Брой 4/2021
Д-р Д. Райков, Д-р Р. Цонев
Acibadem City Clinic Токуда Болница – София
Заболяването предизвикано от SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus-2) през последната година се превърна в една от най-големите проблеми в здравеопазването в световен и национален мащаб. SARS-CoV-2 е едноверижен РНК вирус, принадлежащ към Семейство Coronaviridae. Носи известно сходство с предишни емидемии със SARS-CoV 2003г. и MERS-CoV 2012г. Коронавирусите обикновено предизвикват инфекции при птици и бозайници, а при засягане на човека протичат предимно със засягане на горния респираторен тракт. Заболяването предизвикано от SARS-CoV-2 е наречено от Световната здравна организация COVID-19 на 11 Февруари 2020г. СЗО обявява болестта за пандемия на 11 Март 2020г.
SARS-CoV-2 е сравнително голям вирус с най-големия геном сред РНК вирусите 27–32kb с размер 80–160 nm в диаметър (1). COVID-19 е изграден от ендоверижна РНК свързана с нуклеопротеин, обграден от капсид от матриксни протеини (фиг. 1) (2). Съставен е от четири структурни протеина: spike (S), envelope (E), membrane (M), and nucleocapsid (N).
Заболяването протича най-често с неспецифични оплаквания – фебрилитет, кашлица, задух, миалгия, умора, диария, гадене. 14–53% oт пациентите с COVID-19 развиват и чернодробно увреждане (3).
Може да се раздели на 3 групи в зависимост от протичането:
– Леки – фебрилитети, суха кашлица, леко изразен задух – дих.честота под 30,
– Средно тежки – изразен задух, дих.честота над 30, белодробно засягане
– Тежки – с дихателна недостатъчност, сепсис, полиорганна недостатъчност.
Смъртността варира между 2-6%, като тя е по-висока за болни в напреднала възраст и при пациентите с придружаващи заболявания като захарен диабет, артериална хипертония и сърдечно-съдови болести. Последните данни за показват, че 2-11% от пациентите с COVID-19 имат подлежаща чернодробна патология(3). Случаите протичащи с остро чернодробно увреждане са свързани с по-висок леталитет в сравнение със стандартната популация.
Не е изцяло детерминиран механизма на чернодробно увреждане при COVID-19, като се приемат няколко вероятни механизма: директен цитопатичен ефект на вируса върху чернодробните клетки, неконтролируема имунна реакция, сепсис и лекарствено-обусловен токсичен ефект (DILI). Вход за вируса в човешкия организъм са АСЕ-2 рецептори на клетките според ин витро изследвания, които се намират в голяма концентрация в алвеолоцити тип 2. АСЕ-2 рецепторна експресия има и в ендотела на големи и малки артерии и вени, сквамозния епител на назална, орална и назофарингеална лигавица, гладко-мускулните клетки на стомах и колон; ентероцитите на дуоденум, йеюнум, илеум. АСЕ-2 с висока експресия в ендотела на малките кръвоносни съдове на черен дроб, но не и в ендотела на синусоидите. ACE-2 се откриват в голяма част от холангиоциите (59.7%) и по-малка в хепатоците (2.6%). Това обяснява тропността на вируса към съответните тъкани и органи и съответно честите симптоми асоциирани с COVID-19 при тяхното засягане (4).
Вирусният spike протеин се свързва с АСЕ-2 рецепторите на клетките, като в процеса има участие TMPRSS2 – трансмембранова серинова протеаза и FURIN (Paired Basic Amino Acid Cleaving Enzyme). TMPRSS2 и FURIN показват широка генна експресия в различен тип чернодробни клетки (5,6). По-високата експресия на АСЕ-2 рецепторите в холангиоцитите не кореспондира с механизма на хепатално увреждане, което е предимно по цитолитичен, а не холестазен тип. Въпреки това, in vivo проучване показва възможност за вирусна репликация в холангиоцитите без това да предизвиква клетъчна смърт. Подобен своеобразен „резервоар“ на вирусни частици и тяхна репликация се открива и в ентероцитите на тънкото черво, което има отношение към В-клетъчния имунен отговор към вируса в дългосрочен план (7). Промяната на хепатотропизма на SARS-CoV-2 на фона на подлежаща хронична чернодробна болест все още не е напълно изяснена, като няма проучвания насочени към специфичните хистологични и патофизиологични промени в тези случаи. От друга страна е установено, че при пациенти с цироза с HCV генеза имат 30-кратно увеличение на АСЕ-2 експресията в хепатоцитите (8). Дали това би предизвикално по-изразено чернодробно засягане предстои да се изяснява. Експресията на ACE-2 и TMPRSS2 е повишена също при болни с обезитет и NAFLD, но не и при пациенти само със стеатоза (9). Това може да даде частично обяснение за по-тежкото протичане на инфекцията при някои болни с такъв коморбидитет според статистическите данни.
Добиването на чернодробна хистология в хода на активна COVID-19 е значително затрудено поради инфекциозния характер на болестта. Въпреки това екстрапулмоналното засягане на вируса е ясно доказано в гастроинтестиналния тракт със задържане на положителен PCR COVID-19 oт фекални проби до седмица след негативиране на PCR от респираторния тракт (10). При други изследвания са установени вирусни протеини и РНК в биопсия от ентероцити няколко месеца след клинично излекуване (7). На трупни биопсии от черния дроб се намират вирусни частици в хепатоцитите посредством in situ хибридизационни техники в 68% от пациенти в изследване на група от 48 души (11). Хистологичните промени са представени с портовенозна и синусоидална микротромбоза, микро- и макровезикуларна стеатоза, умерено портално възпаление и портална фиброза. Чернодробната фиброза може да е резултат и от подлежащо чернодробно заболяване, напр. NAFLD. Не е било установено сигнификантно засягане на жлъчните пътища, въпреки високата експресия на АСЕ-2 в холангиоцитите. Електронната микроскопия показва митохондриален оток и белези на апоптоза в хепатоцитите (12).
Конкретните механизми на въздействие на COVID-19 върху черния дроб не са напълно изяснени, но е установено че има отклонения в чернодробните биохимични маркери при 15-65% от инфектираните (13,14). Това се характеризира предимно със завишени стойности на АСАТ и АЛАТ обикновено 1-2 пъти над горна граница на нормалните стойности (15).
Хипоалбуминемията като маркер на чернодробно увреждане, се асоциира с по-лоша прогноза. Сигнификантна хипербилирубинемия и нарушена чернодробна синтетична функция са рядко срещани прояви (16,17). Повишените трансаминази могат да се дължат на няколко причини – променена перфузия поради микротромботични усложнения, митохондриална дисфункция, COVID-19 индуцирана стеатоза, системна хипоксия при случите с дихателна недостатъчност (18). При тежко протичащи случаи чернодробни ензими могат да се наблюдават при екстремно активирано системно възпаление – „цитокинова буря“. По-високи нива на АСАТ и АЛАТ корелират с по-високи нива на възпалителни маркери – CRP, феритин, Д-димер, Интерлевкин-6. Медикамент-индуцирано чернодробно увреждане (DILI) също е вероятна причина за завишени чернодробни ензими, особено при употребата на експериментално лечение в широката популация. Такива препарати са lopinavir–ritonavir, tocilizumab и remdesivir (19), като все още липсват категорични доказателства за хепатотоксичен ефект, както и за клиничен ефект.
Пациентите с хронични чернодробни заболявания и конкретно чернодробната цироза са с различна степен на компрометиран имунитет, което води до по-висока податливост на инфекции, както и аберантен ход на имунния отговор. Тази имунна дисфункция се дължи на редуцирана продукция на компоненти на системата на комплемента, промяна в активирането на макрофаги, лимфоцити и неутрофили, чревна дисбиоза. Все още няма конкретни данни дали пациентите с хронични чернодробни болест са по-податливи на COVID-19, но заразени със SARS-CoV-2 на фона на подлежаща чернодробна патология са с по-лоша клинична прогноза в сравнение със заболелите без придружаващо заболяване (20,21). Установена е корелационна връзка между смъртността и степента на напредналост на чернодробна цироза оценена чрез Child-Pugh класа. Болни с декомпенсирано заболяване клас С, при които се е наложило лечение в интезивно звено с механична вентилация показват смъртност около 90% (22). Декомпенсация на чернодробната цироза се наблюдава при oколо 47% от пациентите с COVID-19 – проявява с енцефалопатия, набиране на асцит, а тяхното менажиране трябва да се осъществява по общо приетите препоръки.
COVID-19 както и всяка друга инфекция може да преципитира остра върху хронична чернодробна недостатъчност (ACLF), която да се прояви с изолирана чернодробна декомпенсация или по типа на полиорганна недостатъчност. Промененият имунен отговор при циротици се характеризира с повишени базови нива на ендотоксини и цитокинова продукция, които да предизвикат свръхактивен имунен отговор и тежко протичане на инфекцията. Такава реакция може да е особено изразена при пациенти с алкохолна чернодробна болест, което обяснява и по-високата смъртност в тази популация (23). Важна роля играе и чревната микробиота със своята имуномодулираща функция. При болните с чернодробна цироза е налице бактериален свръхрастеж с увеличен чревен пермеабилитет, водещи до промяна в оста черво-черен дроб, което допринася за аберантен имунен отговор с по-тежкото протичане и висока смъртност при инфекции(24).
Друга специфична група са автоимунните чернодробни болести, при които е установено, че смъртността не се различава съществено от тази при общата популация. Използването на редовна имуносупресия не се очертава като самостоятелен рисков фактор за тежко протичане на COVID-19 инфекция, поради което стандартно не се препоръчва промяна на имуносупресивната терапия на пациентите (25), но всеки пациент подлежи на индивидуална оценка и подход.
Нашият опит
Направи се ретроспективно изследване на пациенти с COVID-19 постъпили на лечение в Acibadem City Clinic Токуда болница в хода на първия пик на заболяването за оценка на увеличени чернодробни трансаминази. Изследваха се общо 100 пациенти с положителен rtPCR COVID-19 и рентгенографски находки типични за инфекцията. Не се включиха пациенти в крайно тежко протичане на заболяването, наложило интубация в резултат на прогресиране на болестта с полиорганна недостатъчност. В групата се установи превалиране на мъжки пол (63) в сравнение с женския пол (37). Съотношение мъже/жени – 1,7:1. При наблюдаваните пациенти се изследваха стойностите на чернодробни ензими при постъпване в отделението – АСАТ, АЛАТ. Средната възраст в групата е 56,9години, средна стойност на АСАТ – 69,8, за АЛАТ – 124,2, повишение с 1-1,5пъти над горно-граничните стойности. Не се установява зависимост между ензимната активност и пола или възрастта на пациентите. Около 30% от постъпилите болни са били с нормални стойности трансаминази при хоспитализацията.
Около 50% от болните са приемали антибиотична терапия преди постъпване в болница. Най-честите медикаменти преди хоспитализация изписани амбулаторно са били азитромицин, левофлоксацин, амоксиклав/клавулонова к-на, кларитромицин, НСПВС, витамини. Никой от пациентите не е съобщил за известен на тях хроничен вирусен хепатит – HCV или HBV. 80% от болните в групата са имали придружаващи заболявания – диабет, обезитет, сърдечно-съдови заболявания, онкологични заболявания. 1 пациент е бил с чернодробна цироза в компенсиран стадий Child-Pugh class A, при когото се е наблюдавало гладко протичане на инфекциозния процес.
Наблюдава се тенденция при пациентите, които са останали на проследяване при ГЕ за нормализиране на чернодробната ензимна активност в рамките на 3-4 седмици след негативиране на rtPCR COVID-19 от назофаринкса, като в един от случаите ензимна активност се е задържала до 6 месеца.
Клиничен случай
Касае се за мъж на 35г. под карантина в епидемиологично огнище на заразата. Представя се с оплаквания от фебрилитет, суха кашлица. Ro-графия на бял дроб показва двустранни възпалителни изменения тип матово стъкло високо суспектни за COVID-19, потвърден с rtPCR от 20/03/2020г. Провел терапия в домашни условия с Флексид за 10дни, Амоксиклав (спрян поради алергична реакция с обриви). Съобщава за алергия към аналгин, дексофен, нурофен. Единствен използван антипиретик – парацетамол. Леко протекло заболяване с два негативни rtPCR COVID-19 от 30/03/2020г. и 07/04/2020г. От лабораторните изследвания е с умерено завишени трансаминази проследени три поредни месеца: АСАТ- 92-76-50; АЛАТ- 172-160-107 на фона на прием на силимарин-базирани препарати. Проведени пълни вирусологични изследвания без данни за хепатотропен вирус: отрицателен за HBV, HCV, HAV, HEV, CMV, EBV, HIV; скрининг за автоимунни чернодробни заболявания – AMA, ASMA, ANA, серумни имуноглобулини IgG, IgM в референтни стойности. Ехографската нахдока е с несигнифкантни отклонения, Транзиентна еластография Fibroscan: CAP 100dB/m, E 3.3kPA показва ниска степен на стеатоза S0 и на фиброза F0. Отрицателен rtPCR COVID-19 от назофарингеален секрет и от фецес. Проведе се чернодробна биопсия: данни за балонна дегенерация на малка част от хепатоцитите, без некрози; лекостепенна интрацелуларна холестаза, фокална перисинусоидална фиброза. Изследван смив от чернодробната биопсия, която също е с негативен rtPCR COVID-19. При проследяването на пациента се задържат завишени трансаминази 6 месеца след негативиране на rtPCR COVID-19 от назофарингеален секрет.
Изводи:
• Чернодробната биопсия не е препоръчана при пациентите с COVID-19, поради инсуфициентността в хистологичната картина, което е потвърдено от международни проучвания.
• Високата ензимна активност не кореспондира с тежестта на белодробната симптоматика.
• Ензимната активност при пациентите с COVID-19 е мултифакторна и подлежи на уточняване в бъдещи проучвания.
• КОВИД-19 е заболяване с мултиорганно засягане, налагащо мултидисциплинарен подход при диагностика и лечение, както и наличие на подходяща за целта апаратура.
Библиография
• Wang N, Shang J, Jiang S, Du L. Subunit vaccines against emerging pathogenic human coronaviruses. Front Microbiol. 2020;11:298.
• Mousavizadeh L, Ghasemi S. Genotype and phenotype of COVID-19: their roles in pathogenesis. J Microbiol Immunol Infect. 2020.
• Chai X. Hu L. Zhang Y. Han W. Lu Z. Specific ACE2 expression in cholangiocytes may cause liver damage after 2019-nCoV infection.BioRxiv. 2020;
• Chai X. Hu L. Zhang Y. Han W. Lu Z.
Specific ACE2 expression in cholangiocytes may cause liver damage after 2019-nCoV infection.BioRxiv. 2020;
• Pirola CJ, Sookoian S. SARS-CoV-2 virus and liver expression of host receptors: putative mechanisms of liver involvement in COVID-19. Liver Int. 2020;40:2038–2040. doi: 10.1111/liv.14500.
• Qi F, Qian S, Zhang S, Zhang Z. Single cell RNA sequencing of 13 human tissues identify cell types and receptors of human coronaviruses. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2020;526:135–140. doi: 10.1016/j.bbrc.2020.03.044.
• Gaebler C, et al. Evolution of antibody immunity to SARS-CoV-2. Nature. 2021 doi: 10.1038/s41586-021-03207-w.
• Paizis G, et al. Chronic liver injury in rats and humans upregulates the novel enzyme angiotensin converting enzyme 2. Gut. 2005;54:1790–1796. doi: 10.1136/gut.2004.062398.
• Fondevila MF, et al. Obese patients with NASH have increased hepatic expression of SARS-CoV-2 critical entry points. J. Hepatol. 2021;74:469–471. doi: 10.1016/j.jhep.2020.09.027.
• Zuo T, et al. Depicting SARS-CoV-2 faecal viral activity in association with gut microbiota composition in patients with COVID-19. Gut. 2021;70:276–284.
• Sonzogni A, Previtali G, Seghezzi M, Grazia Alessio M, Gianatti A, Licini L, Morotti D, Zerbi P, Carsana L, Rossi R, Lauri E, Pellegrinelli A, Nebuloni M. Liver histopathology in severe COVID 19 respiratory failure is suggestive of vascular alterations.
Liver Int. 2020 Sep; 40(9):2110-2116.
• Gordon DE, et al. A SARS-CoV-2 protein interaction map reveals targets for drug repurposing. Nature. 2020;583:459–468. doi: 10.1038/s41586-020-2286-9
• Guan WJ, et al. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in China. N. Engl. J. Med. 2020;382:1708–1720. doi: 10.1056/NEJMoa2002032.
• Sultan S, et al. AGA institute rapid review of the gastrointestinal and liver manifestations of COVID-19, meta-analysis of international data, and recommendations for the consultative management of patients with COVID-19. Gastroenterology. 2020;159:320–334.e27. doi: 10.1053/j.gastro.2020.05.001.
• Youssef M, et al. COVID-19 and liver dysfunction: a systematic review and meta-analysis of retrospective studies. J. Med. Virol. 2020;92:1825–1833. doi: 10.1002/jmv.26055.
• Phipps MM, et al. Acute liver injury in COVID-19: prevalence and association with clinical outcomes in a large US cohort. Hepatology. 2020;72:807–817. doi: 10.1002/hep.31404.
• Zhou F, et al. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. Lancet. 2020;395:1054–1062. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30566-3.
• Sonzogni A, et al. Liver histopathology in severe COVID 19 respiratory failure is suggestive of vascular alterations. Liver Int. 2020;40:2110–2116. doi: 10.1111/liv.14601.
• Hepatic disorders with the use of remdesivir for coronavirus 2019. Clin. Gastroenterol. Hepatol. 2020;18:2835–2836. doi: 10.1016/j.cgh.2020.07.050.
• A prediction rule to identify low-risk patients with community-acquired pneumonia. N. Engl. J. Med. 1997;336:243–250. doi: 10.1056/NEJM199701233360402.
• Schütte A, Ciesek S, Wedemeyer H, Lange CM. Influenza virus infection as precipitating event of acute-on-chronic liver failure. J. Hepatol. 2019;70:797–799. doi: 10.1016/j.jhep.2018.11.015.
• Marjot T, et al. Outcomes following SARS-CoV-2 infection in patients with chronic liver disease: an international registry study. J. Hepatol. 2020;74:567–577. doi: 10.1016/j.jhep.2020.09.024.
• Duddempudi AT. Immunology in alcoholic liver disease. Clin. Liver Dis. 2012;16:687–698. doi: 10.1016/j.cld.2012.08.003.
• Bajaj JS. Altered microbiota in cirrhosis and its relationship to the development of infection. Clin. Liver Dis. 2019;14:107–111. doi: 10.1002/cld.827
• Marjot T, et al. SARS-CoV-2 infection in patients with autoimmune hepatitis. J. Hepatol. 2021 doi: 10.1016/j.jhep.2021.01.021
