Cytokínová búrka

Cytokínová búrka predstavuje prudkú zápalovú reakciu, ktorá sa vymkne spod kontroly nášho tela. Zápalová reakcia na vírusovú infekciu je zvyčajne samoliečivá, ale u niektorých ľudí je aktivácia imunitného systému taká silná, že môže spôsobiť poškodenie mnohých orgánov a nakoniec aj smrť. Posledné štúdie preukázali, že cytokínová búrka je jednou z hlavných príčin smrti ľudí trpiacich COVID-19.

Obsah:

1. Cytokínová búrka - čo to je?
2. Cytokínová búrka - mechanizmus jej vzniku
3. Cytokínová búrka - príčiny
4. Cytokínová búrka - následky
5. Cytokínová búrka - príznaky
6. Liečba cytokínovou búrkou
7. Cytokine Storm - COVID-19 a ďalšie pandémie

Cytokínová búrka - čo to je?

Cytokínová búrka alebo hypercytokinémia alebo cytokínová kaskáda je nadmerná a nekontrolovaná reakcia imunitného systému, ktorá uvoľňuje obrovské množstvo prozápalových látok. Neliečené búrky s cytokínmi môžu viesť k vážnym komplikáciám, ako je sepsa, šok, poškodenie tkanív a zlyhanie viacerých orgánov, s následnou smrťou.

Cytokínové búrky nie sú klasifikované ako chorobná entita, ale ako komplex imunitných reakcií, ktoré sa môžu objaviť v priebehu rôznych klinických stavov, napríklad infekčných chorôb.

Pojem „cytokínová búrka“ sa prvýkrát použil v roku 1993 na opísanie účinkov choroby štep proti hostiteľovi, ktoré sa môžu vyskytnúť v tele príjemcu po transplantácii orgánu. V roku 2003 sa tiež preukázalo, že cytokínová búrka môže súvisieť s reakciou tela na infekciu vírusmi, baktériami alebo hubami.

Pojem „cytokínová búrka“ sa zdá byť použitý prvýkrát v súvislosti s infekciou vírusom vtáčej chrípky H5N1 v roku 2005. Potom sa začal čoraz viac využívať vo vedeckej literatúre.

Cytokínová búrka - mechanizmus jej vzniku

K iniciácii cytokínovej búrky môže dôjsť napríklad počas infekcie vírusom chrípky. Po infekcii sa vírus dostáva do epiteliálnych buniek horných a dolných dýchacích ciest procesom endocytózy. Potom je vírusový genetický materiál rozpoznaný tzv s patogénom spojené molekulárne vzorce (skrátene PAMP), ktoré zase môžu iniciovať reakciu imunitného systému vrátane cytokínovej búrky.

Počas cytokínovej búrky sa bunky imunitného systému rýchlo aktivujú. Rýchle delenie T lymfocytov a B lymfocytov, monocytov, makrofágov, dendritických buniek a NK buniek a ich nadprodukcia viac ako 150 rôznych cytokínov.

Funkciou cytokínovej búrky je strata negatívnej spätnej väzby imunitným systémom, ktorá fyziologicky inhibuje nadmernú produkciu prozápalových cytokínov. Uvoľňovanie cytokínov indukuje uvoľňovanie ďalších cytokínov, ktoré iniciujú nezastaviteľnú reťazovú reakciu. Ide o akýsi samohybný začarovaný kruh.

Cytokíny sú rozmanitá skupina malých molekúl, ktoré sa vylučujú hlavne bunkami v imunitnom systéme, aby navzájom komunikovali. Medzi najdôležitejšie funkcie cytokínov patrí kontrola delenia a diferenciácie imunitných buniek a regulácia zápalovej reakcie.

Cytokíny zahŕňajú proteíny, ako sú:

• Interferóny (IFN), ktoré hrajú hlavnú úlohu vo vrodenej imunite voči vírusom a iným mikróbom
• Interleukíny (IL), ktoré primárne regulujú diferenciáciu a aktiváciu imunitných buniek. Môžu mať prozápalové (aktivujúce zápalovú reakciu) alebo protizápalové (inhibujúce zápalovú reakciu) funkcie
• Chemokíny pôsobia ako látky, ktoré „lákajú“ bunky imunitného systému a riadia ich pohyb do miest zápalu
• Faktory stimulujúce kolónie (CSF) riadia krvotvorbu, proces výroby zrelých imunitných buniek z krvných kmeňových buniek
• Faktor nekrózy nádorov (TNF) je pravdepodobne najviac študovaným prozápalovým cytokínom, ktorý hrá ústrednú úlohu v cytokínovej búrke

Cytokínová búrka - príčiny

Faktory vedúce k cytokínovej búrke sú spojené s celým radom infekčných a neinfekčných chorôb. Medzi infekčné látky patria:

• streptokoky skupiny A
• cytomegalovírus
• Vírus Epstein-Barr
• Vírus ebola
• vírus chrípky
• vírus kiahní
• koronavírusy, napríklad SARS-CoV, MERS-CoV

Medzi neinfekčné faktory patria:

• choroba štepu proti hostiteľovi
• roztrúsená skleróza
• juvenilná idiopatická artritída
• zápal podžalúdkovej žľazy
• rakoviny, napríklad lymfómy
• biologické terapie, napríklad rituximab
• hemofagocytový syndróm
• syndróm aktivácie makrofágov

Jednou z najväčších záhad okolo cytokínovej búrky je dôvod, prečo sa niektorí ľudia zdajú byť obzvlášť zraniteľní a iní odolní proti rozvoju cytokínovej búrky. Pravdepodobne to súvisí s genetickou variabilitou imunitnej odpovede v ľudskej populácii.

Cytokínová búrka - následky

Cytokínové búrky sú dôležitou príčinou smrti pacientov infikovaných vírusmi ako Ebola, Marburg, koronavírusmi a pandemickou chrípkou. Akútne poškodenie pľúc (ALI) je častým dôsledkom cytokínovej búrky u vírusov ovplyvňujúcich pľúca, ako sú SARS-CoV a vírus chrípky.

ALI je charakterizovaná akútnou zápalovou reakciou z pľúcneho tkaniva, po ktorej nasleduje chronická fáza ukladania kolagénu do pľúc a fibróza. Postupom času sa ALI môže vyvinúť do závažnejšej formy, syndrómu akútnej respiračnej tiesne (ARDS).

Lokálna pneumónia sa môže šíriť cez obehový systém po celom tele a spôsobiť katastrofu v ďalších orgánoch. Nakoniec je možné pozorovať závažný klinický syndróm vo forme sepsy.

Ľudia so závažnou infekciou vyvolanou sepsou majú charakteristické profily krvných cytokínov, ktoré sa časom menia. Cytokínmi akútnej odpovede sú TNF, interleukín-1 a 8, ktoré sa objavujú skoro minúty alebo hodiny po infekcii, po ktorých nasleduje výrazné zvýšenie hladín interleukínu-6. Protizápalový interleukín-10 sa objavuje o niečo neskôr, keď sa telo snaží kontrolovať akútnu systémovú zápalovú reakciu.

Okrem pľúcnych infekcií je cytokínová búrka dôsledkom závažných infekcií gastrointestinálneho traktu, močových ciest, centrálneho nervového systému, kože a kĺbov.

Cytokínová búrka - príznaky

• horúčka
• únava
• strata chuti do jedla
• bolesť svalov a kĺbov
• nevoľnosť a zvracanie
• hnačka
• pokles krvného tlaku
• rýchly tlkot srdca
• záchvaty
• Bolesť hlavy
• delirium a halucinácie
• zapletenie
• vyrážka

Laboratórne testy však ukazujú vysokú úroveň:

• zlúčeniny dusíka v krvi
• D-diméry
• aminotransferázy
• feritín
• Proteíny CRP
• interleukín-6
• laktátdehydrogenáza
• predĺžený protrombínový čas
• nízky počet krvných doštičiek

Liečba cytokínovou búrkou

V súčasnosti neexistuje žiadna samostatná terapia cytokínovými búrkami a lieky špeciálne určené na jej liečbu. Hlavným prístupom pri liečbe tohto syndrómu je indukcia imunosupresie, to znamená zníženie odozvy imunitného systému. Na tento účel lieky ako:

• kortikosteroidy
• inhibítory cytokínov, napríklad tocilizumab

Cytokine Storm - COVID-19 a ďalšie pandémie

Hromadiace sa klinické dôkazy naznačujú, že podskupina závažných pacientov s COVID-19 vyvolaná vírusom SARS-CoV-2 môže vykazovať syndróm cytokínovej búrky.

Multicentrická retrospektívna štúdia publikovaná Ruanom a spol., V ktorej bolo analyzovaných 150 potvrdených prípadov COVID-19, zistila, že úmrtnosť na COVID-19 môže byť spôsobená vírusom aktivovanou cytokínovou búrkou. U týchto pacientov boli pozorované zvýšené hladiny feritínu a interleukínu-6 v krvi. To môže mať dôležité dôsledky na liečbu choroby, pretože liečba COVID-19 je v súčasnosti podporná.

Preto sa navrhuje, aby sa u pacientov so závažným COVID-19 vyšetroval výskyt cytokínových búrok (napr. Meraním feritínu), aby sa určila podskupina pacientov, pre ktorých by bola imunosupresívna liečba účinná. Tento nový terapeutický prístup sa testuje na oddelení infekčných chorôb Nezávislej verejnej klinickej nemocnice č. 1 v Lubline.

Cytokínová búrka môže vysvetliť úmrtnosť mladých ľudí z COVID-19, pretože podobná situácia bola pozorovaná v roku 1918 počas pandémie španielskej chrípky. V tom čase sa viac ako polovica úmrtí vyskytla u zdravých jedincov vo veku od 18 do 40 rokov a bola spôsobená cytokínovou búrkou, ktorá viedla k syndrómu akútnej respiračnej tiesne.

Na druhej strane fenomén cytokínovej búrky vysvetľuje, prečo sa deti infikujú vírusom SARS-CoV-2 mierne. Ich imunitný systém je jednoducho menej vyvinutý a na prítomnosť vírusu nereaguje tak prudko.

Prečítajte si tiež:

• Ako prebieha infekcia koronavírusom SARS CoV-2? Nové dojednania!
  
• Koronavírus nebezpečný pre starších ľudí - ako chrániť seniorov?
• Prečo koronavírus zabíja mladých ľudí?
• Doktor ukazuje, ako koronavírus ničí pľúca mladých ľudí
• Úmrtnosť u ľudí infikovaných koronavírusom

Literatúra:

1. Tisoncik J. R. a kol. Into the Eye of the Cytokine Storm. Microbiol Mol Biol Rev. 2012 Mar; 76 (1): 16–32. online prístup -
2. Mehta P. a kol. COVID-19: zvážte syndrómy cytokínových búrok a imunosupresiu. Lancet. 2020 28. marca; 395 (10229): 1033-1034. online prístup -
3. Osterholm M.T. Príprava na ďalšiu pandémiu. N Engl J Med. 2005 5. mája; 352 (18): 1839-42. online prístup
4. Lee D.W. et al. Súčasné koncepcie v diagnostike a liečbe syndrómu uvoľnenia cytokínov. Krv. 2014 10. júla; 124 (2): 188–195. online prístup -
5. Behrens E.M. a Koretzky G.A. Recenzia: Cytokínový búrkový syndróm: Pohľad smerom k ére presnej medicíny. Artritída Rheumatol. 2017 jún; 69 (6): 1135-1143. online prístup -
6. Ruan Q. a kol. Klinické prediktory úmrtnosti na COVID-19 na základe analýzy údajov od 150 pacientov z čínskeho Wu-chanu. Intensive Care Med 2020. - online prístup
7. Inovatívna metóda liečby koronavírusmi testovaná v Lubline - online prístup

O autorovi

Karolina Karabin, MD, PhD, molekulárna biologička, laboratórna diagnostička, Cambridge Diagnostics Polska. Biologička so špecializáciou na mikrobiológiu a laboratórna diagnostika s viac ako 10-ročnými skúsenosťami v laboratórnej práci. Absolvent Vysokej školy molekulárnej medicíny a člen Poľskej spoločnosti pre genetiku človeka. Vedúci výskumných grantov v Laboratóriu molekulárnej diagnostiky na Katedre hematológie, onkológie a vnútorných chorôb Lekárskej univerzity vo Varšave. Na 1. lekárskej fakulte Lekárskej univerzity vo Varšave obhájila titul doktor lekárskych vied v odbore lekárska biológia. Autor mnohých vedeckých a populárno-vedeckých prác v oblasti laboratórnej diagnostiky, molekulárnej biológie a výživy. Denne ako špecialista v oblasti laboratórnej diagnostiky vedie testovacie oddelenie v spoločnosti Cambridge Diagnostics Polska a spolupracuje s tímom dietológov na CD Dietary Clinic. O svoje praktické poznatky z diagnostiky a dietoterapie chorôb sa delí s odborníkmi na konferenciách, školeniach, v časopisoch a na webových stránkach. Zaujíma ju najmä vplyv moderného životného štýlu na molekulárne procesy v tele.

Prečítajte si viac textov od tohto autora