Тяжесть COVID-19 предскажут маркеры нейтрофилов

Поиск биомаркеров, предсказывающих риск тяжелого течения COVID-19, ведется с самого начала пандемии. В новой работе ученые из США искали такие биомаркеры в транскриптомах крови пациентов с подтвержденной коронавирусной инфекцией.

В исследовании приняли участие 38 пациентов. Они были разделены на три группы по степени тяжести COVID-19: семь человек переносили инфекцию легко или бессимптомно; у семи человек наблюдались симптомы умеренной тяжести; 24 человека были в критическом состоянии, им требовалась поддержка дыхания или артериального давления. Секвенирование РНК образцов цельной крови пациентов было проведено с помощью платформы Illumina. Транскриптомы пациентов сравнивали с транскриптомами четырех индивидов без COVID-19.

Ученые идентифицировали 758 генов, экспрессия которых различалась у пациентов и контролей. Из них экспрессия 603 генов была снижена при COVID-19, экспрессия 155 — повышена. Первые ассоциировались с адаптивным иммунным ответом, T-клеточным и TOR-сигналингом, вторые — с врожденным иммунным ответом. Особенно сильно при COVID-19 была повышена экспрессия ALPL, DEFA1, DEFA3 и MPO. Похожая картина ранее была описана и для других инфекций.

На следующем этапе ученые проанализировали изменения транскриптома в зависимости от степени тяжести COVID-19 и состояния пациента. Оказалось, что у критических пациентов, нуждающихся в вазопрессорах, повышена экспрессия маркеров нейтрофилов BPI, CAMP, DEFA3. При сравнении выживших и умерших пациентов снова была выявлена дифференциальная экспрессия маркеров нейтрофилов: в образцах умерших пациентов был повышен уровень транскриптов MMP8, MPO, DEFA1 и DEFA3. Уровень транскриптов, относящихся к T-клеткам, при фатальном COVID-19 был снижен в 2–4 раза. В частности, в два раза была снижена экспрессия CXCR6, маркера фолликулярных хелперных T-клеток, который ранее был назван предположительным модулятором риска при COVID-19.

Эти результаты были подтверждены цифровой капельной ПЦР. Наибольшую значимость продемонстрировал транскрипт DEFA1. Его уровень коррелировал с состоянием пациента по шкале SOFA.

Ген DEFA1 кодирует альфа-дефензин нейтрофилов, однако величина его экспрессии в нейтрофилах не коррелировала с таковой в цельной крови. При этом наблюдалась корреляция экспрессии DEFA1 в нейтрофилах и лейкоцитарной пленке. Ученые объясняют это возможным присутствием незрелых нейтрофилов в этой фракции крови, деградацией РНК нейтрофилов при пробоподготовке, а также экспрессией DEFA1 моноцитами. Нейтрофилы пациентов с COVID-19 демонстрировали признаки активации. В частности, была повышена активность эластазы нейтрофилов. Величина активности была тем выше, чем тяжелее было состояние пациента. Клиническая значимость эластазной активности при COVID-19 пока неясна.

К ограничениям исследования авторы относят небольшой размер выборки и особенности клинических проявлений инфекции. Например, у некоторых бессимптомных пациентов регистрировались неожиданно высокие уровни РНК SARS-CoV-2 в крови, при этом не у всех пациентов в критическом состоянии наблюдалась виремия.

Таким образом, DEFA1 и эластазная активность нейтрофилов могут служить предикторами тяжести COVID-19. Как сообщает портал GenomeWeb, авторы работы планируют подать заявку в FDA на одобрение такой диагностики по процедуре EUA.