Пандемия COVID-19 наглядно показывает, как на самом деле делается наука. Это отнюдь не внезапное озарение великих умов, а кропотливая работа и тысячи ошибок, которые позволяют пролить свет на предмет исследования. Прошло почти 3 месяца с начала исследований, когда ученые пришли к выводу, что мишенью для нового коронавируса являются не только легкие, но и гемоглобин. Возможно, что именно гемоглобин является первичным звеном целого каскада патологических изменений в организме, происходящих на фоне коронавирусной инфекции. Стоит ли в таком случае менять стратегию лечения?
COVID-19 и респираторный дистресс-синдром
В первые недели после идентификации вируса SARS-CoV-2 был определен механизм, посредством которого коронавирус инфицирует клетки. Вирус цепляется за рецепторы ACE2, которых очень много в альвеолах легких [1]. Эта особенность считалась основной причиной развития острого респираторного дистресс-синдрома, который сопровождается тяжелой нехваткой кислорода в крови.
Исследователи объясняли, что сильнейший воспалительный процесс, возникающий при коронавирусной инфекции, приводит к повреждению капилляров легких. Жидкость из поврежденных тканей и капилляров (экссудат) заполняет альвеолы, из-за чего и нарушается газообмен. Больному не хватает кислорода, из-за чего ему может понадобиться кислородная маска. В тяжелых случаях пациента подключают к аппарату искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Именно эти аппараты рассматривались как спасительные при COVID-19. Вопрос о количестве аппаратов ИВЛ приходится на миллион населения, стал одним из самых обсуждаемых в каждой стране.
Вместе с тем, все чаще появляются сообщения о том, что в ряде случаев при COVID-19 применение ИВЛ является неоправданным. Эти сообщения основаны на данных, согласно которым первичной мишенью для SARS-CoV-2 являются не легкие, а гемоглобин. К этому выводу независимо друг от друга пришли исследователи в Китае и Италии.
Гемоглобин – первая мишень коронавируса?
На сегодняшний день уже идентифицировано свыше 2,6 миллионов случаев заболевания COVID-19 по всему миру. Такое количество больных уже позволяет ученым проводить более корректные статистические расчеты. Изучая анализы крови пациентов с COVID-19, ученые обнаружили одну интересную особенность. У большинства больных понижен уровень гемоглобина и повышен уровень гема. Гем – это небелковая часть гемоглобина, в которой содержится железо. Повышенный уровень гема на фоне снижения гемоглобина говорит о том, что в организме у больных разрушается гемоглобин, что и приводит к развитию воспалительного процесса.
Китайские ученые изучили, каким образом вирус SARS-CoV-2 атакует эритроциты (красные кровяные тельца, содержащие гемоглобин). Результаты своих исследований они выложили в электронной библиотеке ChemRxiv.
Удалось выяснить, что вирус SARS-CoV-2 не взаимодействует непосредственно с эритроцитами. За это отвечают белки, которые не являются частью вирусной оболочки, но помогают вирусу закрепиться в клетке хозяина. Пока идентифицировали три таких белка – ORF1ab, ORF10 и ORF3a, которые проникают внутрь эритроцитов и вытесняют железо из гемоглобина. Лишенный железа гемоглобин в дальнейшем не способен выполнять свою основную функцию – транспортировать кислород. Отметим, что эти выводы были сделаны на основе компьютерного моделирования. Пока статья китайских ученых на этапе рецензирования. Есть ученые, которые относятся к такой теории скептически.
COVID-19 – это не пневмония?
Снижение уровня гемоглобина способствует усилению воспалительных процессов в легких, развитию выраженной гипоксемии (нехватки кислорода) и острого респираторного дистресс-синдрома. Кроме того, на фоне ухудшения транспортировки кислорода развивается и полиорганная кислородная недостаточность. Другими словами, по мнению ученых, это не классическая вирусно-бактериальная пневмония, поскольку поражаются не только легкие, но и другие органы. Примечательно, что симптом матового стекла (снижение прозрачности легких, обнаруживаемое на КТ), возможно, развивается из-за накопления в альвеолах гемоглобина, неспособного транспортировать кислород.
Теорию о том, что новый коронавирус изначально поражает гемоглобин, поддерживают и итальянские ученые из Университета Вероны. Исследователи из Италии опубликовали сообщение на эту тему в журнале Hematology, Transfusion and Cell Therapy.
Новая теория объясняет эффекты гидроксихлорохина при COVID-19
Медики уже в курсе, что использовать гидроксихлорохин при COVID-19 в каждом случае нецелесообразно из-за его высокой токсичности. Самые крупные исследования на этот счет опубликованы в медицинской библиотеке MedRxiv. Однако, теория о первичном поражении гемоглобина коронавирусом объясняет противовирусный эффект гидроксихлорохина. Китайские ученые установили, что гидроксихлорохин способен блокировать неструктурные белки ORF1ab, ORF10 и ORF3a, что не позволяет вирусу атаковать эритроциты.
Вирусная атака на гемоглобин объясняет низкую детскую смертность
Обычно острые респираторные вирусные заболевания у детей протекают тяжелее, чем у взрослых. Тем большей загадкой для медиков было легкое течение коронавирусной инфекции у большинства детей.
Описанный механизм связывания вирусных белков с гемоглобином проливает свет на этот феномен. Дело в том, что неструктурные белки вируса SARS-CoV-2 взаимодействуют с бета-цепью гемоглобина. Это одна из структурных частей гемоглобина у взрослых людей. В крови детей преобладает фетальный гемоглобин, у которого нет бета-цепей. Иными словами, вирусным белкам попросту нечего атаковать. Поэтому дети намного легче переносят болезнь, а смертность среди них меньше в сотни раз по сравнению со смертностью среди взрослых.
«Гемоглобиновая» теория также объясняет и сравнительно невысокую заболеваемость COVID-19 в странах Африки. У жителей ряда африканских стран из-за высокой распространенности малярии со временем развилась талассемия – генетическое нарушение, при котором образуется мутантный гемоглобин, не содержащий бета-цепей. Талассемия позволяет эффективнее противостоять малярийному плазмодию и, возможно, вирусу SARS-CoV-2.
Кислород вместо ИВЛ – предложение американских врачей
С учетом новых данных врачи все чаще говорят о необходимости изменения подходов к лечению больных с COVID-19. Врач отделения интенсивной терапии в Нью-Йорке К. Кайл-Сиделл полагает, что клиническая картина легочных поражений больше походит на таковую при высотной болезни. Известно, что в условиях высокогорья из-за низкого содержания кислорода люди начинают задыхаться. Поэтому доктор Кайл-Сиделл считает, что более разумным для таких пациентов будет коррекция не дыхательной, а кислородной недостаточности. Врач предлагает пересмотреть протокол применения аппаратов ИВЛ, полагая, что в большинстве случаев целесообразнее использовать кислородотерапию через дыхательную маску.
Сходство COVID-19 с высотной болезнью было подмечено и в Грузии. Директор Первой Университетской клиники в Тбилиси, реаниматолог Леван Ратиани заявил, что осложнения от COVID-19 в Грузии лечат такими же методами, как и высотную болезнь. Примечательно, что в Грузии один из самых низких уровней смертности от COVID-19 и сравнительно большое количество выздоровевших пациентов пожилого возраста.
Источники:
1. Xu, X. Evolution of the novel coronavirus from the ongoing Wuhan outbreak and modeling of its spike protein for risk of human transmission :/ X. Xu, P. Chen, J. Wang … [et al.] // Science China Life Sciences : j.
