Одним из наиболее неприятных аспектов пандемии COVID-19 является неспособность врачей предсказать, у каких недавно госпитализированных пациентов разовьется тяжелое заболевание, включая осложнения, требующие введения дыхательной трубки, диализа почек или другой интенсивной терапии. . Знание возраста пациента и основных заболеваний может помочь предсказать такие исходы, но все же есть сюрпризы, когда более молодые, казалось бы, более здоровые пациенты страдают от серьезных осложнений, которые могут привести к смерти.

Ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе показали, что относительно простой и быстрый анализ крови может предсказать – в течение дня после поступления в больницу – какие пациенты с COVID-19 подвержены наибольшему риску тяжелые осложнения или смерть.

В исследовании, опубликованном 14 января в JCI Insight участвовало около 100 пациентов, недавно госпитализированных с COVID-19.

Анализ крови измеряет уровни митохондриальной ДНК, уникального типа молекулы ДНК, которая обычно находится внутри энергетических фабрик клеток. Митохондриальная ДНК, выходящая из клеток в кровоток, является признаком того, что в организме происходит определенный тип насильственной гибели клеток.

«Врачам нужны более совершенные инструменты для оценки состояния пациентов с COVID-19 как можно раньше, потому что многие виды лечения, такие как моноклональные антитела, отсутствуют, и мы знаем, что некоторым пациентам станет лучше без интенсивных лечения », – сказал соавтор исследования Эндрю Э. Гельман, доктор философии, заведующий кафедрой иммунологии и онкологии отделения хирургии Жаклин Г. и Уильяма Э. Марица

«Мы так многого не понимаем об этой болезни», – добавил он. «В частности, нам необходимо понять, почему некоторые пациенты, независимо от их возраста или состояния здоровья в некоторых случаях, входят в эту гипервоспалительную спираль смерти. Наше исследование предполагает, что повреждение тканей может быть одной из причин этой спирали, поскольку митохондриальная ДНК, которая является высвобожденный сам по себе является воспалительной молекулой ».

Исследователи заявили, что этот тест может служить способом прогнозирования тяжести заболевания, а также инструментом для более точного планирования клинических испытаний, выявления пациентов, которым, например, могут помочь определенные исследуемые методы лечения. Они также заявили, что хотели бы оценить, может ли тест служить способом контроля эффективности новых методов лечения. Предположительно, эффективное лечение снизит уровни митохондриальной ДНК.

«Нам потребуются более масштабные испытания, чтобы проверить то, что мы обнаружили в этом исследовании, но если бы мы могли определить в первые 24 часа после поступления в больницу, потребуется ли пациенту диализ, интубация или лекарство, чтобы его кровяное давление тоже не упало. низко, это изменило бы то, как мы сортируем пациентов, и это может изменить то, как мы ведем их намного раньше в течении болезни », – сказал соавтор исследования Хришикеш С. Кулкарни, доктор медицины, доцент медицины.

Исследователи, в том числе соавторы Давиде Скоцци, доктор медицины, доктор философии, штатный научный сотрудник, и Марлен Кано, доктор философии, научный сотрудник, получивший докторскую степень, обследовали 97 пациентов с COVID-19 в Barnes-Jewish Hospital, измерив их митохондриальную ДНК уровни в первый день их пребывания в больнице. Они обнаружили, что уровни митохондриальной ДНК были намного выше у пациентов, которые в конечном итоге были помещены в отделение интенсивной терапии, интубированы или умерли. Исследователи обнаружили, что эта связь не зависит от возраста, пола и состояния здоровья пациента.

В среднем уровни митохондриальной ДНК были примерно в десять раз выше у пациентов с COVID-19, у которых развилась тяжелая дисфункция легких или в конечном итоге они умерли. У пациентов с повышенным уровнем вероятность интубации была почти в шесть раз выше, вероятность госпитализации в отделение интенсивной терапии в три раза выше и почти в два раза выше вероятность смерти по сравнению с пациентами с более низким уровнем

.

Кроме того, тест предсказал результаты так же или лучше, чем существующие маркеры воспаления, которые в настоящее время измеряются у пациентов, госпитализированных с COVID-19. По словам исследователей, большинство других маркеров воспаления, измеряемых у пациентов с COVID-19, включая тех, которые все еще находятся в стадии исследования, являются общими маркерами системного воспаления, а не воспалением, специфичным для гибели клеток.

«Вирусы могут вызывать тип повреждения тканей, называемый некрозом, который является сильной воспалительной реакцией на инфекцию», – сказал Гельман. «Клетка раскрывается, высвобождая содержимое, в том числе митохондриальную ДНК, которая сама вызывает воспаление. У пациентов с COVID-19 были отдельные свидетельства такого типа повреждения клеток и тканей в легких, сердце и почках. Мы думаем, что это возможно что измерения митохондриальной ДНК в крови могут быть ранним признаком этого типа гибели клеток в жизненно важных органах »

Исследователи также подчеркнули, что этот тест можно быстро и просто выполнить в большинстве больниц, поскольку он использует то же оборудование, что и стандартный тест ПЦР на COVID-19. Разработанный ими метод позволяет количественно определять уровни митохондриальной ДНК непосредственно в крови. Не требуя промежуточных шагов для извлечения ДНК из крови, метод вернул результаты менее чем за час.

Прежде чем они смогут подать заявку на одобрение в Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), ученым необходимо будет проверить точность теста в более крупном многоцентровом исследовании. У них есть планы расширить исследования на большее количество сайтов.

В исследовании использовались образцы, полученные из биорепозитория COVID-19 Медицинской школы, который был разработан соавторами Джейн О'Халлоран, доктором медицины, доцентом медицины; Чарльз Госс, доктор философии, преподаватель биостатистики; и Филип Мадд, доктор медицины, доцент кафедры неотложной медицины.