Исследования на молекулярном и клеточном уровне показывают резкое гендерное разделение при длительном течении COVID — женщины более уязвимы
Ученые выявили «иммунные пути» во время острой коронавирусной инфекции, которые связаны с развитием длительного течения COVID, и хотя некоторые пути одинаковы для мужчин и женщин, другие существенно различаются в связи с резким различием между полами.
Длительный COVID оставил сотни миллионов людей ослабленными во всем мире, некоторые страдали несколько месяцев, другие — много лет. Исследование, опубликованное в августе в журнале Nature Medicine, подсчитало, что с 2020 года 400 миллионов человек перенесли длительный COVID, что обошлось примерно в 1 триллион долларов в год. Непропорционально большое число людей с длительным COVID — женщины.
Многопрофильная группа ученых из Стэнфордского университета, изучавшая иммунные пути развития, персистенции и разрешения длительного течения COVID, утверждает, что различия и сходства, обусловленные полом, не только проявились в ходе их исследований, но и помогли пролить новый свет на длительное течение COVID и предложить новые парадигмы лечения.
Некоторые пути, такие как изменения в активации моноцитов, были общими для обоих полов. Моноциты — это иммунные клетки , которые являются частью врожденной иммунной системы — первые ответчики, которые борются с инфекцией и вызывают другие компоненты иммунной системы для уничтожения вторгающихся вирусов.
Но исследователи также изучили связь длительного COVID с иммунным нарушением — дисрегуляцией — которая неразрывно связана с несколькими молекулярными факторами, многие из которых зависят от пола. Исследователи обнаружили, что мужчины и женщины демонстрируют уникальные различия в своих моделях экспрессии белков и сигнальных молекулах, все из которых лежат в основе длительного COVID.
«Различия по половому признаку лежат в основе результатов как острого COVID-19, так и длительного COVID», — пишет доктор Ребекка Э. Хэмлин, ведущий автор исследования, опубликованного в Science Translational Medicine . «В течение первого года пандемии у мужчин наблюдались более высокие показатели критических заболеваний и смертности от острого COVID-19 по сравнению с женщинами. И наоборот, женский пол был эпидемиологически связан с повышенным риском развития длительного COVID.
«Мы предположили, что специфическая для пола иммунная дисрегуляция способствует длительному патогенезу COVID», — добавил Хэмлин, отметив, что группа провела тщательное исследование с участием 45 человек, все из которых были включены в анализ через три месяца после заражения.
Длительный COVID — это совокупность разрозненных проблем со здоровьем, возникающих вследствие заражения SARS-CoV-2. Центры по контролю и профилактике заболеваний США описывают длительный COVID как хроническое состояние, которое может длиться не менее трех месяцев и включает «широкий спектр симптомов или состояний, которые могут улучшаться, ухудшаться или продолжаться».
Постковидные расстройства могут влиять на мозг, сердце, дыхательную систему или желудочно-кишечный тракт и могут варьироваться от потери вкуса и неспособности чувствовать запахи до сложных сердечно-сосудистых проблем, таких как тромбы , которые увеличивают риск сердечного приступа и инсульта. Бесчисленное количество пациентов жаловались на усталость и «туман в голове».
Все 45 участников исследования в Стэнфорде заболели COVID в 2020 году; у 36 развился длительный COVID, и 55% из них были женщинами. Хэмлин и коллеги провели ряд тестов на образцах крови участников, обследуя людей во время острой инфекции и снова через три и 12 месяцев после заражения. Целью было изучить гендерные различия и сходства, лежащие в основе COVID и начала длительного COVID. Группа также изучала сохранение симптомов и разрешение симптомов.
«В целом мы обнаружили множественные различия во врожденных и адаптивных иммунных путях как во время острой инфекции COVID-19, так и спустя месяцы у тех, у кого развился длительный COVID, по сравнению с теми, кто выздоровел», — написал Хэмлин в посте на платформе социальных сетей LinkedIn. «Интересно, что многие из этих иммунных различий различались в зависимости от пола, а некоторые из них наблюдались у обоих полов».
Новые результаты, подчеркнул Хэмлин, предполагают, что будущие длительные терапии COVID должны быть адаптированы к полу и иммунному ответу каждого пациента. Участники исследования предоставили существенные новые данные, «предоставив нам возможность оценить предикторы длительного COVID по сравнению с выздоровлением», добавил Хэмлин.
То, что хроническое состояние может возникнуть в результате вирусной инфекции, не является уникальным для SARS-CoV-2. Широкий спектр вирусов связан с постинфекционными физиологическими эффектами, которые проявляются через несколько недель или лет после прекращения активной инфекции. Половые различия также характеризуют другие поствирусные расстройства.
Полиомиелит, например, может привести к десятилетнему состоянию, известному как постполиомиелитный синдром. У пострадавших наблюдается мышечная атрофия и слабость, боли в суставах, а также умственная и физиологическая усталость. Как и в случае с длительным COVID, исследования показали, что женщины более склонны к развитию постполиомиелитного синдрома, чем мужчины.
Вирус кори связан с ужасающим, хотя и редким, постинфекционным состоянием. Это разрушительное расстройство известно как подострый склерозирующий панэнцефалит, который может возникнуть спустя годы после заражения корью и характеризуется ухудшением умственного развития, спастичностью мышц и судорогами. Это состояние неизменно заканчивается летальным исходом и чаще встречается у мужчин, чем у женщин.
Расстройство, называемое летаргическим энцефалитом, возникло после пандемии гриппа 1918 года. Таинственное постинфекционное заболевание характеризовалось воспалением мозга, тремором, мышечной слабостью и сонной болезнью, из-за которой пациенты впадали в глубокий сон, длившийся от нескольких недель до нескольких месяцев. Расстройство чаще встречалось у мужчин, чем у женщин, но исследования показали, что женщины с большей вероятностью умирали во время острой фазы летаргического энцефалита.
Чтобы лучше понять длительный COVID, Хэмлин и его коллеги обратились к мультиомному анализу, изучая образцы периферической крови каждого участника. Мультиомика позволяет исследователям изучать геномику, протеомику, транскриптомику и метаболомику образца.
В дополнение к мультиомным анализам ученые Стэнфорда также провели секвенирование РНК отдельных клеток, чтобы определить, как различные типы клеток взаимодействуют друг с другом. В целом, команда обнаружила множественные различия как во врожденном, так и в адаптивном иммунитете между теми, кто выздоровел, и теми, у кого развился длительный COVID.
«Несколько специфичных для пола иммунных путей были связаны с длительным течением COVID», — утверждает Хэмлин. «У мужчин, у которых позже разовьется длительная форма COVID, наблюдалось увеличение сигнала трансформирующего фактора роста-β —TGF-β— во время острой инфекции, тогда как у женщин, у которых впоследствии разовьется длительная форма COVID, наблюдалось снижение экспрессии TGFβ1.
«У женщин, у которых развился длительный COVID, наблюдалась повышенная экспрессия XIST, гена РНК, вовлеченного в аутоиммунитет, во время острой инфекции по сравнению с женщинами, которые выздоровели», — продолжил Хэмлин. «Многие иммунные особенности длительного COVID также сохранялись у представителей разных полов, например, изменения в фенотипе моноцитов и состоянии активации».