Genetic predisposition to a vascular catastrophe: does it affect severe COVID-19?

Abstract

Введение. В числе органов-мишеней новой коронавирусной инфекции (НКИ) COVID‑19 находятся система регуляции агрегатного состояния крови и эндотелий сосудистой стенки. Патогенетический каскад нарушений в этих точках приложения вирусной нагрузки SARS-CоV-2 приводит к развитию инфаркта мозга, существенному утяжелению течения других нейрососудистых заболеваний и неврологических расстройств, что требует углубленного изучения. Цель исследования: установить вклад факторов, выбранных нами среди 21 гена-кандидата, и метаболических маркеров, исследованных в популяции пациентов, перенесших ранее ишемический инсульт (ИИ) и практически здоровых, в тяжесть течения заболевания и вероятность летального исхода при инфицировании SARS-CoV-2. Материалы и методы. Проанализированы генетические, клинические и лабораторные результаты обследования 85 пациентов с ИИ в анамнезе, перенесенным как минимум годом ранее начала исследования. На первом этапе исследования сформированы 3 группы: группа 1 — 25 пациентов, имевших в анамнезе ИИ и перенесших НКИ COVID‑19 как минимум за 1 год до начала исследования; группа 2 — 35 пациентов, имевших в анамнезе ИИ, без явных клинических признаков и сведений о перенесенной НКИ COVID-19 на момент обследования; группа 3 (контрольная) включала 20 практически здоровых добровольцев, не имевших на момент исследования (ноябрь 2021 г.) клинических проявлений или сведений о положительном тесте на COVID‑19. На втором этапе исследования сформирована новая группа 4, включавшая 25 пациентов с ИИ в анамнезе, находящихся непосредственно в момент исследования на лечении в специализированном отделении с диагнозом НКИ COVID‑19. У всех участников исследования однократно выполнены анализы венозной крови для оценки уровня метаболических маркеров и выявления генетических полиморфизмов системы гемостаза, иммунного ответа, эндотелиальной функции, липидного обмена. Результаты. Выявлены значимые факторы, определяющие развитие необратимых последствий и летальный исход у пациентов с НКИ COVID-19, на уровне полиморфизма генов тромбофильного спектра: F13, кодирующий фибринстабилизирующий фактор XIII — фибриназу (статистическая вероятность влияния более 90%), и SERPINE1, кодирующий белок — эндотелиальный ингибитор активатора плазминогена‑1 (статистическая вероятность влияния более 95%). Высокие значения гомоцистеина, интерлейкина‑6 и активированного частичного тромбопластинового времени при поступлении пациентов на стационарное лечение по поводу НКИ были сопряжены с тяжелым течением заболевания и смертностью. Заключение. Наличие сведений о мутациях в генах, отвечающих за запуск тромбообразования и адекватность иммунного ответа, позволяет повысить эффективность патогенетической терапии. Знание пациента об особенностях своей генетики особенно важно, создание «генетического паспорта» дает возможность осуществлять профилактику осложнений НКИ, существенно снижать вероятность развития сосудистой катастрофы. Introduction. Targeted at the hemostatic system and the vascular endothelium, COVID-19 triggers the pathogenetic cascade of disorders in these systems. This cascade leads to the cerebral infarction, significant aggravation of other neurovascular diseases and neurological disorders, which requires an in-depth study. Objective: to identify the impact of factors selected patients with a history of ischemic stroke (IS) and apparently healthy participants. Materials and Methods. We analyzed genetic, clinical, and laboratory findings in 85 patients with IS occurred at least one year before the study. During the first stage, participants were divided into three groups: Group 1 — 25 patients with a history of IS and COVID‑19 at least one year prior to the study; Group 2 — 35 patients with IS history and no clinical manifestations or known COVID‑19 history at baseline; and Group 3 — 20 apparently healthy participants as controls who had no clinical manifestations or information about a positive test for COVID-19 at baseline (November 2021). During the second stage, a new Group 4 included 25 patients with a history of IS who were treated for COVID-19 at baseline. Single venous blood tests were used to assess the levels of metabolic markers and identify genetic polymorphismsof hemostasis, immune response, endothelial function, and lipid metabolism in all study participants. Results. We identified the significant factors that determined the irreversible effects (damage) and fatal outcomes in patients with COVID-19 via the thrombophilia genetic polymorphisms variations as follows: F13 encoding fibrin-stabilizing factor XIII — fibrinase (statistical probability of the factor influence > 90%), and SERPINE1 encoding endothelial plasminogen activator inhibitor-1 (PAI-1; statistical probability of the factor influence > 95%). High admission levels of homocysteine, interleukin-6, and activated partial thromboplastin time in patients with COVID-19 were associated with a severe disease course and fatal outcomes. Conclusion. Information about gene variations that trigger thrombosis and the adequate immune response can improve the effectiveness of specific therapy. Patients should understand their genetic profile, since this knowledge may prevent COVID-19 complications and significantly reduce the risk of a vascular catastrophe.