CC BY
62
ОБЗОРЫ
DOI: 10.23868/202012003 ИММУНОТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ В ЛЕЧЕНИИ COVID-19
Е.В. Абакушина Поступила:25.08.2020
„ л , , _ Принята к печати: 28.12.2020
Медицинский радиологический научный центр им. А.Ф. Цыба — Опубликован£1 on-line:29.12.2020
филиал федерального государственного бюджетного учреждения
«Национальный медицинский исследовательский центр радиологии»
Министерства здравоохранения Российской Федерации, Обнинск, Россия
IMMUNOTHERAPEUTIC APPROACHES IN THE TREATMENT OF COVID-19
E.V. Abakushina
A.F. Tsyb Medical Radiological Research Center — branch of the National Medical Research Radiological Center of the Ministry of Health of the Russian Federation, Obninsk, Russia
e-mail: abakushina@mail.ru
Новый коронавирус SARS-CoV-2 вызывает опасное для жизни заболевание COVID-19, которое спровоцировало пандемию во всем мире. Эффективная естественная защита, включая врожденный и адаптивный иммунитет против SARS-CoV-2, является основным механизмом для контроля и устранения вирусной инфекции. Однако тяжесть и исход COVID-19 могут быть связаны с чрезмерной продукцией провоспалительных цитокинов, приводящей к острому респираторному дистресс-синдрому (ОРДС) и «цитокиновому шторму». К сожалению, остается много вопросов связанных с иммунопатогенезом и тактикой ведения больных, особенно при тяжелом течении COVID-19. Необходимы эффективные терапевтические стратегии для устранения вируса и снижения повреждения внутренних органов. В обзоре кратко описаны строение вируса, лабораторные показатели при COVID-19 и несколько потенциально возможных вариантов иммунотерапии при COVID-19. Комбинированная терапия с включением иммуномо-дулирующих средств и блокаторов воспаления позволит снизить вероятность развития ОРДС и других осложнений.
Ключевые слова: коронавирусная болезнь 2019 года (COVID-19), SARS-CoV-2, цитокиновый шторм, противовоспалительное лечение, иммунотерапия.
Введение
Последним из причисленных к патогенным корона-вирусам человека является SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2), который стал причиной развития COVID-19. Этот вирус принадлежит к РНК-вирусам семейства ß-коронавирусов, которые характеризуются сферической формой и шиповидными отростками похожими на солнечную корону.
Когда организм заражен вирусом, в нем быстро запускаются механизмы иммунной защиты, включая специфические и неспецифические иммунные реакции. SARS-CoV-2 использует поверхностный S-белок для прикрепления к молекуле ACE2 (Angiotensin-Converting enzyme 2) на мембране клетки хозяина и проникает внутрь путем эндоцитоза [1]. Рецептор ACE2 экс-прессируется на клетках практически всех органов, а также на моноцитах и макрофагах, что обеспечивает проникновение вируса в иммунные клетки [1]. После получения РНК вируса и необходимых белков вирусные нуклеокапсиды собираются из геномной РНК и N-белка в цитоплазме. Затем вирионы высвобождаются из инфицированной клетки посредством экзоцитоза, что может приводить к ее разрушению и гибели. Попадание вирусных частиц и внутриклеточных компонентов во внеклеточное пространство привлекает лимфоциты и нейтрофилы в очаг инфекции, реализуется противовирусный иммунный ответ с выработкой ряда цитокинов, образованием иммунных комплексов и связанным с ними повреждением клеток.
The novel coronavirus SARS-CoV-2 has caused a life-threatening disease COVID-19 provoked a pandemic over the world. The effectual host immune response including innate and adaptive immunity against SARS-Cov-2 seems crucial to control and resolve the viral infection. However, the severity and outcome of the COVID-19 might be associated with the excessive production of proinflammatory cytokines "cytokine storm" leading to an acute respiratory distress syndrome. Regretfully, the exact immunophysiology and treatment, especially for the severe COVID-19, is still uncertain. Novel therapeutic strategies are urgently needed to eliminate the viral reservoir in the host. In this review, we described several potential strategies for immunotherapy to cure SARS-CoV-2 infection. This may provide clue of using immune therapy as combine treatment to prevent the patient develop into severe respiratory syndrome and largely reduced complications.
Keywords: Coronavirus disease 2019 (COVID-19), SARS-CoV-2, cytokine storm, anti-inflammation treatment, immune therapy.
Противовирусный иммунный ответ
и развитие «цитокинового шторма»
При инфицировании организма вирус запускает механизмы врожденного и приобретенного (адаптивного) иммунитета. Врожденный иммунитет служит первой линией защиты от вирусов и инициирует адаптивный иммунитет посредством секреции лимфоцитами и АПК цитокинов и хемокинов. РНК-вирусы эволюционно развивались вместе с иммунной системой человека в течение миллионов лет и разработали механизмы для успешного выживания. Они препятствуют работе иммунной системы на многих этапах противовирусного иммунного ответа от блокады распознавания вирусов, передачи сигналов от интерферона и выработки цитокинов до угнетения миграции и функции «иммуноцитов» [2]. Поэтому при вирусной инфекции очень часто наблюдается несостоятельный иммунный ответ, что приводит к более тяжелому течению заболевания, чем в случае с нормальной работой иммунной системы.
Хорошо известно, что иммунные клетки, а именно представители антиген-презентирующих клеток (АПК) (макрофаги, дендритные клетки) и NK (Natural killer) -клетки первыми участвуют в распознавании вируса. Количество, активность, локализация и состояние дифференцировки этих клеток регулируются цитокинами за счет передачи сигналов от клетки к клетке. Провоспалительные цитокины обычно увеличивают численность и функциональную активность иммунных клеток, тогда как противовоспалительные цитокины ингибируют этот ответ [2]. Локализация иммунных клеток контролируется в основном двумя
Рис. 1. Формирование иммунного ответа на SARS-CoV-2. Где: АПК — антиген презентирующая клетка,
ACE2 — трансмембранный рецептор-ангиотензин превращающий фермент, TLR3/7 — Toll-подобный рецептор, PRR — паттерн распознающий рецептор, NLR — NOD-подобный рецептор, RLR — RIG-I-подобный рецептор, TI/III-IFN — интерфероны типа I и III, Н — нейтрофил, М — моноцит
группами воспалительных хемокинов ОСЬ и СХС1_. Это цитокины, которые привлекают лимфоциты, нейтрофилы и макрофаги в очаги иммунологической активности [1, 2].
Инфицированные вирусом клетки распознаются и разрушаются двумя типами клеток: цитотоксиче-скими С138+Т-клетками и естественными киллерами (\1К-клетками с фенотипом С03-С016/56+). С04+Т-хелперы также распознают экзогенные антигены, представленные на АПК [2] (рис. 1). Регуляторные Т-клетки (Тгед С03+С025+С0127-) секретируют противовоспалительные цитокины (1_-10, 11_-4, ТЭРр) и подавляют функцию Т-хелперов 1 и 2 типа и лимфоцитов эффекторов, угнетая клеточный иммунитет [2].
Иммунный ответ требует обязательного распознавания инфицированных клеток-мишеней, адекватной костимуляции и отсутствия ингибиторных сигналов. К сожалению, при инфекционных заболеваниях клетки-мишени будут усиленно экспрессировать ингибиторные маркеры (Р13-1, СТ_А-4), что приведёт к подавлению эффективного иммунного ответа [2].
Реакция организма хозяина и уничтожение вируса в значительной степени зависят от экспрессии интерферона I типа, который активирует рецепторный комплекс 1П\1-а [3]. В свою очередь это модулирует ответ клетки и побуждает её к обеспечению врожденного иммунного ответа [2]. В результате этой активации увеличивается выработка провоспалительных цитокинов (включая 1_-1р, 1_-6, 1_-18, Т1\Р-а и пр.). Клетки адаптивной иммунной системы также участвуют в защите от вирусных инфекций. В этом противовирусном ответе С138+Т-лимфоциты играют центральную роль, включая выработку цитокинов, цитотоксичность, активацию Т-хелперов 1 и 17 типов и С1320+ В-клеток, приводящую к появлению плазматических клеток и выработке антител (рис. 1). Кроме того, продукция 1дМ и 1дЭ имеет решающее значение для быстрой нейтрализации патогена, что впоследствии способствует контролю над инфекцией и уничтожению вируса [4, 5].
Однако у некоторых инфицированных коронавирусом людей эти механизмы могут быть подавлены за счет
ускользания вируса от распознавания иммунной системой, что влечет за собой более тяжелое течение заболевания и плохой прогноз [6, 7].
Последующее инфицирование вирусом моноцитов-макрофагов и АПК, а также привлечение неинфициро-ванных иммунных клеток в очаг может способствовать массивным воспалительным реакциям в легких и других внутренних органах на более поздних стадиях заболевания. Это позволяет коронавирусам размножаться, не индуцируя активизации врожденного противовирусного иммунного ответа [8].
В иммунопатогенезе COVID-19 основную роль играет избыточный ответ иммунной системы со стремительно развивающимся тяжелым жизнеу-грожающим синдромом высвобождения цитокинов, однако конкретный иммунологический механизм его возникновения не вполне ясен [9]. Вирус после проникновения в организм может чрезмерно активировать макрофаги, АПК, лимфоциты и нейтрофилы. В результате чего клетками выделяется большое количество биологически активных веществ, среди которых основными являются провоспалительные цитокины IL-1 р, IL-2, IL-6, IFNa, IFNp, IFNy, TNFa, MCP-1 (Monocyte chemoattractant protein) и GM-CSF. Когда их уровень в организме достигают определенного порога, они могут вызвать появление неконтролируемых каскадных реакций или так называемого «цито-кинового шторма», во время которого дополнительно высвобождается большое количество свободных радикалов, являющиеся основной причиной развития ОРДС и полиорганной недостаточности [9, 10]. Также следствием массированной неконтролируемой активации иммунной системы, спровоцированной острой вирусной инфекцией при COVID-19, является вторичный синдром активации макрофагов (САМ) и (или) гемофагоцитарный лимфогистоцитоз (ГЛГ) [23].
Таким образом, дальнейшее понимание механизмов иммунного ответа на SARS-CoV-2 в инфицированном организме чрезвычайно важно для разработки терапевтических стратегий и непосредственной борьбы с вирусом, также как и дополнительных воздействий на патогенетические звенья при развитии COVID-19.
Изменение клинико-лабораторных
показателей при COVID-19
Инфекция SARS-CoV-2 может сопровождаться лихорадкой, усталостью и сухим кашлем, а в тяжелых случаях пневмонией, ОРДС, почечной недостаточностью, полиорганной недостаточностью, которые часто сопровождаются высоким уровнем провоспалительных цитокинов [10, 11].
У больных при тяжелом течении COVID-19 есть общие особенности течения заболевания: 1) внезапное ухудшение самочувствия через одну-две недели после начала заболевания; 2) лимфопения, обусловленная, прежде всего, дефицитом NK-клеток в периферической крови; 3) чрезвычайно высокие уровни С-реактивного белка (СРБ) и провоспалительных цитокинов (IL-6, TNFa, IL-8 и др.); 4) повреждение органов иммунной системы, проявляющееся атрофией селезенки и лимфатических узлов, наряду с уменьшением содержания лимфоцитов в лимфоидных органах; 5) диффузное альвеолярное повреждение (ДАП), множество тромбозов мелких сосудов легких и связанных с ними множественных геморрагий в альвеолах. В тромботический процесс в легких вовлечены мегака-риоциты, тромбоциты, формирующиеся тромбы богаты не только фибрином, но и тромбоцитами. Отмечаются
признаки тромботической микроангиопатии в легких; 6) проявления повреждений нескольких органов [11, 12].
Показано, что во время инфекции у пациентов развивается неконтролируемый иммунный ответ, вызванный гиперактивацией макрофагов и моноцитов, увеличением количества нейтрофилов, уровня IL-6 и С-реактивного белка, а также к уменьшению общего количества активированных лимфоцитов [11]. При прогрессировании синдрома активации макрофагов происходит нарастание уровня ферритина, СРБ сыворотки крови, развитие двух-трехростковой цитопении [23].
Лимфоцитопения является одним из наиболее значимых маркеров COVID-19, а также одним из диагностических критериев для COVID-19 в Китае [13]. Например, лимфопения (менее 1х109/л) при числе лейкоцитов менее 4х109/л, включая повышение уровня аспартата-минотрансферазы и виремию были обнаружены у значительного числа пациентов с COVID-19 [14]. Количество Т-клеток и NK-клеток у этих больных было снижено. Степень снижения была выше у пациентов с тяжелым течением заболевания, когда наблюдалось повышенное количество лейкоцитов и соотношение нейтрофилов к лимфоцитам. У некоторых пациентов в критическом состоянии уровень NK-клеток был чрезвычайно низким или они не обнаруживались вовсе. Кроме того, количество Т-хелперов и Treg клеток значительно снижалось у тяжело больных пациентов [11].
В одном из исследований у 123 пациентов с лим-фоцитопенией были проанализированы субпопуляции лимфоцитов и уровни цитокинов. Обнаружено снижение доли CD8+T-клеток на 28,43% и 61,9% в группе с легким и тяжелым течением болезни соответственно, а снижение доли NK-клеток составило 34,31% и 47,62% соответственно. Это позволяет заключить, что у тяжело больных наблюдается более выраженная иммуносупрессия, которая должна сопровождаться иммунокоррекцией. Кроме того, уровни сывороточного IL-6 у тяжелых больных были значительно выше, чем в группе сравнения [15]. Экспрессия HLA-DR на CD4+- и CD8+лимфоцитах была повышена, доля CD4+CCR4+CCR6+Th17 клеток также увеличилась, а перфорин и гранулизин, были высоко экспрессированы на CD8+T-клетках, что свидетельствует об активации лимфоцитов [1 6]. Другие исследователи сообщили, что тяжелое течение COVID-1 9 связано с повышенным уровнем хемокинов, в частности CXCL10 (IFNY-индуцированного белка 10 - IP-10), CCL2 (MCP-1), CCL3 (макрофагального белка воспаления 1a (MIP-1a) и провоспалительного цитокина TNF-a [17].
F. Chiapelli и соавт. (2020) с помощью проточной цитометрии выявили статистически значимое снижение Т-лимфоцитов, что было связано с утратой CD4+-и CD8+клеток, но имело обратно пропорциональную корреляционную взаимосвязь с повышенным уровнем провоспалительных цитокинов IL-6, IL-10 и TNF-a в сыворотке крови [1 8]. Также с помощью того же метода установлено, что при ухудшении состояния больного и появлении клинических симптомов COVID-1 9 требующих интенсивной терапии прогрессивно увеличивалась экспрессия маркера запрограммированной клеточной гибели-1 (Programmed cell death 1, PD-1; CD279), Т-клеточного иммуноглобулина и домена муцина 3 (Tim-3 или CD366) [18]. Дальнейшие исследования показали, что при подтвержденном COVID-19 и тяжелом течении заболевания наблюдается увеличение доли субпопуляций PD1+CD8+лимфоцитов и Tim-3+CD8+лимфоцитов. Для внедрения полученных результатов в протоколы клинических исследований необходимо разработать диагностическую панель маркеров для проточной цитометрии
при COVID-19, которая будет также включать оценку субпопуляций CDe+лимфоцитов позитивных по CD279+ (PD-1) и CD366+ (Tim-3). Пациенты со сниженной экспрессией преимущественно CD8+CD279low/medium должны быть включены в иммунотерапевтические протоколы, предназначенные для восстановления цитотоксического потенциала CD8+ лимфоцитов путем блокирования путей PD-1/PD-1L и/или Tim3. Напротив, паллиативная помощь должна быть предоставлена пациентам с высокой экспрессией CD8+CD366high, так как их клеточный иммунный ответ подавляется [18].
В крови некоторых пациентов был повышен уровень ферментов печении, а также миоглобин; а СОЭ и уровень С-реактивного белка были повышены у большинства пациентов [19]. У больных с тяжелым течением заболевания наблюдалось увеличение уровня D-димера (продукта деградации фибрина) [20].
Кроме того, при гистологических исследованиях секционного материала было обнаружено, что в срезах легких наблюдается характерное ДАП с инфильтрацией ткани макрофагами, умеренным числом гигантских многоядерных клеток и небольшим количеством лимфоцитов. Большинство немногочисленных инфильтрирующих лимфоцитов являлись CD4+Т-клетками.
Вирусные включения можно было обнаружить в аль-веолоцитах II типа и макрофагах, причем ПЦР-тесты на наличие РНК вируса в венозной крови и мазках из ротоглотки могли быть и отрицательными [16, 21]. Эти сведения согласуются с характеристиками первичного «цитокинового шторма» спровоцированной альвеолярными макрофагами, эпителиальными и эндотели-альными клетками, а не с различными субпопуляциями активированных Т-лимфоцитов, которые появляются на поздней стадии вирусной инфекции во время вторичного «цитокинового шторма» [22].
Варианты лечения и иммунотерапия
В настоящее время проводится большое количество клинических исследований по изучению влияния различных комбинированных схем лечения пациентов с короновирусной инфекцией, включая методы иммунотерапии. Также ведутся исследования по разработке вакцин и стратегий профилактики COVID-19. Любая потенциально возможная терапия должна быть направлена не только на прямое уничтожение коронавируса, но также на контролирование острых иммунных и воспалительных реакций, приводящих к пневмонии, ОРДС и сепсису. Результаты предварительных исследований показали, что иммуномодулирующая терапия может рассматриваться в качестве выбора при лечении COVID-19, особенно при тяжелых формах заболевания [13, 18, 23].
В настоящее время уже при первых признаках заболевания и для лечения пациентов с COVID-19 используют иммуномодуляторы. Для предупреждения и борьбы с «цитокиновым штормом» применяют антитела блокирующие IFN-y, IL-1, IL-6 и TNF; JAK-ингибиторы; супрессор цитокинового сигналинга 4, HDAC-ингибиторы, терапию мультипотентными мезенхимными стромальными (стволовыми) клетками (ММСК) и реинфузию плазмы от выздоровевших пациентов [23-25].
К вероятным этиотропным препаратам, которые рекомендовано использовать у пациентов с COVID-19 в России, относятся умифеновир (арбидол), рем-десивир, фавипиравир, хлорохин, противомалярийное средство гидроксихлорохин, азитромицин (в комбинации с гидроксилорохином), препараты интерферонов [23]. Препараты лопинавир и ритонавир были исключены
из рекомендаций, как не показавшие достаточной эффективности при лечении COVID-19.
Считается, что противовирусные препараты специфически ингибируют один из этапов вирусного цикла. Однако имеющиеся на сегодня сведения о результатах лечения этими препаратами не позволяют сделать однозначный вывод об их эффективности. В связи с чем их применение допустимо по решению врачебной комиссии в установленном порядке, в случае если потенциальная польза для пациента превысит риск их применения [23]. Пациентам, наряду с этиотропной и симптоматической терапией в подавляющем большинстве случаев должна проводиться иммуносупрессивная терапия.
До сих пор существует ограниченность доказательной базы по лечению COVID-19. В текущих условиях разрешено использование препаратов в режиме «offlabel» (то есть применение с медицинской целью не соответствует инструкции по медицинскому применению], которое базируется на международных рекомендациях, а также на согласованных экспертных мнениях, основанных на оценке степени пользы и риска [23].
Иммуномодуляторы в терапии COVID-19
Обсуждаемые ранее механизмы заражения, ускользания вируса от иммунного распознавания и нарушения регуляции врожденных и адаптивных иммунных реакций вызывают значительную обеспокоенность при лечении больных COVID-19 уже получающих системное иммуномодулирующее лечение, включая пациентов со злокачественными или системными аутоиммунными и воспалительными заболеваниями [26, 27]. Следует отметить, что иммунная модуляция или супрессия не были отмечены в качестве факторов риска при плохом прогнозе COVID-19 в Китае и Италии. Кроме того, поскольку при COVID-1 9 развивается лимфоцитопения, пациенты, не получающие иммуномодулирующее лечение, могут быть склонны к вторичным инфекциям, таким как бактериальная пневмония [27].
Принимая во внимание сходство клинической картины легких форм COVID-1 9 с клинической картиной сезонных ОРВИ, до подтверждения этиологического диагноза в схемы терапии следует включать препараты, рекомендуемые для лечения сезонных ОРВИ, такие как интраназальные формы IFNa, препараты индукторов интерферона, а также противовирусные препараты с широким спектром активности [23].
Интерфероны типа 1 (IFN-I] играют важную роль в противовирусном иммунитете из-за своего имму-номодулирующего свойства. IFN-I являются одними из первых цитокинов, продуцируемых во время вирусной инфекции [28]. Показано, что SARS-CoV-2 более чувствителен к IFN-I, чем SARS-CoV, что говорит о том, что лечение IFN-I может оказаться эффективным [30]. Рекомбинантный IFNa2b в виде раствора для интрана-зального введения обладает иммуномодулирующим, противовоспалительным и противовирусным действием [23]. Его механизм действия основан на предотвращении репликации вирусов, попадающих в организм через дыхательные пути [23]. В подтверждение этой гипотезы было показано, что спреи с IFNa2b могут снижать уровень инфицирования SARS-CoV-2 [29] и их можно использовать в качестве профилактики COVID-19, что подтверждается in vitro [30], в то время как на репликацию MERS-CoV [31] и SARS-CoV [32], добавление IFN-I не повлияло.
Известно, что IFN-p1b также обладает антипроли-феративной, противовирусной и иммуномодулирующей
активностью [23, 28-30]. В клинических исследованиях при MERS-CoV он использовался в комбинации с лопинавиром и ритонавиром [31]. Проведенные ранее исследования in vitro показали, что препарат проявляет максимальную активность в сравнении с другими подтипами интерферонов (IFN-a1a, IFN-a1b и IFN-ß1a). За счет способности стимулировать синтез противовоспалительных цитокинов препараты IFN-ß 1b могут оказывать положительный эффект. Исследователи полагают, что IFNß является более сильным ингибитором коронавиру-сов, чем IFNa [33]. При SARS-CoV и MERS-CoV наиболее активным ингибитором репликации вируса из подтипов IFN-I в зависимости от дизайна исследований был IFNß1b или IFNß1a [34]. По-видимому, IFNß1 является наиболее подходящим, безопасным и простым в применении интерфероном для лечения COVID-19 на ранних стадиях заболевания. Этот факт может быть связан с защитной активностью IFNß 1 проявляющейся в легких: он увеличивает функциональность CD73 (5'-nucleotidase, 5'-NT) на эндотелиальных клетках, что приводит к секреции противовоспалительного аденозина и поддержанию функции эндотелиального барьера. Этот процесс объясняет, почему клинические данные указывают на уменьшение повреждения сосудов при ОРДС после терапии IFNß1a [35]. Однако этот эффект оказался недостаточен для снижения смертности от ОРДС [36].
В настоящее время проводится первое клиническое исследование (DisCoVeRy, NCT04315948) по использованию IFNß1a в виде подкожных инъекций в сочетании с лопинавиром или ритонавиром в сравнении с лопинавиром или ритонавиром, гидроксихлорохином и ремдезивиром [37].
Опубликованы данные полученные при использовании плазмы крови от больных выздоровевших после SARS, MERS, лихорадки Эбола и гриппа, которые подтверждают, что использование реконвалесцентной (антиковидной) плазмы в качестве нейтрализующего и (или) иммуномодулирующего терапевтического средства может быть эффективно [38, 39]. Однако большая рандомизированная контролируемая оценка применения иммуноглобулина при внутривенном введении больным тяжелым гриппом и лихорадкой Эбола показала, что результат этого воздействия не превосходит эффект от плацебо. Точно так же отсутствуют достоверные данные по использованию гипериммунной (реконвалесцентной) плазмы при коронавирусных инфекциях, в том числе при COVID-19. Показано, что такое введение может привести к риску развития тяжелой формы болезни при повторном заражении родственным или новым коронавирусом [38].
Согласно рекомендациям ВОЗ, применение плазмы от доноров-реконвалесцентов (лиц с подтвержденным случаем COVID-19 в стадии выздоровления) с целью лечения заболеваний, характеризующихся эпидемическими вспышками и отсутствием специфического лечения, основано на концепции пассивной иммунизации. По опубликованным данным в КНР и других странах применялась плазма, полученная от доноров-реконвалес-центов COVID-19, что нашло отражение в национальных руководствах по лечению COVID-19 [23].
Факторы блокирующие воспаление
Основной причиной тяжелого течения COVID-19 является «цитокиновый шторм». До сих пор остается нерешенным каким образом его можно заблокировать и когда начинать противовоспалительную терапию, что имеет решающее значение для снижения смертности от COVID-19.
Глюкокортикоиды являются препаратами первого выбора для лечения больных с первичным гемофаго-цитарным лимфогистоцитозом и вторичным синдром активации макрофагов (САМ)/ГЛГ, они угнетают все фазы воспаления, синтез широкого спектра провоспа-лительных медиаторов, увеличение концентрации которых в процессе цитокинового шторма ассоциируется с неблагоприятным прогнозом при COVID-19 и риском развития ОРДС и сепсиса [23].
Блокада цитокинов представляется более обоснованным и целенаправленным подходом по сравнению с системным использованием кортикостероидов. Одними из ключевых цитокинов, запускающих гипервоспаление у пациентов с COVID-19, являются IL-1 и IL-6. Они индуцируют синтез ферритина, высокий уровень, которого ассоциируются с САМ/ГЛГ и риском смерти пациентов с COVID-19. Чрезвычайно важно как можно раньше начинать упреждающую терапию для снижения уровня провоспалительных цитокинов. Основными имеющимися на сегодняшний день препаратами этой группы являются блокаторы IL-6. К ним относятся моноклональные антитела тоцилизумаб, сарилумаб и олокизумаб, которые известны как средства для лечения ревматоидного артрита. Недавно в схему лечения осложнений, вызванных коронавирусом был включен новый российский препарат для системной противовоспалительной терапии — левилимаб (торговое наименование «Илсира»). Он связывается и блокирует как растворимые, так и мембранные рецепторы IL-6. При наличии возможности определения сывороточного уровня IL-6 в лаборатории, противовоспалительная терапия должна быть начата при количестве IL-6 > 40 пг/мл. Антагонист рецептора IL-6 тоцилизумаб успешно применяется у пациентов с синдромом вторичного «цитоки-нового шторма», включая COVID-19 [40]. Действительно, первые сообщения предполагали эффективность данной терапии, по крайней мере, у некоторых пациентов [41]. Исследования показали, что тоцилизумаб может эффективно обратить синдром ятрогенного «цитокинового шторма», который вызван лечением острого лимфолей-коза [41]. В настоящее время препарат используется в многоцентровых клинических исследованиях лечения COVID-1 9 и получены определенные результаты. Недавно «Genentech» объявил об одобрении FDA клинического исследования препарата Актемра (Actemra) для лечения госпитализированных пациентов с тяжелой пневмонией, вызванной COVID-19 [42]. В США продолжается исследование сарилумаба при подтвержденном COVID-19 [43]. В Китае в марте 2020 года был одобрен тоцилизумаб для лечения пациентов с COVID-19 с тяжелым повреждением легких и повышенным уровнем IL-6 в сыворотке крови [44]. Также компании Санофи и Регенерон начинают глобальную программу клинических иследований у пациентов с тяжелой формой COVID-19 препарата Кевзара (Kevzara®, сарилумаб), который представляет собой моноклональное антитело, специфичное к рецептору IL-6, подавляющему воспалительные процессы при ревматоидном артрите [43, 44].
Блокаторы рецепторов семейства IL-1ß (Канакинумаб) и IFN-y, которые использовались для лечения других заболеваний, возможно применять и для лечения COVID-19 [45]. Аналогично антителам против рецептора IL-6, глицирретиновая кислота также может блокировать IL-6, ингибируя тем самым транс-дукцию сигнала от белка активации 3 и активатора транскрипции (STAT3) [45]. Проводятся исследования по изучению её эффективности при остром миокардите и фиброзе легких.
Например, рекомбинантный антагонист рецептора IL-1 (Анакинра) был первоначально разработан для контроля «цитокинового шторма» и связанного с ним повреждения тканей у пациентов с сепсисом [46]. В последствии Анакинра успешно использовалась при «цитокиновом шторме», появляющегося у пациентов вторично, после аутоиммунного, воспалительного, инфекционного или онкологического заболевания [46].
Таргетную терапию ингибиторами IL-1 или IL-6 в комбинации с глюкокортикоидами рекомендуется инициировать до развития тяжелого поражения легких с целью подавления цитокинового шторма и предотвращения развития полиорганной недостаточности [23].
Еще один механизм противовоспалительной терапии связан с ингибированием янус-киназ (Janus kinases, JAK). Показано, что путь передачи сигнала через JAK/STAT (signal transducer and activator of transcription) является общим сигнальным путем для нескольких цитокинов. При его ингибировании может блокироваться ряд факторов-мишеней одновременно [47].
Подавление JAKs с помощью препаратов барици-тиниба и тофацитиниба является относительно новой концепцией, используемой при системных аутоиммунных и воспалительных заболеваниях. JAKs участвуют в передаче сигналов от рецептора цитокинов, включая (но не ограничиваясь этим) рецептор IL-6, а также рецепторы IFN типа 1 и типа 2 [48]. Они обеспечивают фосфорилирование транскрипционных факторов семейства STAT, которые, в свою очередь, участвуют в экспрессии провоспалительных цитокинов. Таким образом, ингибиторы JAK эффективно ограничивают экспрессию цитокинов и могут помочь в контроле над «цитокиновым штормом». При среднетяжелой форме пневмонии с целью подавления гипервоспаления и предотвращения развития серьезных поражений легких и других органов, обусловленных COVID-19, можно рассматривать назначение ингибиторов янус-киназ и IL-6 [23].
Тем не менее, JAK также контролируют экспрессию T1IFN, который играет ключевую роль при выработке INFa, ограничении репликации вируса и инициации элиминации патогенных микроорганизмов [49]. Следовательно, ингибирование JAK с помощью малых молекул может быть непродуктивным, поскольку они не смогут сдерживать распространение и элиминацию инфекционного агента и способны вызывать непредвиденные осложнения. В настоящее время проводятся два клинических исследования для проверки безопасности и эффективности ингибиторов JAK при тяжелом течении COVID-19 (ChiCTR2000030170, ChiCTR2000029580), результаты которых могут внести ясность в необходимость их клинического применения.
Однако, по-прежнему сохраняет свою актуальность ряд вопросов. Наиболее важными из них являются следующие: должны ли мы применять противовоспалительную терапию при развитии COVID-19? Каких пациентов следует лечить противовоспалительными агентами и когда необходимо начинать такую терапию? Какова должна быть продолжительность лечения? Какое средство при этом является лучшим выбором?
Существенной проблемой гормональной противовоспалительной терапии остается то, что кортикостероиды могут задерживать элиминацию вируса и увеличивать риск вторичной инфекции, что особенно значимо для пациентов с иммунопатологическими заболеваниями. Во-вторых, биологические агенты, нацеленные на про-воспалительные цитокины, способны ингибировать только специфический воспалительный фактор и могут быть не очень эффективны в сдерживании «цитокинового
шторма» при COVID-19, в котором другие цитокины также играют существенную роль. Наконец, время начала противовоспалительного лечения очень важно. Согласно имеющимся данным, у пациентов ухудшение состояния наблюдается через 1-2 недели от начала заболевания и быстрое начало противовоспалительной терапии в этом коротком временном интервале, вероятно, приведет к благоприятному ответу на лечение.
Клеточная терапия
В качестве возможных вариантов клеточной иммунотерапии и терапевтических стратегий первой линии рассматриваются аллогенные ММСК [24]. Являясь важным членом семейства стволовых клеток, они характеризуются известными противовоспалительными и иммуномо-дулирующими функциями в дополнение к их потенциалу для самообновления и разнонаправленной дифферен-цировки. Они могут не только ингибировать чрезмерную активацию Т-лимфоцитов и макрофагов и побуждать их дифференцироваться в подгруппы Treg и противовоспалительные макрофаги, но также ингибировать синтез провоспалительных цитокинов, таких как IL-1a и TNF. Секретируя IFN-a и -у, IL-6, IL-12, тем самым уменьшая возникновение «цитокинового шторма» [50-51]. В то же время, МСК также могут секретировать IL-10, фактор роста гепатоцитов, кератиноцитов и VEGF для облегчения ОРДС и регенерации поврежденной ткани легких и противодействуя развитию фиброза [52]. Следовательно, ожидается, что многие функции ММСК могут сделать их эффективным средством лечения COVID-19.
Накопленный опыт доклинических экспериментов позволил экстренно перейти к проведению клинических исследований безопасности их применения при ОРДС и поиска оптимальных показаний для получения максимальных выгод для пациентов после трансплантации [24]. Часть результатов пилотных исследований уже опубликована, однако они в основном носят характер описания клинических случаев и пока не позволяют сделать однозначные выводы о безопасности и возможной эффективности МСК. Из-за малого количества клинических исследований необходимо с осторожностью относиться к трактовке полученных результатов [24].
Кроме применения МСК у тяжелых больных с ОРДС, рассматривают включение и других агентов клеточной терапии [24]. В частности, реализацию адоптивной (от англ. adopt—переносить, усыновлять] иммунотерапии с применением Т-лимфоцитов и NK-клеток, а также некоторых других видов клеток, например CAR T-клеток, которые успешно применяются для лечения онкологических заболеваний. В связи с тем, что противовирусный и противоопухолевый иммунный ответ очень схожи, можно говорить о важной роли адоптивной клеточной терапии в борьбе против коронавирусной инфекции [53]. Начат набор пациентов в ряд клинических испытаний [54-56].
В клинической практике исследователи могут генерировать CAR Т-клетки из лимфоцитов периферической крови пациентов с последующей их реинфузией [57]. Химерный антигенный рецептор (Chimeric Antigen Receptor, CAR] содержит три домена: внеклеточный домен для специфического связывания антигенов, трансмембранную часть для закрепления рецептора и эндодо-мен для передачи сигналов. Внеклеточный домен представляет собой вариант одноцепочечного фрагмента (scFv), полученный из вариабельного домена антител или рецепторов. В качестве эндодомена обычно используют CD3Z—компонент Т-клеточного рецептора передающего сигнал [58]. Используя данные характеристики можно
разработать любой дизайн CAR для распознавания специфических антигенов и активации экспрессиру-ющих CAR эффекторных клеток. Когда CAR Т-клетки вводятся реципиенту, они активируются посредством взаимодействия со своими специфическими антигенами. Хотя они могут специфически атаковать мишень на антиген-экспрессирующих клетках, они также могут приводить к системному воспалительному процессу или цитокиновому шторму, типичными проявлениями которых обычно являются высокая температура, гипотензия или даже полиорганная недостаточность. В этой связи к использованию клеточной терапии с применением CAR Т-клеток среди научного и медицинского сообщества пока сохраняется осторожное отношение.
Заключение
Основной клинический материал опубликован по результатам иммунотерапии COVID-1 9 проведенной в Китае в начале 2020 года. К настоящему времени
ЛИТЕРАТУРА [REFERENCES]:
1. Zhou P., Yang X.L., Wang X.G. et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature 2020; 579(7798): 270-3.
2. Lazear H.M., Schoggins J.W., Diamond M.S. Shared and distinct functions of type I and type III interferons. Immunity 2019; 50(4): 907-23.
3. Ben Addi A., Lefort A., Hua X. et al. Modulation of murine dendritic cell function by adenine nucleotides and adenosine: involvement of the A (2B) receptor. Eur. J. Immunol. 2008; 38(6): 1610-20.
4. de Wit E., van Doremalen N., Falzarano D., Munster V.J. SARS and MERS: recent insights into emerging cronaviruses. Nat. Rev. Microbiol. 2016; 14(8): 523-34.
5. Alunno A., Padjen I., Fanouriakis A., Boumpas D.T. Pathogenic and therapeutic relevance of JAK/STAT signaling in systemic lupus erythematosus: integration of distinct inflammatory pathways and the prospect of their inhibition with an oral agent. Cells 2019; 8(8): 898. doi: 10.3390/cells8080898.
6. Kindler E., Thiel V., Weber F. Interaction of SARS and MERS coronaviruses with the antiviral interferon response. Adv. Virus Res. 2016; 96: 219-43.
7. Lu X., Pan J., Tao J., Guo D. SARS-CoV nucleocapsid protein antagonizes IFN-beta response by targeting initial step of IFN-beta induction pathway, and its C-terminal region is critical for the antagonism. Virus Genes. 2011; 42(1): 37-45.
8. Cron R.Q., Chatham W.W. The rheumatologist's role in Covid-19. J. Rheumatol. 2020; 47(5): 639-42.
9. Tisoncik J.R., Korth M.J., Simmons C.P., et al. Into the eye of the cytokine storm. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2012; 76: 16-32.
10. Channappanavar R., Perlman S. Pathogenic human coronavirus infections: causes and consequences of cytokine storm and immunopathology. Semin. Immunopathol. 2017; 39: 529-39.
11. Qin C., Zhou L., Hu Z. et al. Dysregulation of immune response in patients with COVID-19 in Wuhan, China. Clin. Infect. Dis. 2020; 71(15): 762-8.
12. Chen G., Wu D., Guo W. et al. Clinical and immunological features of severe and moderate coronavirus disease 2019. J. Clin. Invest. 2020; 130(5): 2620-9.
13. National Health Commission of the People's Republic of China The Diagnosis and Treatment Plan for 2019-nCoV (accessed 4 March 2020). The Seventh Trial Edition www.nhc.gov.cn/yzygj/s7653p/202003/46c9 294a7dfe4cef80dc7f5912eb1989.shtml.
14. Guan W-j., Ni Z-y., Hu Y. et al. Clinical characteristics of coronavirus Disease 2019 in China. N. Engl. J. Med. 2020 382: 1708-20.
15. Wan S., Yi Q., Fan S. et al. Characteristics of lymphocyte subsets and cytokines in peripheral blood of 123 hospitalized patients with 2019 novel coronavirus pneumonia (NCP). medRxiv 2020.02.10.20021832. doi: https://doi.org/10.1101/2020.02.10.20021832.
16. Xu Z., Shi L., Wang Y. et al. Pathological findings of COVID-19 associated with acute respiratory distress syndrome. Lancet Respir. Med. 2020; 8: 420-2.
17. Chousterman B.G., Swirski F.K., Weber G.F. Cytokine storm and sepsis disease pathogenesis. Semin. Immunopathol. 2017; 39: 517-28.
18. Chiappelli F., Khakshooy A., Greenberg G. CoViD-19 Immunopathology and Immunotherapy. Bioinformation 2020; 16(3): 219-22.
19. Chen N., Zhou M., Dong X. et al. Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study. Lancet 2020; 395: 507-13.
20. Wang D., Hu B., Hu C. et al. Clinical characteristics of 138 hospitalized patients with 2019 novel coronavirus-infected pneumonia in Wuhan, China. JAMA. 2020; 323(11): 1061-9.
не достаточно клинических исследований, чтобы оценить эффективность выбранных лечебных подходов, но работа в данном направлении продолжается.
Понимание стратегий уклонения ЭДП8-СоУ-2 от распознавания иммунной системой и происходящей в результате этого отсроченной массивной иммунной реакции приведет к идентификации биомаркеров, которые позволят прогнозировать развитие заболевания, а также способствовать поиску таких методов лечения, которые, вероятно, будут включать антивирусные и имму-номодулирующие средства.
На момент написания обзора не было проведено серьезных рандомизированных клинических исследований по вопросу иммунотерапии С0УЮ-19, аналогичные исследования, связанные с лечением других коронави-росов показали обнадеживающие результаты. Поэтому использование методов иммунотерапии для предотвращения инфицирования ЭДП8-СоУ-2 и лечения новой коро-навирусной инфекции также может быть обоснованным вариантом и подходящей терапевтической опцией.
21. Yao X.H., Li T.Y., He Z.C. et al. A pathological report of three COVID-19 cases by minimally invasive autopsies. Chin. J. Pathol. 2020; 49(5): 411-7.
22. Shimabukuro-Vornhagen A., Gödel P., Subklewe M. et al. Cytokine release syndrome. J. Immunother. Cancer 2018; 6: 56.
23. Временные методические рекомендации: профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Утверж. Е.Г. Камкин. Версия 8, 03.09.2020. [Interim Guidelines: Prevention, Diagnosis and Treatment of Novel Coronavirus Infection (COVID-19). Approved. E.G. Kamkin. Version 8, 03.09].
24. Деев Р.В. Клеточная трансплантация в программе лечения COVID-19: пересадка стволовых стромальных (мезенхимальных) клеток. Гены и Клетки 2020; 15(2): 9-17. [Deev R.V. Cell transplantation for COVID-19 treatment: transmission of stem stomal (mesenchimal) cells. Genes and cells 2020; 15(2): 9-17].
25. Behrens E.M., Koretzky G.A. Review: cytokine storm syndrome: looking toward the precision medicine era. Arthritis Rheumatol. 2017; 69: 1135-43.
26. Ferro F., Elefante E., Baldini C., et al. COVID-19: the new challenge for rheumatologists. Clin. Exp. Rheumatol. 2020; 38(2): 175-80.
27. D'Antiga L. Coronaviruses and immunosuppressed patients: the facts during the third epidemic. Liver Transpl. 2020; 26(6): 832-4.
28. Samuel C.E. Antiviral actions of interferons. Clin. Microbiol. Rev. 2001; 14: 778-809.
29. Shen K.L., Yang Y.H. Diagnosis and treatment of 2019 novel coronavirus infection in children: a pressing issue. World J. Pediatr. 2020: 6-8.
30. Lokugamage K.G., Schindewolf C., Menachery V.D. SARS-CoV-2 sensitive to type I interferon pretreatment. Bio Rxiv. 2020.
31. Sheahan T.P., Sims A.C., Leist S.R. et al. Comparative therapeutic efficacy of remdesivir and combination lopinavir, ritonavir, and interferon beta against MERS-CoV. Nat. Commun. 2020; 11: 222. https://doi. org/10.1038/s41467-019-13940-6.
32. Menachery V.D., Yount B.L., Josset L. et al. Attenuation and restoration of severe acute respiratory syndrome coronavirus mutant lacking 2'-O-methyltransferase activity. J. Virol. 2014; 88: 4251-64.
33. Stockman L.J., Bellamy R., Garner P. SARS: systematic review of treatment effects. PLoS Med. 2006; 3: 1525-31.
34. Dong L., Hu S., Gao J. Discovering drugs to treat coronavirus disease 2019 (COVID-19). Drug Discov. Ther. 2020; 14: 58-60.
35. Bellingan G., Maksimow M., Howell D.C. et al. The effect of intravenous interferon-beta-1a (FP-1201) on lung CD73 expression and on acute respiratory distress syndrome mortality: an open-label study. Lancet Respir. Med. 2014; 2: 98-107.
36. Ranieri V.M., Pettilä V., Karvonen M.K. et al. Effect of intravenous interferon ß-1a on death and days free from mechanical ventilation among patients with moderate to severe acute respiratory distress syndrome: a randomized clinical trial. JAMA 2020; 323: 725-33.
37. Sallard E., Lescure F.X., Yazdanpanah Y. et al. Type 1 interferons as a potential treatment against COVID-19. Antiviral. Res. 2020; 178: 104791.
38. Mair-Jenkins J., Saavedra-Campos M., Baillie J. K. et al. The effectiveness of convalescent plasma and hyper immune immunoglobulin for the treatment of severe acute respiratory infections of viral etiology: a systematic review and exploratory meta-analysis. J. Infect. Dis. 201 5; 211(1): 80-90.
39. Casadevall A., Pirofski L.A. The convalescent sera option for containing COVID-19. J. Clin. Invest. 2020; 130(4): 1545-8.
40. Michot J.M., Albiges L., Chaput N. et al. Tocilizumab, an anti-IL6 receptor antibody, to treat Covid-19-related respiratory failure: a case report. Ann. Oncol. 2020; 31(7): 961-4.
41. Zhang X., Song K., Tong F., et al. First case of COVID-19 in a patient with multiple myeloma successfully treated with tocilizumab. Blood Adv. 2020; 4(7): 1307-10.
42. Genentech Announces FDA approval of clinical trial for Actemra to treat hospitalized patients with severe COVID-19 pneumonia, https:// www.gene.com/media/press-releases/14843/2020-03-23/ genentech-announces-fda-approval-of-clin.
43. Sanofi and Regeneron begin global Kevzara® (sarilumab) clinical trial program in patients with severe COVID-19, http://www.news.sanofi. us/2020-03-16-Sanofi-and-Regeneron-begin-global-Kevzara-R-sarilumab-clinical-trial-program-in-patients-with-severe-COVID-19.
44. Ascierto P.A., Fox B.A., Urba W.J. et al. Insights from immuno-oncology: the society for immunotherapy of cancer statement on access to IL-6-targeting therapies for COVID-19. J. Imm. Ther. Cancer 2020; 8: e000878.
45. Henter J.I., Chow C.B., Leung C.W. et al. Cytotoxic therapy for severe avian influenza A (H5N1) infection. Lancet 2006; 367(9513): 870-3.
46. Sonmez H.E., Demir S., Bilginer Y., Ozen S. Anakinra treatment in macrophage activation syndrome: a single center experience and systemic review of literature. Clin. Rheumatol. 2018; 37(12): 3329-35.
47. Maschalidi S., Sepulveda F.E., Garrigue A. et al. Therapeutic effect of JAK1/2 blockade on the manifestations of hemophagocytic lymphohistiocytosis in mice. Blood 2016; 128(1): 60-71.
48. Cron R.Q., Chatham W.W. The rheumatologist's role In COVID-19. J. Rheumatol. 2020; 47(5): 639-42.
49. Zhou F., Yu T., Du R. et al. Clinical course and risk factors for mortality of adult in patients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. Lancet 2020; 395 (10229): 1054-62.
50. Uccelli A., de Rosbo N.K. The immunomodulatory function of mesenchymal stem cells: mode of action and pathways. Ann. N.Y. Acad. Sci., 2015; 1351: 114-26.
51. Ben-Mordechai T., Palevski D., Glucksam-Galnoy Y. et al. Targeting macrophage subsets for infarct repair. J. Cardiovasc. Pharmacol. Ther. 2015; 20(1): 36-51.
52. Lee J.W., Fang X.H., Krasnodembskaya A. et al. Concise review: Mesenchymal stem cells for acute lung injury: role of paracrine soluble factors. Stem cells 2011; 29(6): 913-9.
53. Jinxin Q., Chengchao D., Xian J., Yong G. Advances in developing CAR T-cell therapy for HIV cure Front. Immunol. 2020; 11: 361.
54. Adipose-derived mesenchymal stem cells in acute respiratory Distress Syndrome COVID-19, SARS-CoV-2. NCT04280224.
55. Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells in Acute Respiratory Distress Syndrome COVID-19. NCT04324996.
56. Adipose-derived Mesenchymal Stem Cells in Acute Respiratory Distress Syndrome COVID-19, SARS-CoV-2. NCT04344548.
57. Zhang C., Liu J., Zhong J.F., Zhang X. Engineering CAR-T cells. Biomark. Res. 2017; 5: 22.
58. Ramos C.A., Dotti G. Chimericantigen receptor (CAR)-engineered lymphocytes for cancer therapy. Expert. Opin. Biol. Ther. 2011; 11: 855-73.
