Брой 4/2022
Д-р Ю. Петровска, Д-р М. Ковачева-Славова, Проф. д-р А. Велкова, Проф. д-р Б. Владимиров
Клиника по гастроентерология, УМБАЛ „Царица Йоанна-ИСУЛ
Последната пандемия, с която човечеството се среща, е предизвикана от SARS-CoV-2 вируса (Severe Acute Respiratory Syndrome Corona Virus 2). SARS-CoV-2 принадлежи към семейството на коронавирусите и е идентифициран за първи път в края на 2019 г. като причинител на група случаи на пневмония в Ухан, град в китайската провинция Хубей. Поради високата му контагиозност и лесна трансмисия, вирусът се разгръща бързо до епидемия в цял Китай, с нарастващ брой на случаите повсеместно до развитие на световната пандемия COVID-19 (Coronavirus disease 2019) като до март 2020 г. най-високото разпространение на COVID-19 е регистрирано извън Китай в Италия, САЩ, Испания, Франция, Иран и Германия. Пандемията засяга националните здравни системи и глобалната икономическа стабилност.
Коронавирусите са важни патогенни за хора и животни. Докладвани са четири типа вируси, които включват α-коронавирус, β-коронавирус, δ-коронавирус и γ-коронавирус. Инфекцията при хора се причинява от шест коронавируса, а новият коронавирус от 2019 г. (SARS-CoV-2) се счита за седмия член на семейството на коронавирус, който предизвиква инфекция при хората. Вирусът принадлежи към β -коронавирусната група като MERS коронавирус (MERS-CoV) и SARS коронавирус (SARS-CoV). SARS CoV-2 представлява едноверижен РНК вирус с диаметър 80-120 nm. SARS и SARS-CoV-2 имат приблизително 79% хомология на геномната последователност, а SARS-CoV-2 има по-голямо сходство с коронавирусите, открити при прилепи.
Основен път на трансмисия е въздушно-капковият път, но са докладвани случаи на предаване на вируса на COVID-19 през замърсени повърхности след контакт с устата, очите или носа. Симптоматичните пациенти са най-високорискови за заразяване на други индивиди като при тежко протичаща инфекция се повишават нивата на вирусен товар и отделяне. Жизнени SARS-CoV-2 вируси са открити още в урината и фецеса на пациенти, но до момента не са докладвани случаи на успешна фекално-орална трансмисия. Липсват доказателства за предаване на вирусната инфекция трансплацентарно или по време на кърмене. Напредналата възраст и мъжкият пол са рискови фактори за възникване на COVID-19 инфекция.
Проучвания разкриват, че SARS-CoV-2 се свързва с ангиотензин-конвертиращия ензим-2 (ACE-2), подобно на SARS-CoV, което се дължи на сходството на рецептор-свързващия домен, открит върху spike-протеини. Коронавирусите използват шиповия (S) протеин по тяхната повърхност за да разпознават и се свързват със специфични рецептори на повърхността на клетката-гостоприемник, което води до навлизане на вируса в клетката на гостоприемника и инфекция. Изследване на структурния модел демонстрира, че SARS-CoV-2 образува комплекс с ACE-2 рецептора значително по-силно от SARS-CoV. Патогенетично вирусът може да увреди респираторния епител, васкуларния ендотел, миокарда, бъбреците, епитела на гастроинтестиналния тракт.
Гастроинтестиналният тракт (ГИТ) е една от входните врати за SARS-CoV-2 вируса. Ролята на имунната система на чревната лигавица като бариера против навлизането на вируса в организма е от съществено значение. Оплакванията от страна на стомашно-чревния тракт често предшестват типичните респираторни симптоми на COVID-19. Двупосочната пулмо-интестинална ос е възможен патогенетичен механизъм на базата на отделени микробни метаболити и ендотоксини в резултат на индуцирани от вируса промени във флората на дихателните пътища и чревния микробиом. Дисфункцията на стомашно-чревния тракт с интраназална инокулация и дисфункцията на белия дроб с интрагастрална инокулация може да се дължи на освобождаването на вируси от инфектираната тъкан и/или чрез възпалителни цитокини. ACE-2 е ключов рецептор в чревната хомеостаза като участва в преминаването на аминокиселини в ентероцитите, в експресията на пептиди с антимикробно действие, в равновесието на чревния микробиом, в абсорбцията на хранителни вещества и в поддържането на осмотичния и електролитния баланс на интестиналната мукоза.
Проучвания показват, че ACE-2 knockout животни имат намалени нива на неутрални аминокиселини в серума със значителна редукция в нивата на триптофан. Липсата на триптофан води до намалена експресия на антимикробни пептиди, които променят чревния микробиом. Пациентите с коронарна артериална болест и понижени нива на триптофан имат намалена продължителност на живота, което акцентира на кардиопротективно действие на ACE-2 в червата.
Имунохистохимичните изследвания установяват вирусен нуклеокапсиден протеин в цитоплазмата на стомашни, дуоденални и ректални епителни клетки. Възможен механизъм на възникване на малабсорбция и диария при COVID-19 е взаимодействието на SARS-CoV-2 с ACE-2 в стомашно-чревния тракт, което уврежда бариерната функция чрез разрушаване на бариерните протеини ZO-1, оклудин и клаудини и увеличава производството на възпалителни цитокини, което от своя страна може да доведе до дисбиоза и обостряне на предшестващо чревно възпаление. Установените в различни проучвания повишени нива на фекален калпротектин при заразени пациенти се интерпретират като възпалителен чревен процес въз основа на SARS-CoV-2 увреда. Учените повдигат хипотезата, че изследването на този маркер би могло да помогне в проследяването на хода на COVID-19. Чревното възпаление може да засили дисбиозата и увреждането на бариерната функция на чревната лигавица, а чревните лимфоцити, дендритните клетки и макрофагите могат да продължат цитокиновата буря.
ACE-2 се експресира също така в епителните клетки на жлъчния мехур и жлъчните пътища, дукталните, ацинарните и островните клетки на панкреаса. В черния дроб ACE-2 се експресира основно върху холангиоцитите и в много по-ниска степен върху хепатоцитите. Класическият ACE/AngII/AT1R път на ренин-ангиотензин-алдостероновата система допринася за развитието на неалкохолна мастна чернодробна болест. Загубата на ACE-2 влошава чернодробната фиброза при модели на хронично чернодробно увреждане. Последствията от загубата на ACE-2 гена в черния дроб са от значение само на фона на подлежащо хронично чернодробно заболяване. При пациенти с тежко протичаща COVID-19 инфекция се наблюдава по-висок процент на чернодробна дисфункция. Точният механизъм, по който възниква чернодробно увреждане при COVID-19, не е ясен, но се предполага директна или вторична инфекция при предшестващо чернодробно увреждане и/или лекарствено-медиирана хепатотоксичност. Навлизането на SARS-CoV-2 в панкреаса и намаляването на експресията на АСЕ-2 може да доведе до дисфункция на β-клетките и метаболизма на глюкозата. Съобщават се повишени нива на серумна амилаза и липази с развитие на остър панкреатит.
Засягането на ГИТ при пациенти с COVID-19 е асоциирано с по-тежко протичане на заболяването. Пациенти с хронични гастроинтестинални заболявания са изложени на повишен риск от инфектиране с SARS-CoV-2. Най-голям риск имат пациентите с хронични възпалителни заболявания, коморбидитети (захарен диабет, кардио-васкуларни, белодробни, чернодробни и онкологични заболявания) и провеждащи терапия с глюкокортикостероиди.
Библиография
1. Perlman S. Another Decade, Another Coronavirus. N. Engl. J. Med. 2020;382:760–762. doi: 10.1056/NEJMe2001126.
2. Wong H.Y.F., Lam H.Y.S., Fong A.H.T., Leung S.T., Chin T.W.Y., Lo C.S.Y., Lui M.M.S., Lee J.C.Y., Chiu K.W.H., Chung T.W.H., et al. Frequency and Distribution of Chest Radiographic Findings in Patients Positive for COVID-19. Radiology. 2020;296:E72–E78. doi: 10.1148/radiol.2020201160.
3. Xia J., Tong J., Liu M., Shen Y., Guo D. Evaluation of coronavirus in tears and conjunctival secretions of patients with SARS-CoV-2 infection. J. Med. Virol. 2020;92:589–594. doi: 10.1002/jmv.25725.
4. Kanne J.P. Chest CT findings in 2019 novel coronavirus (2019-NCoV) infections from Wuhan, China: Key points for the radiologist. Radiology. 2020;295:16–17. doi: 10.1148/radiol.2020200241.
5. Zhou F., Yu T., Du R., Fan G., Liu Y., Liu Z., Xiang J., Wang Y., Song B., Gu X., 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.
6. De Wit E., Van Doremalen N., Falzarano D., Munster V.J. SARS and MERS: Recent insights into emerging coronaviruses. Nat. Rev. Microbiol. 2016;14:523–534. doi: 10.1038/nrmicro.2016.81.
7. Li Q., Guan X., Wu P., Wang X., Zhou L., Tong Y., Ren R., Leung K.S.M., Lau E.H.Y., Wong J.Y., et al. Early Transmission Dynamics in Wuhan, China, of Novel Coronavirus–Infected Pneumonia. N. Engl. J. Med. 2020;382:1199–1207. doi: 10.1056/NEJMoa2001316.
8. Wang W., Tang J., Wei F. Updated understanding of the outbreak of 2019 novel coronavirus (2019-nCoV) in Wuhan, China. J. Med. Virol. 2020;92:441–447. doi: 10.1002/jmv.25689.
9. Chan J.F.W., Lau S.K.P., Woo P.C.Y. The emerging novel Middle East respiratory syndrome coronavirus: The “knowns” and “unknowns” J. Formos. Med. Assoc. 2013;112:372–381. doi: 10.1016/j.jfma.2013.05.010.
10. Zhu N., Zhang D., Wang W., Li X., Yang B., Song J., Zhao X., Huang B., Shi W., Lu R., et al. A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. N. Engl. J. Med. 2020;382:727–733. doi: 10.1056/NEJMoa2001017.
11. Akhil Pola, Karnam S. Murthy, Prasanna K. Santhekadur, COVID-19 and gastrointestinal system: A brief review, Biomedical Journal, Volume 44, Issue 3, 2021, Pages 245-251, doi.org/10.1016/j.bj.2021.01.001.
12. T. Hashimoto, T. Perlot, A. Rehman, J. Trichereau, H. Ishiguro, M. Paolino, et al. ACE2 links amino acid malnutrition to microbial ecology and intestinal inflammation, Nature, 487 (2012), pp. 477-481
13. C. Murr, T.B. Grammer, M.E. Kleber, A. Meinitzer, W. Marz, D. Fuchs Low serum tryptophan predicts higher mortality in cardiovascular disease Eur J Clin Invest, 45 (2015), pp. 247-254
14. F. Xiao, M. Tang, X. Zheng, Y. Liu, X. Li, H. Shan Evidence for gastrointestinal infection of SARS-CoV-2 Gastroenterology, 158 (2020), pp. 1831-1833
15. H. Xu, L. Zhong, J. Deng, J. Peng, H. Dan, X. Zeng, et al. High expression of ACE2 receptor of 2019-nCoV on the epithelial cells of oral mucosa Int J Oral Sci, 12 (2020), p. 8
16. C. Zhang, L. Shi, F.S. Wang Liver injury in COVID-19: management and challenges Lancet Gastroenterol Hepatol, 5 (2020), pp. 428-430
