Цитокинова буря

Цитокиновата буря представлява бурен възпалителен отговор, който излиза извън контрол на нашето тяло. Обикновено възпалителният отговор на вирусна инфекция например се самоограничава, но при някои хора активирането на имунната система е толкова силно, че може да увреди много органи и в крайна сметка дори да умре. Последните проучвания доказаха, че цитокиновата буря е една от основните причини за смърт при хора, страдащи от COVID-19.

Съдържание:

1. Цитокинова буря - какво е това?
2. Цитокинова буря - механизмът на нейното образуване
3. Цитокинова буря - причини
4. Цитокинова буря - последици
5. Цитокинова буря - симптоми
6. Цитокинова буря - лечение
7. Цитокинова буря - COVID-19 и други пандемии

Цитокинова буря - какво е това?

Цитокинова буря или хиперцитокинемия или цитокиновата каскада е прекомерен и неконтролиран отговор от имунната система, който освобождава огромни количества противовъзпалителни вещества. Нелекуваните цитокинови бури могат да доведат до сериозни усложнения като сепсис, шок, увреждане на тъканите и полиорганна недостатъчност с последваща смърт.

Цитокиновите бури не се класифицират като болест, а като комплекс от имунни отговори, които могат да се появят в хода на различни клинични състояния, например инфекциозни заболявания.

Терминът "цитокинова буря" се използва за първи път през 1993 г., за да опише ефектите от присадката срещу гостоприемника, които могат да се появят в тялото на реципиента след трансплантация на органи. През 2003 г. също беше показано, че цитокиновата буря може да бъде свързана с реакцията на организма към инфекция от вируси, бактерии или гъбички.

Изглежда, че терминът "цитокинова буря" се използва за първи път в контекста на инфекция с вируса на птичи грип H5N1 през 2005 г. Тогава той започва да се използва все по-широко в научната литература.

Цитокинова буря - механизмът на нейното образуване

Инициирането на цитокинова буря може да се случи, например, по време на инфекция с грипен вирус. След инфекцията вирусът навлиза в епителните клетки на горните и долните дихателни пътища чрез процеса на ендоцитоза. Тогава вирусният генетичен материал се разпознава от т.нар патогенни молекулни модели (накратко PAMP), които от своя страна могат да инициират отговор на имунната система, включително цитокинова буря.

По време на цитокинова буря клетките на имунната система се активират бързо. Бързо разделяне на Т лимфоцити и В лимфоцити, моноцити, макрофаги, дендритни клетки и NK клетки и тяхното свръхпроизводство на над 150 различни цитокини.

Характеристика на цитокиновата буря е загубата на отрицателна обратна връзка от имунната система, която физиологично инхибира прекомерното производство на провъзпалителни цитокини. Освобождаването на цитокини индуцира освобождаването на допълнителни цитокини, което инициира неудържима верижна реакция. Стига се до един вид самоходен порочен кръг.

Цитокините са разнообразна група от малки молекули, които се секретират главно от клетките в имунната система, за да комуникират помежду си. Сред най-важните функции на цитокините са контролът на деленето и диференциацията на имунните клетки и регулирането на възпалителния отговор.

Цитокините включват протеини като:

• Интерферони (IFN), които играят важна роля за вродения имунитет срещу вируси и други микроби
• Интерлевкини (IL), които основно регулират диференциацията и активирането на имунните клетки. Те могат да имат провъзпалителни (активиращи възпалителния отговор) или противовъзпалителни (инхибиращи възпалителния отговор) функции
• Хемокините действат като вещества, които „привличат“ клетките на имунната система и контролират тяхното движение до местата на възпаление
• Факторите, стимулиращи колониите (CSF) контролират хематопоезата, процеса на производство на зрели имунни клетки от кръвни стволови клетки
• Туморният фактор на некроза (TNF) е може би най-изследваният провъзпалителен цитокин, който играе централна роля в цитокиновата буря

Цитокинова буря - причини

Факторите, водещи до цитокинова буря, са свързани с голямо разнообразие от инфекциозни и неинфекциозни заболявания. Инфекциозните агенти включват:

• стрептококи от група А
• цитомегаловирус
• Вирусът на Epstein-Barr
• Вирус на ебола
• грипен вирус
• вирус на едра шарка
• коронавируси, напр. SARS-CoV, MERS-CoV

Неинфекциозните фактори включват:

• присадка срещу гостоприемник
• множествена склероза
• ювенилен идиопатичен артрит
• възпаление на панкреаса
• рак, например лимфоми
• биологични терапии, например ритуксимаб
• хемофагоцитен синдром
• синдром на активиране на макрофаги

Една от най-големите загадки около цитокиновата буря е защо някои хора изглеждат особено уязвими, а други устойчиви на развитието на цитокинова буря. Това вероятно е свързано с генетичната променливост на имунния отговор в човешката популация.

Цитокинова буря - последици

Цитокиновите бури са важна причина за смърт при пациенти, заразени с вируси като Ебола, Марбург, коронавируси и пандемичен грип. Острото нараняване на белия дроб (ALI) е често срещана последица от цитокинова буря при вируси, засягащи белите дробове, като SARS-CoV и грипен вирус.

ALI се характеризира с остър възпалителен отговор от белодробната тъкан, последван от хронична фаза на отлагане на белодробен колаген и фиброза. С течение на времето ALI може да се развие в по-тежката си форма, синдром на остър респираторен дистрес (ARDS).

Местната пневмония може да се разпространи през кръвоносната система в цялото тяло, причинявайки хаос в други органи. В крайна сметка може да се наблюдава тежък клиничен синдром под формата на сепсис.

Хората с тежък инфекциозно предизвикан сепсис имат характерни профили на цитокините в кръвта, които се променят с течение на времето. Цитокините с остър отговор са TNF, интерлевкин-1 и 8, които се появяват рано минути или часове след инфекцията, последвано от значително повишаване на нивата на интерлевкин-6. Противовъзпалителният интерлевкин-10 се появява малко по-късно, когато тялото се опитва да контролира острия системен възпалителен отговор.

В допълнение към белодробните инфекции, цитокиновата буря е следствие от тежки инфекции на стомашно-чревния тракт, пикочните пътища, централната нервна система, кожата и ставните пространства.

Цитокинова буря - симптоми

• треска
• умора
• загуба на апетит
• болка в мускулите и ставите
• гадене и повръщане
• диария
• спад на кръвното налягане
• ускорен сърдечен ритъм
• припадъци
• Главоболие
• делириум и халюцинации
• заплитане
• обрив

Лабораторните тестове обаче показват високо ниво на:

• азотни съединения в кръвта
• D-димери
• аминотрансферази
• феритин
• CRP протеини
• интерлевкин-6
• лактат дехидрогеназа
• удължено протромбиново време
• нисък брой на тромбоцитите в кръвта

Цитокинова буря - лечение

Понастоящем няма единична терапия с цитокинови бури и лекарства, специално предназначени за лечение. Основният подход при лечението на този синдром е предизвикване на имуносупресия, т.е. намаляване на реакцията на имунната система. За тази цел лекарства като:

• кортикостероиди
• цитокинови инхибитори, напр. тоцилизумаб

Цитокинова буря - COVID-19 и други пандемии

Натрупването на клинични данни предполага, че индуцираната от вируса на SARS-CoV-2 подгрупа от тежки пациенти с COVID-19 може да прояви синдром на цитокинова буря.

Многоцентрово ретроспективно проучване, публикувано от Ruan et al. В което са анализирани 150 потвърдени случая на COVID-19, установи, че смъртността от COVID-19 може да се дължи на вирусно активирана цитокинова буря. При тези пациенти се наблюдават повишени нива на феритин и интерлевкин-6 в кръвта. Това може да има важни последици за лечението на заболяването, тъй като лечението с COVID-19 в момента е в подкрепа.

Поради това се препоръчва пациентите с тежък COVID-19 да бъдат изследвани за цитокинови бури (например чрез измерване на феритин), за да се идентифицира подгрупа от пациенти, за които имуносупресивната терапия би била ефективна. Този нов терапевтичен подход се тества в отделението по инфекциозни болести на Независимата обществена клинична болница № 1 в Люблин.

Цитокинова буря може да обясни смъртността сред младите хора от COVID-19, тъй като подобна ситуация се наблюдава през 1918 г. по време на пандемията от испански грип. По това време повече от половината от смъртните случаи са настъпили при здрави индивиди на възраст между 18 и 40 години и са причинени от цитокиновата буря, довела до синдрома на остър респираторен дистрес.

От друга страна, феноменът на цитокинова буря обяснява защо децата стават по-леки от заразяване с вируса SARS-CoV-2. Тяхната имунна система е просто недоразвита и не реагира толкова бурно на присъствието на вируса.

Прочетете също:

• Как се извършва коронавирусната инфекция на SARS CoV-2? Нови уговорки!
  
• Коронавирусът е опасен за възрастните хора - как да защитим възрастните хора?
• Защо коронавирусът убива млади хора?
• Докторът показва как коронавирусът унищожава белите дробове на младите хора
• Смъртност при хора, заразени с коронавирус

Литература:

1. Tisoncik J. R. et al.Into the Eye of the Cytokine Storm.Microbiol Mol Biol Rev. 2012 март; 76 (1): 16–32. - онлайн достъп
2. Mehta P. et al. COVID-19: разгледайте синдромите на цитокиновата буря и имуносупресията. Лансет. 2020 г., 28 март; 395 (10229): 1033-1034. - онлайн достъп
3. Остерхолм М.Т. Подготовка за следващата пандемия. N Engl J Med. 2005 г. 5 май; 352 (18): 1839-42. онлайн достъп
4. Лий Д.У. и др. Съвременни концепции в диагностиката и управлението на синдрома на освобождаване на цитокини. Кръв. 2014 юли 10; 124 (2): 188–195. - онлайн достъп
5. Беренс Е.М. и Koretzky G.A. Преглед: Синдром на цитокиновата буря: поглед към ерата на прецизната медицина. Ревматол за артрит. 2017 юни; 69 (6): 1135-1143. - онлайн достъп
6. Ruan Q. et al. Клинични предиктори на смъртността поради COVID-19 въз основа на анализ на данни на 150 пациенти от Ухан, Китай. Intensive Care Med 2020. - онлайн достъп
7. Иновативен метод за лечение на коронавирус, тестван в Люблин - онлайн достъп

За автора

Karolina Karabin, доктор по медицина, молекулярен биолог, лабораторен диагностик, Cambridge Diagnostics Polska Биолог със специализация по микробиология и лабораторен диагностик с над 10 години опит в лабораторната работа. Завършил Факултета по молекулярна медицина и член на Полското общество по човешка генетика, ръководител на научноизследователски стипендии в Лабораторията по молекулярна диагностика към Катедрата по хематология, онкология и вътрешни болести на Медицинския университет във Варшава. Тя защити титлата доктор на медицинските науки в областта на медицинската биология в 1-ви медицински факултет на Медицинския университет във Варшава. Автор на много научни и научно-популярни трудове в областта на лабораторната диагностика, молекулярната биология и храненето. Ежедневно, като специалист в областта на лабораторната диагностика, той ръководи основния отдел в Cambridge Diagnostics Polska и си сътрудничи с екип от диетолози в диетичната клиника на CD. Той споделя своите практически знания по диагностика и диетична терапия на заболявания със специалисти на конференции, обучения и в списания и уебсайтове. Тя се интересува особено от влиянието на съвременния начин на живот върху молекулярните процеси в тялото.

Прочетете още текстове от този автор