Цитокиновый шторм
Цитокиновый шторм | |
---|---|
Другие имена | гиперцитокинемия |
Специальность | Иммунология |
Цитокиновый шторм , также называемый гиперцитокинемией , представляет собой патологическую реакцию у людей и других животных, при которой врожденная иммунная система вызывает неконтролируемое и чрезмерное высвобождение провоспалительных сигнальных молекул, называемых цитокинами . Цитокины являются нормальной частью иммунного ответа организма на инфекцию, но их внезапное высвобождение в больших количествах может вызвать полисистемную недостаточность органов и смерть. [ 1 ]
Цитокиновые бури могут быть вызваны инфекционной или неинфекционной этиологией , особенно вирусными респираторными инфекциями, такими как грипп H1N1 , грипп H5N1 , SARS-CoV-1 , [ 2 ] [ 3 ] SARS-CoV-2 , гриппа B и вирус парагриппа . Другие возбудители включают вирус Эпштейна-Барра , цитомегаловирус , стрептококк группы А и неинфекционные состояния, такие как реакция «трансплантат против хозяина» . [ 4 ] Вирусы могут проникать в эпителиальные клетки легких и альвеолярные макрофаги с образованием вирусной нуклеиновой кислоты, которая стимулирует инфицированные клетки высвобождать цитокины и хемокины , активируя макрофаги, дендритные клетки и другие. [ 5 ]
Синдром цитокинового шторма — это разнообразный набор состояний, которые могут привести к цитокиновому шторму. Синдромы цитокинового шторма включают семейный гемофагоцитарный лимфогистиоцитоз , гемофагоцитарный лимфогистиоцитоз, связанный с вирусом Эпштейна-Барра, системный или несистемный ювенильный идиопатический артрит, связанный с синдромом активации макрофагов , синдром активации макрофагов NLRC4, синдром высвобождения цитокинов и сепсис . [ 6 ]
Цитокиновые бури против синдрома высвобождения цитокинов
[ редактировать ]Термин «цитокиновый шторм» часто используется как взаимозаменяемый термин с синдромом высвобождения цитокинов (СВК), но более точно представляет собой дифференцируемый синдром , который может представлять собой тяжелый эпизод синдрома высвобождения цитокинов или компонент другого заболевания, такого как синдром активации макрофагов . Симптомы СВК, возникающие в результате терапии, могут откладываться на несколько дней или недель после лечения. СВК с немедленным началом ( молниеносный ) выглядит как цитокиновый шторм. [ 7 ]
Исследовать
[ редактировать ]Никотинамид (форма витамина B 3 ) является мощным ингибитором провоспалительных цитокинов. [ 8 ] [ 9 ] Низкие уровни тригонеллина в плазме крови (одного из метаболитов витамина B3) были предложены для прогноза смерти от SARS-CoV-2 (которая, как полагают, вызвана воспалительной фазой и цитокиновым штормом). [ 10 ] [ 11 ]
Магний снижает выработку воспалительных цитокинов за счет модуляции иммунной системы. [ 12 ] [ 13 ]
История
[ редактировать ]Первое упоминание термина «цитокиновый шторм» в опубликованной медицинской литературе , по-видимому, было сделано Джеймсом Феррарой в 1993 году во время обсуждения реакции «трансплантат против хозяина» , состояния, при котором роль избыточного и самоподдерживающегося высвобождения цитокинов уже обсуждалась. на протяжении многих лет. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] В следующий раз этот термин появился при обсуждении панкреатита в 2002 году. В 2003 году он впервые был использован в отношении реакции на инфекцию. [ 14 ]
Считается, что цитокиновые штормы стали причиной непропорционально большого количества смертей среди здоровых молодых людей во время пандемии гриппа 1918 года , в результате которой погибло около 50 миллионов человек во всем мире. В этом случае здоровая иммунная система могла быть скорее обузой, чем преимуществом. [ 17 ] Предварительные результаты исследований, проведенных на Тайване, также указали на это как на вероятную причину многих смертей во время эпидемии атипичной пневмонии в 2003 году. [ 18 ] Смертность людей от птичьего гриппа H5N1 обычно также связана с цитокиновыми штормами. [ 19 ] Цитокиновый шторм также связан с хантавирусным легочным синдромом . [ 20 ]
В 2006 году исследование в больнице Нортвик-Парк в Англии привело к тому, что все 6 добровольцев, получавших препарат терализумаб , оказались в критическом состоянии с полиорганной недостаточностью, высокой температурой и системной воспалительной реакцией . [ 21 ] Компания Parexel , проводящая испытания для фармацевтических компаний, заявила, что терализумаб может вызвать цитокиновый шторм — опасную реакцию, которую испытали мужчины. [ 22 ]
Связь с COVID-19
[ редактировать ]Во время пандемии COVID-19 некоторые врачи связывали множество смертей с цитокиновыми штормами. [ 24 ] [ 25 ] Цитокиновый шторм может вызвать тяжелые симптомы острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС), от которого высок уровень смертности у пациентов с COVID-19. [ 26 ] SARS-CoV-2 активирует иммунную систему, что приводит к высвобождению большого количества цитокинов, включая IL-6 , которые могут увеличивать проницаемость сосудов и вызывать миграцию жидкости и клеток крови в альвеолы, что приводит к таким последующим симптомам, как одышка и дыхательная недостаточность. [ 27 ] В ходе аутопсии в Каролинской больнице были проанализированы 29 плевральных выпотов умерших пациентов с COVID-19. Из 184 белковых маркеров 20 были значительно повышены у умерших пациентов с COVID-19. Группа маркеров показала чрезмерную стимуляцию иммунной системы, включая ADA , BTC , CA12 , CAPG , CD40 , CDCP1 , CXCL9 , ENTPD2 , Flt3L , IL-6 , IL-8 , LRP1 , OSM , PD-L1 , PTN , STX8 и VEGFA ; кроме того, DPP6 и EDIL3 указывали на повреждение артериальных и сердечно-сосудистых органов. [ 23 ] Более высокая смертность связана с последствиями обострения ОРДС и повреждением тканей, которое может привести к недостаточности органов и/или смерти. [ 28 ]
Было показано, что ОРДС является причиной смертности в 70% случаев смерти от COVID-19. [ 29 ] Анализ уровня цитокинов в плазме показал, что в случаях тяжелой инфекции SARS-CoV-2 уровни многих интерлейкинов и цитокинов сильно повышены, что указывает на признаки цитокинового шторма. [ 28 ] Кроме того, патологоанатомическое исследование пациентов с COVID-19 показало большое скопление воспалительных клеток в тканях легких, включая макрофаги и Т-хелперы. [ 30 ]
Раннее распознавание цитокинового шторма у пациентов с COVID-19 имеет решающее значение для обеспечения наилучшего результата выздоровления, позволяя проводить лечение различными биологическими агентами, воздействующими на цитокины и снижающими их уровень. Метаанализ предполагает четкие закономерности, позволяющие различать пациентов с тяжелым заболеванием или без него. Возможные предикторы тяжелых и фатальных случаев могут включать лимфопению , тромбоцитопению и высокие уровни ферритина , D-димера , аспартатаминотрансферазы , лактатдегидрогеназы , С-реактивного белка , нейтрофилов , прокальцитонина и креатинина , а также интерлейкина-6 (IL-6). Ферритин и IL-6 считаются возможными иммунологическими биомаркерами тяжелых и смертельных случаев COVID-19. Ферритин и С-реактивный белок могут быть возможными инструментами скрининга для ранней диагностики синдрома системного воспалительного ответа в случаях COVID-19. [ 31 ]
Из-за повышенного уровня цитокинов и интерферонов у пациентов с тяжелой формой COVID-19 оба были исследованы в качестве потенциальных мишеней для терапии SARS-CoV-2. Исследование на животных показало, что мыши, вызывающие ранний сильный интерфероновый ответ на SARS-CoV-2, скорее всего, выживут, но в других случаях заболевание прогрессировало до крайне болезненной сверхактивной иммунной системы. [ 32 ] [ 33 ] Высокий уровень смертности от COVID-19 среди пожилых людей объясняется влиянием возраста на реакцию интерферона.
Было продемонстрировано, что кратковременное использование дексаметазона, синтетического кортикостероида, снижает тяжесть воспаления и повреждения легких, вызванных цитокиновым штормом, путем ингибирования тяжелого цитокинового шторма или гипервоспалительной фазы у пациентов с COVID-19. [ 34 ]
Клинические испытания продолжают выявлять причины цитокиновых бурь в случаях COVID-19. [ 35 ] [ 36 ] Одной из таких причин является замедленная реакция интерферона I типа, которая приводит к накоплению патогенных моноцитов . Высокая виремия также связана с обострением реакции интерферонов I типа и худшим прогнозом . [ 37 ] Диабет , гипертония и сердечно-сосудистые заболевания являются факторами риска цитокиновых штормов у пациентов с COVID-19. [ 38 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Фарсалинос, Константинос; Барбуни, Анастасия; Ниаура, Раймонд (2020). «Систематический обзор распространенности курения среди госпитализированных пациентов с COVID-19 в Китае: может ли никотин быть терапевтическим вариантом?» . Внутренняя и неотложная медицина . 15 (5): 845–852. дои : 10.1007/s11739-020-02355-7 . ПМК 7210099 . ПМИД 32385628 .
- ^ Вонг, Джонатан П.; Вишванатан, Сатья; Ван, Мин; Сунь, Лунь-Цюань; Кларк, Грэм С.; Д'Элиа, Риккардо В. (февраль 2017 г.). «Текущие и будущие разработки в лечении вирус-индуцированной гиперцитокинемии» . Будущая медицинская химия . 9 (2): 169–178. дои : 10.4155/fmc-2016-0181 . ISSN 1756-8927 . ПМК 7079716 . ПМИД 28128003 .
- ^ Лю, Цян; Чжоу, Юань-хун; Ян, Чжань-цю (январь 2016 г.). «Цитокиновый шторм тяжелого гриппа и развитие иммуномодулирующей терапии» . Клеточная и молекулярная иммунология . 13 (1): 3–10. дои : 10.1038/cmi.2015.74 . ПМЦ 4711683 . ПМИД 26189369 .
- ^ Тисончик, Дженнифер Р.; Корт, Маркус Дж.; Симмонс, Кэмерон П.; Фаррар, Джереми; Мартин, Томас Р.; Катце, Майкл Г. (2012). «В эпицентре цитокинового шторма» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 76 (1): 16–32. дои : 10.1128/MMBR.05015-11 . ISSN 1092-2172 . ПМК 3294426 . ПМИД 22390970 .
- ^ Сун, Пейбэй; Ли, Вэй; Се, Цзяньцинь; Хоу, Яньлун; Ты, Чонге (октябрь 2020 г.). «Цитокиновый шторм, вызванный SARS-CoV-2» . Клиника Химика Акта; Международный журнал клинической химии . 509 : 280–287. doi : 10.1016/j.cca.2020.06.017 . ISSN 0009-8981 . ПМЦ 7283076 . ПМИД 32531256 .
- ^ Беренс, Эдвард М.; Корецки, Гэри А. (2017). «Обзор: Синдром цитокинового шторма: взгляд на эпоху точной медицины» . Артрит и ревматология . 69 (6): 1135–1143. дои : 10.1002/арт.40071 . ISSN 2326-5205 . ПМИД 28217930 .
- ^ Портер Д., Фрей Н., Вуд П.А., Венг Ю., Grupp SA (март 2018 г.). «Оценка синдрома высвобождения цитокинов, связанного с терапией CAR Т-клетками тисагенлеклейцелом» . Журнал гематологии и онкологии . 11 (1): 35. дои : 10.1186/s13045-018-0571-y . ПМК 5833070 . ПМИД 29499750 .
- ^ Унгерстедт Дж. С., Блёмбак М., Седерстрем Т. (2003). «Никотинамид является мощным ингибитором провоспалительных цитокинов» . Клин Эксп Иммунол . 131 (1): 48–52. дои : 10.1046/j.1365-2249.2003.02031.x . ПМК 1808598 . ПМИД 12519385 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Янез М., Джанджи М., Мерфи К., Гауэр Р.М., Садиш М., Джаббарзаде Э. (2019). «Никотинамид усиливает противовоспалительные свойства ресвератрола за счет активации PARP1» . Научный представитель . 9 (1): 10219. Бибкод : 2019NatSR...910219Y . дои : 10.1038/s41598-019-46678-8 . ПМК 6629694 . ПМИД 31308445 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Катерино, Марианна, Микеле Костанцо, Роберта Феделе, Армандо Чевенини, Моника Джельцо, Алессандро Ди Минно, Иммаколата Андольфо и др. «Метаболом сыворотки пациентов с COVID-19 средней и тяжелой степени отражает возможные изменения в печени, связанные с метаболизмом углерода и азота». Международный журнал молекулярных наук 22, вып. 17 (2021): 9548.
- ^ Бешарати, Мохаммад Реза; Изади, Мохаммед; Алиреза Талебпур (2021). «Концентрация тригонеллина в плазме крови и ранний прогноз смерти у пациентов с SARS-Cov-2» . дои : 10.5281/zenodo.5856445 .
{{cite journal}}
: Для цитирования журнала требуется|journal=
( помощь ) - ^ Сугимото Дж., Романи А.М., Валентин-Торрес А.М., Лучано А.А., Рамирес Китчен С.М., Фундербург Н.; и др. (2012). «Магний снижает выработку воспалительных цитокинов: новый врожденный иммуномодулирующий механизм» . Дж Иммунол . 188 (12): 6338–46. doi : 10.4049/jimmunol.1101765 . ПМЦ 3884513 . ПМИД 22611240 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Нильсен ФХ (2018). «Дефицит магния и усиление воспаления: современные перспективы» . J Воспаление Рез . 11 : 25–34. дои : 10.2147/JIR.S136742 . ПМЦ 5783146 . ПМИД 29403302 .
- ^ Jump up to: а б Кларк, Ян А. (июнь 2007 г.). «Наступление цитокинового шторма». Иммунология и клеточная биология . 85 (4): 271–273. дои : 10.1038/sj.icb.7100062 . ПМИД 17551531 . S2CID 40463322 .
- ^ Феррара Дж.Л., Абхьянкар С., Гиллиланд Д.Г. (февраль 1993 г.). «Цитокиновый шторм реакции трансплантат против хозяина: критическая эффекторная роль интерлейкина-1». Процедура трансплантации . 25 (1 Пет 2): 1216–7. ПМИД 8442093 .
- ^ Абхьянкар, Сунил; Гиллиланд, Д. Гэри; Феррара, Джеймс Л.М. (1993). «Интерлейкин-1 является важной эффекторной молекулой во время дисрегуляции цитокинов при реакции трансплантат против хозяина, связанной с минорными антигенами гистосовместимости1» . Трансплантация . 56 (6): 1518–1522. дои : 10.1097/00007890-199312000-00045 . ISSN 0041-1337 . ПМИД 8279027 .
- ^ Остерхольм, М.Т. (май 2005 г.). «Готовимся к следующей пандемии». Медицинский журнал Новой Англии . 352 (18): 1839–42. CiteSeerX 10.1.1.608.6200 . дои : 10.1056/NEJMp058068 . ПМИД 15872196 . S2CID 45893174 .
- ^ Хуан К.Дж., Су И.Дж., Терон М., Ву Ю.К., Лай С.К., Лю CC, Лей HY (февраль 2005 г.). «Цитокиновый шторм, связанный с гамма-интерфероном, у пациентов с атипичной пневмонией» . Журнал медицинской вирусологии . 75 (2): 185–94. дои : 10.1002/jmv.20255 . ПМК 7166886 . ПМИД 15602737 .
- ^ Хак А., Хобер Д., Каспер Л.Х. (октябрь 2007 г.). «Противодействие потенциальной пандемии гриппа A (H5N1) с помощью более эффективных вакцин» . Новые инфекционные заболевания . 13 (10): 1512–8. дои : 10.3201/eid1310.061262 . ПМЦ 2851514 . ПМИД 18258000 .
- ^ Мори М., Ротман А.Л., Куране И., Монтойя Дж.М., Нолте К.Б., Норман Дж.Э. и др. (февраль 1999 г.). «Высокие уровни цитокин-продуцирующих клеток в тканях легких пациентов с фатальным хантавирусным легочным синдромом» . Журнал инфекционных болезней . 179 (2): 295–302. дои : 10.1086/314597 . ПМИД 9878011 .
- ^ Журнал Lancet Oncology (февраль 2007 г.). «Высокие ставки, высокие риски». «Ланцет». Онкология . 8 (2): 85. дои : 10.1016/S1470-2045(07)70004-9 . ПМИД 17267317 .
- ^ Коглан А (14 августа 2006 г.). «Тайна разгрома испытаний лекарств углубляется» . Здоровье . Новый учёный . Проверено 29 апреля 2009 г.
- ^ Jump up to: а б Разаги, Али; Сакош, Аттила; Алуда, Марва; Бозоки, Бела; Бьёрнштедт, Микаэль; Секели, Ласло (14 ноября 2022 г.). «Протеомный анализ плевральных выпотов у умерших пациентов с COVID-19: повышенные маркеры воспаления» . Диагностика . 12 (11): 2789. doi : 10.3390/diagnostics12112789 . ISSN 2075-4418 . ПМЦ 9689825 . PMID 36428847 .
- ^ Мехта П., Маколи Д.Ф., Браун М., Санчес Э., Таттерсолл Р.С., Мэнсон Дж.Дж. (март 2020 г.). «COVID-19: рассмотрим синдромы цитокинового шторма и иммуносупрессию» . Ланцет . 395 (10229): 1033–1034. дои : 10.1016/S0140-6736(20)30628-0 . ПМК 7270045 . ПМИД 32192578 .
- ^ Жуань Ц, Ян К., Ван В, Цзян Л., Сун Дж. (март 2020 г.). «Клинические предикторы смертности от COVID-19 на основе анализа данных 150 пациентов из Уханя, Китай» . Интенсивная медицина . 46 (5): 846–848. дои : 10.1007/s00134-020-05991-x . ПМК 7080116 . ПМИД 32125452 .
- ^ Ходзё С., Учида М., Танака К., Хасебе Р., Танака Ю., Мураками М., Хирано Т. (октябрь 2020 г.). «Как Covid-19 вызывает цитокиновый шторм с высокой смертностью» . Воспаление и регенерация . 40 (37): 37. дои : 10.1186/s41232-020-00146-3 . ПМЦ 7527296 . ПМИД 33014208 .
- ^ Фарсалинос, Константинос; Барбуни, Анастасия; Ниаура, Раймонд (09 мая 2020 г.). «Систематический обзор распространенности курения среди госпитализированных пациентов с COVID-19 в Китае: может ли никотин быть терапевтическим вариантом?» . Внутренняя и неотложная медицина . 15 (5): 845–852. дои : 10.1007/s11739-020-02355-7 . ISSN 1828-0447 . ПМК 7210099 . ПМИД 32385628 .
- ^ Jump up to: а б Рагад, Дина (16 июня 2020 г.). «Цитокиновый шторм COVID-19: что мы знаем на данный момент» . Передний. Иммунол . 11 : 1446. дои : 10.3389/fimmu.2020.01446 . ПМЦ 7308649 . ПМИД 32612617 .
- ^ Ходзё, Синтаро; Учида, Мона; Танака, Кумико; Хасебе, Рие; Танака, Юки; Мураками, Масааки; Хирано, Тосио (01 октября 2020 г.). «Как COVID-19 вызывает цитокиновый шторм с высокой смертностью» . Воспаление и регенерация . 40:37 . дои : 10.1186/s41232-020-00146-3 . ISSN 1880-9693 . ПМЦ 7527296 . ПМИД 33014208 .
- ^ Цзи, Цзиньцзюнь, Чэнпин (10 июля 2020 г.) «Цитокиновый шторм при COVID-19: современные данные и стратегии лечения» . Тан, Юйцзя; Чжан, Динъи ; .11 10.3389 : 1708. дои : /fimmu.2020.01708 . ISSN 1664-3224 ПМЦ 7365923 . ПМИД 32754163
- ^ Мело, Анна Карла Г.; Милби, Кейла М.; Шелл, Ханна Луиза, Массачусетс; Пинто, Ханна Каролина, ПН; Сантос, Родольфо Р.П.; Роша, Алин П.; Феррейра, Гильда А.; Соуза, Вивиан А.; Валадарес, Лилиан Д.А.; Гребешок, Реджан МРА; Пиледжи, Гечилмара С.; Тревисани, Вирджиния, FM (29 июня 2021 г.). «Биомаркеры цитокинового шторма как тревожные сигналы тяжелых и смертельных случаев COVID-19: живой систематический обзор и метаанализ » ПЛОС ОДИН 16 (6): e0253894. Бибкод : 2021PLoSO..1653894M дои : 10.1371/journal.pone.0253894 . ПМЦ 8241122 . ПМИД 34185801 .
- ^ Веласкес-Манов, Мойзес (11 августа 2020 г.). «Как Covid отправляет некоторые тела на войну сами с собой» . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 28 декабря 2020 г.
- ^ Шарун, Хан; Тивари, Ручи; Дхама, Джайдип; Дхама, Калдип (октябрь 2020 г.). «Дексаметазон для борьбы с цитокиновым штормом при COVID-19: клинические испытания и предварительные данные » Международный журнал хирургии . 82 : 179–181. дои : 10.1016/j.ijsu.2020.08.038 . ПМЦ 7472975 . ПМИД 32896649 .
- ^ Эрмина, Оливье; Мариетт, Ксавье; Таро, Пьер-Луи; Реше-Ригон, Матье; Порчер, Рафаэль; Раво, Филипп; Совместная группа CORIMUNO-19 (20 октября 2020 г.). «Эффект тоцилизумаба по сравнению с обычным лечением у взрослых, госпитализированных с COVID-19 и умеренной или тяжелой пневмонией: рандомизированное клиническое исследование» . JAMA Внутренняя медицина . 181 (1): 32–40. doi : 10.1001/jamainternmed.2020.6820 . ISSN 2168-6106 . ПМЦ 7577198 . ПМИД 33080017 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ) - ^ Гупта, Шрути; Ван, Вэй; Хайек, Салим С.; Чан, Лили; Мэтьюз, Кусум С.; Меламед, Михал Л.; Бреннер, Саманта К.; Леонберг-Ю, Аманда; Шенк, Эдвард Дж.; Радбел, Джаред; Райзер, Йохен; Бансал, Анип; Шривастава, Ананд; Чжоу, Ян; Финкель, Диана; Грин, Адам; Маллапаллил, Мэри; Фауньо, Энтони Дж.; Чжан, Цзинцзин; Велес, Хуан Карлос К.; Шаефи, Шахзад; Парих, Чираг Р.; Чаритан, Дэвид М.; Атавале, Амбариш М.; Фридман, Аллон Н.; Редферн, Роберта Э.; Шорт, Сэмюэл А.П.; Корреа, Саймон; Похарел, Капил К.; Адмон, Эндрю Дж.; Доннелли, Джон П.; Гершенгорн, Хейли Б.; Дуэн, Дэвид Дж.; Семлер, Мэтью В.; Эрнан, Мигель А.; Лиф, Дэвид Э.; Следователи СТОП-КОВИД (20 октября 2020 г.). «Связь между ранним лечением тоцилизумабом и смертностью среди критически больных пациентов с COVID-19» . JAMA Внутренняя медицина . 181 (1): 41–51. doi : 10.1001/jamainternmed.2020.6252 . ПМЦ 757720 . ПМИД 33080002 .
- ^ Са Риберо, Маргарида; Жувене, Нолвенн; Дре, Марлен; Нисоль, Себастьян (29 июля 2020 г.). «Взаимодействие между SARS-CoV-2 и реакцией на интерферон I типа» . ПЛОС Патогены . 16 (7): e1008737. дои : 10.1371/journal.ppat.1008737 . ISSN 1553-7366 . ПМК 7390284 . ПМИД 32726355 .
- ^ Мангалмурти, Нилам; Хантер, Кристофер А. (14 июля 2020 г.). «Цитокиновые бури: понимание COVID-19» . Иммунитет . 53 (1): 19–25. doi : 10.1016/j.immuni.2020.06.017 . ПМК 7321048 . ПМИД 32610079 .