CC BY
101
УДК 616.92/.93 © Коллектив авторов, 2020
М.А. Садретдинов1, Ш.В. Тимербулатов12, Д.А. Валишин1, В.М. Тимербулатов1 ДИАГНОСТИКА COVID-19: НЕИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ -ВОЗМОЖНОСТИ ОБЩЕГО АНАЛИЗА КРОВИ
'ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет»
Минздрава России, г. Уфа 2ГБУЗ РБ «Городская клиническая больница Демского района», г. Уфа
В статье представлены предварительные результаты исследования крови у 53 пациентов с COVID-19. Впервые сделана попытка использовать результаты общего анализа крови для диагностики новой коронавирусной болезни. Такой подход основан на гипотезе возникновения эффекта микрогемолиза вследствие повреждения эритроцитов вирусом, а также возникших определенных изменений лейкоцитов и лимфоцитов. Выявление прямых признаков микрогемолиза, а также косвенных (реакция массивного выброса ретикулоцитов из костного мозга в системный кровоток) может быть одним из ранних признаков инфицирования SARS-CoV-2.
Ключевые слова: COVID-19, диагностика, общий анализ крови, микрогемолиз, ретикулоциты, NLR (соотношение лейкоциты/лимфоциты)
M.A. SadretdinoV' Sh.V. Timerbulatov, D.A. Valishin, V.M. Timerbulatov DIAGNOSIS OF COVID-19: UNUSED TECHNOLOGIES -THE POSSIBILITIES OF A FULL BLOOD COUNT
The article presents preliminary results of blood tests in 53 patients with Covid-19. For the first time, an attempt has been made to use the results of a full blood count to diagnose a new coronavirus disease. This approach is based on the hypothesis of the occurrence of the effect of microhemolysis due to damage to red blood cells by the virus, as well as certain changes in leukocytes and lymphocytes. Identification of direct signs of microhemolysis, as well as indirect ones (the reaction of a massive ejection of reticulocytes from the bone marrow into the systemic circulation) may be one of the early signs of SARS-CoV-2 infection.
Key words: COVID-19, diagnostics, full blood count, microhemolysis, reticulocytes, leukocytes / lymphocytes.
С момента объявления ВОЗ о пандемии новой коронавирусной болезни COVID-19 11 марта 2020 года [1] прошло чуть более 2-х месяцев, в начале пандемии в мире было зарегистрировано 118000 инфицированных и 4219 умерших, в России, соответственно, 20 больных и 0% летальности. По состоянию на 20.05.2020 г. в мире зарегистрировано 5003295 случаев COVID-19, 325221 умерших с летальностью 6,50%, в Российской Федерации, соответственно, 308705, 2972 и 0,96% летальности. В отдельных странах летальность существенно выше - до 16,3% (Бельгия), 15,50% (Франция), 14,2% (Великобритания, Италия).
За период пандемии были разработаны различные методы диагностики коронавирус-ной болезни по тестам на антитела, хотя диагностическая точность их составляет 60-70%, наиболее часто используются лучевые методы исследования: компьютерная томография, ультразвуковое исследование легких - и практически они стали скрининговыми методами срочной диагностики. Лабораторные и биохимические методы, хотя и не являются специфическими, помогают оценивать тяжесть патологического процесса и развития осложнений.
В исследовании I. Wenzhang, L. Hualan [2] была показана существенная роль повреждения вирусом SARS-CoV-2 эритроцитов человека при новой коронавирусной болезни, в частности некоторых новых белков корона-вируса. Белки ORF8 и поверхностный глико-
протеин могут связываться с порфирином, а белки ОЯЛаЬ, ОКР 10 и ОКР3 могут координировать механизм повреждения эритроцитов через ф-цепочки гемоглобина, чтобы отделить железо с образованием порфирина. Такие повреждения, особенно при увеличении вирусной нагрузки, приводят к снижению уровня и функции гемоглобина, следствием чего является нарушение функции эритроцитов, транспорта кислорода и углекислого газа.
По нашим данным, в разгар новой коронавирусной болезни (п=53) снижение гемоглобина было отмечено у 68% пациентов, а угнетение функции эритроцитов (НЬ) при переносе О2 и СО2 (падение уровня сатурации < 93%, по результатам исследования кислотно-щелочного состояния (КЩС) венозной крови) приводило к тяжелой гипоксии и необходимости применения неинвазивной или инва-зивной вентиляций легких.
Парадоксальным является тот факт, что механическая вентиляция легких (ИВЛ) малоэффективна у пациентов с СОУГО-19 с развитием тяжелого острого респираторного синдрома (ТОРС), и летальность при ИВЛ достигает 88% и более [3].
С нашей точки зрения, причину этого факта можно объяснить наличием сочетанно-го механизма патогенеза гипоксии с поражением легких и, соответственно, резким угнетением кислородного обмена на уровне легочных альвеол, капилляров и снижения О2-
транспортной функции эритроцитов за счет их разрушения коронавирусами.
Материал и методы
Общий анализ крови (ОАК) - наиболее частое исследование, назначаемое в клинической практике. Это недорогой, малоинвазив-ный и относительно быстрый источник очень ценной информации. Современный гематологический анализатор, оценивая клеточный состав крови, позволяет составить полное представление об острых процессах, обострении хронических заболеваний, количественно описать системный воспалительный ответ (SIRS -Systemic Inflammatory Response Syndrome) и многие другие явления [4]. Представляет интерес вопрос, в коей мере будут изменяться как классические, так и новые параметры ОАК в процессе оказания помощи пациентам с COVID-19? В одной из последних работ представлен подробный анализ клинических и лабораторных данных при коронавирусной инфекции [5]. Выявлено, что из всего массива показателей наиболее ценным для определения прогноза тяжелого течения заболевания является соотношение нейтрофилы/лимфоциты (NLR-Neutrophils/Lymphocytes Ratio). Величина 3,13 определена как его критическое значе-
ние. В сочетании с возрастом пациентов это позволило провести стратификацию и определить различные клинические группы (см. таблицу). Показатель КЬЯ удобно использовать при динамичном исследовании, поскольку он является чувствительным маркером ухудшения/улучшения состояния (рис. 1).
Таблица
Возраст, лет Значение NLR Маршрутизация пациентов
Менее 50 <3,13 Неинфекционное отделение или изоляция на дому
>3,13 Неинфекционное отделение изолированная палата
50 и более <3,13 Изолированная палата с респираторным мониторингом и возможностью кисло-родотерапии
>3,13 ОРИТ с возможностью проведения ИВЛ
На рисунке представлены данные пациента с летальным исходом. Величина КЬЯ определена как 131,1. На скатерограмме размер/сложность отсутствует лимфоцитар-но-моноцитарное облако (феномен «исчезновения» клеточной популяции). Следует отметить, что ОАК, выполненный в предыдущие сутки, выявил КЬЯ - 30.0.
ПОДОЗР. ПОПУЛЯЦИЙ
шс Ш ЮаЭ/ul.
SEG 19.6 93.6 %
BAND .390 1.86 4
10 .411 1.M *
BLST .006* 010- %
MONe .in* .3*4- %
EOS .034 ,161 *
BASO .643 % DFLT |LM)
LVMs ,150' .714' %
VARL .040' .189- *
RBC 3 S3 tOeb'uL
HGB 121. »<1-
нет 37.2 %
MCV 97-0 IL
MCH 31,7 PB
MCHC 327. «"-
RDW 11.9 %
PLT 161. 10e3iuL
mpv 8.03 (L
PCT .130 К
PDW 20.9 10{G5D)
ПОБУЛЙРНОСТЬ
ручной подсчет лф
МОРФОЛОГИЯ РВС
PLYCHROM I MACRO
Рис. 1. Общий анализ крови, выполненный на современном гематологическом анализаторе у пациента с коронавирусной инфекцией
Результаты
Одним из важных патогенетических звеньев при коронавирусной инфекции является повреждение эритроцита с последующим его гемолизом [2]. Представляет большой клинический интерес возможность количественной оценки этого феномена. В динамике концентрация гемоглобина снизилась с 138 до 121 г/л, при этом количество ретикулоцитов увеличилось с 2,44 до 3,63%. Эритроцитарные индексы были в пределах нормы. Поскольку ретикулоцитоз является одним из маркеров
гемолиза, актуален поиск дополнительных характерных изменений в представленной графической и цифровой информации (рис. 1). В ЯВС-канале скатерограмма выглядит в виде острого пика с характерным скоплением фрагментов клеток у основания восходящей части. Наиболее выраженные гемолитические изменения можно выявить при оценке тром-боцитарных показателей. Они выглядят парадоксальными. Ширина распределения тромбоцитов (РБ') значительно выше нормы, но средний объем клеток (МРУ) патологически
снижен. Выявленную разницу составляют фрагменты эритроцитов. На скатерограмме в PLT-канале видно расширение кривой распределения тромбоцитов с многочисленными пиками. Это происходит при наложении обломков клеток на очертания нормальной кривой распределения. Можно заметить, что основной тромбоцитарный пик сдвинут влево. Это соответствует уменьшению среднего объема клеток (MPV). Следует отметить, что гемолитические изменения в общем анализе крови происходят параллельно с увеличением уровня ЛДГ и концентрации гаптоглобина, ферритина и билирубина в плазме крови. При сопоставлении изменений в ОАК и в биохимическом анализе создается целостная картина гемолитического процесса, которую возможно оценить количественно. Дополнительно визуально определить степень гемолиза можно в RET-канале (ретикулоцитарный канал) (рис. 2). Дополнительно геманализатор выдал сообщение - «Fragments?». Степень гемолиза настолько высока, что оказались разрушенными не только эритроциты (выделены синим цветом), но и их предшественники - ретикулоциты (выделены розовым цветом). В нижней части RET-канала зеленым цветом выделено тромбоцитарное облако. Пространственное взаимоотношение клеточных популяций в ретикулоцитарном канале делает понятным характерные гемолитические изменения в нисходящей части кривой распределения тромбоцитов в PLT-канале, которые представлены на рис. 1, 2. Фрагменты эритроцитов можно увидеть при изучении графического распределения популяций клеток на поверхностях (рис. 3).
И-И
3.0 [%] 0.5 [X]
1.1 [5S] 2 .1620 * [10A6/uL]
RET
RET
RBC
PLT
RBC IP-сообщ. Anemia
RET Abn Scattergram Fragments?
PLT IP-coo6ui. PLT Clumps?
Рис. 2. Графические признаки гемолиза в КЕТ-канале: справа представлена картина в КЕТ-канале в норме (синий цвет -эритроциты, розовый цвет - ретикулоциты, зеленый цвет -тромбоциты)
1
о]
КГК
1__'_ й____I I__'__
Рис. 3. Распределение форменных элементов крови на поверхности. Красным цветом выделены фрагменты клеток
С точки зрения количественной оценки септического процесса [1], наиболее ценной является абсолютная и относительная фракции незрелых гранулоцитов (IG - Immature Granulocytes). Показатель IG есть сумма трех субпопуляций клеток: миелоцитов, про- и метамие-лоцитов. У пациента с летальным исходом (рис. 1) популяция клеток IG была увеличена в 13,7 раза. За сутки до этого количество незрелых гранулоцитов было увеличено в 8,5 раза.
Обсуждение
Исследования крови человека у больных с COVID-19 [6] показали снижение гемоглобина, нейтрофилов и увеличение уровня сывороточного ферритина, СОЭ, С-реактивного белка, лактатдегидрогеназы, причем уменьшение гемоглобина сопровождается активным выбросом ионов железа, которые усиливают воспалительные процессы, увеличивают уровень С-реактивного белка, альбумина. Клетки в свою очередь реагируют на стресс из-за воспаления, производя большое количество сывороточного ферритина, чтобы связать свободные ионы Fe для уменьшения воспаления. Известно, что когда Fe двухвалентное, Hb может выделять СО2 и захватывать атомы О2 в альвеолярных клетках, а Fe окисляется до трехвалентного. Когда Hb становится доступным для других клеток организма через кровь, он может высвобождать атомы О2 и захватывать СО2, а Fe превращается в двухвалентное. При разрушении эритроцитов данный механизм подвергнут тяжелому повреждению.
С учетом такого понимания патогенеза развития гипоксии и гипоксемии при новой коронавирусной болезни COVID-19 нами было обосновано применение препаратов с функцией переноса кислорода (в частности, перфторан), но ввиду приостановки производ-
ства препарата в России, клинические исследования не были проведены.
Поэтому мониторинг уровня гемоглобина, выраженности микрогемолиза, уровня ре-тикулоцитов (самая ранняя реакция на микрогемолиз) необходим для оценки причины ги-поксемии, тяжести коронавирусной болезни.
Таким образом, на основании информации, полученной при динамичной оценке ОАК, можно составить целостное представление об особенностях протекания коронави-русной инфекции у конкретного пациента, определить ведущие механизмы пато-, сано- и танатогенеза.
Сведения об авторах статьи: Садретдинов Марсель Амирович - д.м.н., профессор кафедры хирургии с курсом эндоскопии ИДПО ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected].
Тимербулатов Шамиль Вилевич - д.м.н., профессор кафедры хирургии с курсом эндоскопии ИДПО ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России, зам. главного врача ГБУЗ РБ ГКБ Демского района г. Уфы. Адрес: 450095, г. Уфа, ул. Правды, 19. E-mail: [email protected]. Orcid.org/0000-0002-4832-6363.
Валишин Дамир Асхатович - д.м.н., профессор, зав. кафедрой инфекционных болезней с курсом ИДПО ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. E-mail: [email protected].
Тимербулатов Виль Мамилович - д.м.н., профессор, академик АН РБ, член-корр. РАН, зав. кафедрой хирургии с курсом эндоскопии ИДПО ФГБОУ ВО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450008, г. Уфа, ул. Ленина, 3. E-mail: [email protected]. orcid.org/0000-0002-1696-3146.
ЛИТЕРАТУРА
1. WHO Director-General's opening remarks at the media briefing on COVID-19 - 11 March 2020 [https://www.who.int/dg/speeches/detail/who-director-general-s-opening-remarks-at-the-media-briefing-on-covid-19//11march-2020]
2. COVID-19:Attacks the 1-Beta Chain of Hemoglobin and Captures the Porphyrin to Inhibit Human Heme Metabolism. URL: https://chemrxiv.org/articles/COVID-19_Disease_ORF8_and_Surface_Glycoprotein_Inhibit_Heme_Metabolism_by_Binding_ to_Porphyrin /11938173(19.05.2020)
3. Richardson S, Hirsch JS, Narasimhan M. Presenting Characteristics, Comorbiditis and Outcomes Among 5700 Patients Hospitalized with COVID-19 in the New York City Area. JAMA Published online April 22, 2020. Doi:10.1001/jama.2020.6775
4. Automated Measurement of Immature Granulocytes: Performance Characteristics and Utility in Routine Clinical Prac-tice.URL:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3289863/(19.05.2020)
5. Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio Predicts Severe Illness Patients with 2019 Novel Coronavirus in the Early Stage.URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.02.10.20021584v1 (19.05.2020)
6. Chen N, Zhon M, Dong X [et al.] Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 Novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive Study. www.thelancet.com. Published online January 29, 2020. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(20)30211-7
REFERENCES
1. WHO Director-General's opening remarks at the media briefing on COVID-19 - 11 March 2020 [https://www.who.int/dg/speeches/detail/who-director-general-s-opening-remarks-at-the-media-briefing-on-covid-19//11march-2020]
2. COVID-19:Attacks the 1-Beta Chain of Hemoglobin and Captures the Porphyrin to Inhibit Human Heme Metabolism. URL: https://chemrxiv.org/articles/COVID-19_Disease_ORF8_and_Surface_Glycoprotein_Inhibit_Heme_Metabolism_by_Binding_to_ Porphyrin/ 11938173(19.05.2020)
3. Richardson S, Hirsch JS, Narasimhan M. Presenting Characteristics, Comorbiditis and Outcomes Among 5700 Patients Hospitalized with COVID-19 in the New York City Area. JAMA Published online April 22, 2020. Doi:10.1001/jama.2020.6775
4. Automated Measurement of Immature Granulocytes: Performance Characteristics and Utility in Routine Clinical Prac-tice.URL:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3289863/(19.05.2020)
5. Neutrophil-to-Lymphocyte Ratio Predicts Severe Illness Patients with 2019 Novel Coronavirus in the Early Stage.URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.02.10.20021584v1 (19.05.2020)
6. Chen N, Zhon M, Dong X [et al.] Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 Novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive Study. www.thelancet.com. Published online January 29, 2020. https://doi.org/10.1016/s0140-6736(20)30211-7
УДК 616.912
© Коллектив авторов, 2020
В.Н. Павлов1, Ш.Э. Булатов2, ИИ. Лутфарахманов1, Е Ю. Сырчин2, П И. Миронов1, М. Ра^'Нк3 ОРГАНИЗАЦИЯ И ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ АНЕСТЕЗИОЛОГО-РЕАНИМАЦИОННОЙ СЛУЖБЫ В УСЛОВИЯХ ПАНДЕМИИ НОВОЙ КОРАНОВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ гаУГО-19: ОПЫТ УНИВЕРСИТЕТСКОЙ КЛИНИКИ 1 ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет»
Минздрава России, г. Уфа 2Клиника ФГБОУ ВО «Башкирский государственный медицинский университет»
Минздрава России, г. Уфа 3Клиника анестезиологии больницы Святого Иосифа, г. Регенсбург, Германия
Целью нашей работы являлся анализ деятельности службы анестезиологии и реанимации университетской клиники в условиях пандемии новой коронавирусной инфекции COVID-19.
