp. 2838-2847.

15. Manne B.K., Denorme F., Middleton E.A., Portier I., Rowley J.W., Stubben C., Petrey A.C., Tolley N.D., Guo L., Cody M., Weyrich A.S., Yost C.C., Rondina M.T., Campbell R.A. Platelet gene expression and function in patients with COVID-19. Blood, 2020, Vol.136, no. 11, pp. 1317-1329.

16. Mei H., Luo L., Hu Y. Thrombocytopenia and thrombosis in hospitalized patients with COVID-19. J. Hematol. Oncol., 2020, Vol. 13, no. 1, 161. doi: 10.1186/s13045-020-01003-z.

17. Mokhtari Т., Hassani F., Ghaffari N., Ebrahimi B., Yarahmadi A., Hassanzadeh G. COVID-19 and multiorgan failure: A narrative review on potential mechanisms. J. Mol. Histol., 2020, Vol. 51, no. 6, pp. 613-628.

18. Moore J.B., June C.H. Cytokine release syndrome in severe COVID-19. Science, 2020, Vol. 368, no. 6490, pp. 473-474.

19. Nicolai L., Leunig A., Brambs S., Kaiser R., Weinberger T., Weigand M., Muenchhoff M., Hellmuth J.C., Ledderose S., Schulz H., Scherer C., Rudelius M., Zoller M., Hochter D., Keppler O., Teupser D., Zwifiler B., von Bergwelt-Baildon M., Kaab S., Massberg S., Pekayvaz K., Stark K. Immunothrombotic dysregulation in COVID-19 pneumonia is associated with respiratory failure and coagulopathy. Circulation, 2020, Vol. 142, no. 12. pp. 1176-1189.

20. Paraskova Z., Zentsova I., Bloomfield M., Vrabcova P., Smetanova J., Klocperk A., Meseznikov G., Mendez L.F.C., Vymazal T., Sediva A. Disharmonic inflammatory signatures in COVID-19: augmented neutrophils, but impaired monocytes and dendritic cells, responsiveness. Cell, 2020, Vol. 9, no. 10, 2206. doi: 10.3390/cells9102206.

21. Rampotas A., Pavord S. Platelet aggregates, a marker of severe COVID-19 disease. J. Clin. Pathol., 2020, jclinpath-2020-206933. doi: 10.1136/jclinpath-2020-206933.

22. Reva I., Yamamoto T., Rasskazova M., Lemeshko T., Usov V., Krasnikov Y., Fisenko A., Kotsyurbiy E., Tudakov V., Tsegolnik E., Oleksenko O., Korobkin A., Slabenko E., Shindina A., Gordzievskaya K., Furgal A., Reva G. Erythrocytes as a target of SARS COV-2 in pathogenesis of COVID-19. Arch. Euromed., 2020, Vol. 10, no. 3, pp. 5-11.

23. Shibabaw T. Inflammatory cytokine: IL-17A signaling pathway in patients present with COVID-19 and current treatment strategy. J. Inflamm. Res., 2020, no. 13, pp. 673-680.

24. Tay M.Z., Poh C.M., Renia L., MacAry P.A., Ng L.F.P. The trinity of COVID-19: immunity, inflammation and intervention. Nat. Rev. Immunol., 2020, Vol. 20, no. 6, pp. 363-374.

25. Vera E.J., Chew Y.V., Nicholson L., Burns H., Anderson P., Chen H.-T., Williams L., Keung K., Zanjani N.T., Dervish S., Patrick E., Wang X.M., Yi S., Hawthorne W., Alexander S., O'Connell P.J., Hu M. Standartization of flow cytometry for whole blood immunophenotyping of islet transplant and transplant clinical trail recipients. PLoS One, 2019, Vol. 22, no. 14 (5), e0217163. doi: 10.1371/journalpone.0217163.

26. Wu D., Yang X.O. TH17 responses in cytokine storm of COVID-19: an emerging target of JAK2 inhibitor fedratinib. J. Microbiol. Immunol. Infect., 2020, Vol. 53, no. 3, pp. 368-370.

27. Ye Q., Wang B., Mao J. The pathogenesis and treatment of the cytokine storm in COVID-19. J. Infect., 2020, Vol. 80, no. 6, pp. 607-613.