Põhjalik „multi-oomiline“ uuring pika COVID-i bioloogia kohta

Süvitsi minevas multi-oomilises pikaajalises uuringus integreeriti 309 COVID-19 põdenud patsiendi andmeid ägedast faasist ning 2–3 kuud pärast põdemist. Analüüsiti nii kliinilisi andmeid kui ka sümptomeid. Leiti neli pikka COVID-it ennustavat riskitegurit COVID-19 ägedas faasis: 2. tüüpi diabeet, Epstein-Barri viiruse (EBV) vireemia, SARS-CoV-2 RNA-eemia ja autoantikehade olemasolu. Gastrointestinaalsete sümptomitega patsientidel esines unikaalne T-rakkude dünaamika. Sümptomitega seotud immunoloogilised eripärad lubavad patsiendid jagada nelja gruppi erinevate ägeda COVID-19 ja pika COVID-i mustritega.

Uuringukohort 209 inimest sobitati 457 terve kontrollisikuga. Uuritavaid hinnati kolmel korral: haiguse diagnoosimisel, ägeda haiguse ajal umbes nädal hiljem ning 2–3 kuud pärast sümptomite teket (pika COVID-i faasis). Hiljem tehti eraldi analüüsid veel 100 pika COVID-iga patsiendil, et esialgse uuringu tulemusi valideerida.

2–3 kuud pärast põdemist esinesid uuritavatel kõige sagedamini väsimus (52%-l), köha (25%-l) ja lõhna-/maitsehäired (18%-l). Sümptomeid oli palju erinevaid ja need jagati respiratoorseteks, neuroloogilisteks, lõhna-/maitsehäireteks ja seedetraktisümptomiteks. Need jagunesid uurigukohordi ja valideerimiskohordi lõikes üsna sarnaselt, huvitaval kombel oli jaotus sarnane ka kergelt ja raskelt põdenute lõikes.

Pikka COVID-it ennustasid enne haigestumist olemas olnud kroonilised haigused: tugevaim oli seos 2. tüüpi diabeediga. Naistel ennustas kroonilise obstruktiivse kopsuhaiguse (KOK) olemasolu mitme (> 3) pika COVID-i sümptomi olemasolu 2–3 kuu möödumisel.

Nendel, kellel 2–3 kuud pärast haigestumist esinesid respiratoorsed sümptomid, oli kortisooli tase veres oluliselt supresseritud. Varem on madalat kortisoolitaset kirjeldatud COVID-19 ägedas faasis, kuid pika COVID-iga patsientidel seni mitte. Pika COVID-iga patsientidel leitud kortisooli supressioon ei sõltunud sellest, kas ägedas faasis oli glükokortikosteroidravi kasutatud või mitte. Neuroloogiliste sümptomitega patsientidel oli suurenenud ööpäevase une-ärkvelolekurütmi negatiivse regulatsiooniga seotud valkude tase. Patsientidel, kellel oli palju (> 3) sümptomeid, esinesid nii kortisooli taseme allaregulatsioon kui ööpäevarütmi reguleerivate valkude ülesregulatsioon.

COVID-19 ägedas faasis uuriti haigete plasmat EBV ja tsütomegaloviiruse (CMV) vireemia suhtes ja samuti SARS-CoV-2 RNA-eemia suhtes. EBV vireemia leiti 14%-l patsientidest, SARS-CoV-2 RNA-eemia 25%-l patsientidest ja üksikud inimesed olid positiivsed mõlema viiruse veres ringlemise suhtes. Juba haiguse ägedas perioodis langes mõlema viiruse hulk veres mitmekordselt ja pika COVID-i faasis ei olnud neid enam praktiliselt võimalik leida. CMV vireemiat ei tuvastatud. Latentse EBV reaktivatsioon ja SARS-CoV-2 RNA-eemia haiguse diagnoosimisel ennustasid pika COVID-i sümptomite olemasolu.

Autoantikehad

Haiguse diagnoosimisel ja pika COVID-i faasis määrati uuritavate verest erinevaid autoantikehi: anti-IFN-α2, viis erinevat tuumavastast antikeha (Ro/SS-A, La/SS-B, U1-snRNP, Jo-1 ja P1).

Autoantikehad olid kõigist leitud muutustest pika COVID-iga kõige tugevamalt seotud, esinedes kahel kolmandikul pika COVID-iga uuritavatest. Leiti, et nendel, kellel olid pika COVID-i faasis autoantikehad, olid need juba olnud enne pika COVID-i kujunemist, 56%-l isegi juba COVID-19 diagnoosimise hetkel, mis viitab, et need autoantikehad võivad olla juba enne nakatumist tekkinud. Ainult 6%-l autoantikehadega patsientidest oli elektroonilises haigusloos varem dokumenteeritud autoimmuunhaigusi. Seega on võimalik, et tegemist on olnud subkliiniliste autoimmuunsete seisunditega.

Autoantikehade profiili võrreldi SARS-CoV-2 vastu tekkinud antikehade profiiliga. Leiti pöördvõrdeline seos autoantikehade ja SARS-CoV-2 vastu suunatud IgG-tüüpi antikehade vahel – mida rohkem autoantikehi, seda vähem koroonaviirusevastaseid IgG-antikehi. Kolmandaks selgus, et SARS-CoV-2 vastased antikehad ja spetsiifilised autoantikehad olid seotud erinevate pika COVID-i sümptomitega. Näiteks neuroloogiliste sümptomitega patsientidel oli kõrgem SARS-CoV-2 nukleokapsiidivastaste IgG-tüüpi antikehade tase, samas kui seedetraktisümptomid olid seotud mitmete erinevate autoantikehade taseme tõusuga. IFN-α2 autoantikehad olid seotud respiratoorsete pika COVID-i sümptomitega. Seega näib, et COVID-19 diagnoosimise hetkel olemasolevad autoantikehad võiks aidata ennustada edaspidi kujunevaid pika COVID-i sümptomeid.

T-rakud

COVID-19 ägedas faasis ja pika COVID-i faasis domineerisid erinevad T-rakkude kloonid. Arvatavasti on see COVID-19-st jagu saamise puhul normaalne. Küll aga oli osa inimesi, kellel pika COVID-i faasis tsütotoksiliste T-rakkude hulk uuesti suurenes. Eriti selgelt oli see näha seedetraktisümptomitega pika COVID-iga haigetel. Just seedetraktikaebused olid seotud unikaalsete T-rakkude klonaalse ja transkriptoomi dünaamikaga.

SARS-CoV-2-spetsiifiliste T-rakkude transkriptsiooni dünaamika uurimiseks hinnati reaktsioone ligi 600 epitoobi suhtes üle kogu SARS-CoV-2 viiruse proteoomi. Selgus, et seedetraktisümptomitega pika COVID-iga patsientidel olid SARS-CoV-2-spetsiifilised CD8+ T-rakud pika COVID-i faasis tsütotoksiliste omadustega, samas kui respiratoorsete kaebustega pika COVID-iga patsientidel olid T-rakud suunaga tsütotoksilisuse vähenemisele. See viitab, et hingamisteede- ja seedetraktikaebustega pikk COVID võib bioloogiliselt olla erineva päritoluga.

„Kõrvalseisjate aktivatsioon“ tähendab seda, kui aktiveeritakse muudele sihtmärkidele keskendunud T-lümfotsüüdid. Selle jaoks isoleeriti CMV-spetsiifilised T-rakud, mis SARS-CoV-2 peale ei reageerinud. Huvitaval kombel olid COVID-19-ga patsientide CMV-spetsiifilised T-rakud hoopis erineva transkriptoomipildiga võrreldes COVID-19 mitte põdenud inimeste CMV-spetsiifiliste T-rakkudega. COVID-19 põdemine muutis asjasse mittepuutuvad T-rakud rohkem tsütotoksiliseks ja vähem naiivse-sarnasteks („naiivsed“ T-rakud ei ole aktiveeritud ega ole tsütotoksilised). Ajapikku tsütotoksiliste CMV-spetsiifiliste T-rakkude arv küll vähenes, kuid ka pika COVID-i faasis olid need veel leitavad ja seotud seedetraktisümptomite esinemisega.

Geeniekspressiooni markerid

Pika COVID-i korral tekkiva immuunstaatuse muutuse hindamiseks uuriti immuunrakkude geeniekspressiooni markereid. Selle põhjal eristusid neli pika COVID-iga patsientide gruppi ehk endotüüpi. Grupisisesed ekspressioonimustrid olid koordineeritud kaasasündinud ja adaptiivse immuunsüsteemi lõikes. Leitud endotüübid kattusid ka kliiniliste teguritega, näiteks ühte gruppi kuulus rohkem lõhna-/maitsetaju häiretega patsiente, teises oli suurem hospitaliseeritute osakaal.

Individuaalsete patsientide immuun-endotüüpide võrdlus haiguse erinevatel ajaperioodidel näitas, et kogu haiguse kulu vältel toimub kaldumine selles suunas, mis hiljem pika COVID-i faasis näha on. Seega võiks juba COVID-19 diagnoosimisel olla võimalik ennustada, kas ja millise sümptomaatikaga pikk COVID patsiendil kujuneda võib. Mida kaugemale naiivsest endotüübist immuunrakkude transkriptoom kaldub, seda suurem on tõenäosus pika COVID-i kujunemiseks.

Kokkuvõte

Paarisaja pika COVID-iga patsiendi ja terve kontrollisiku võrdluses leiti mitmed uued bioloogilised markerid, mis seonduvad pika COVID-iga ja mis on leitavad juba haiguse diagnoosimisel. Pika COVID-i kujunemist ennustavad eelnev 2. tüüpi diabeet ja naistel ka KOK; varases haiguse järgus esinevad EBV vireemia ja SARS-CoV-2 RNA-eemia, samuti erinevad autoantikehad seerumis. Autoantikehade esinemine on pöördvõrdeliselt seotud SARS-CoV-2-vastaste antikehade olemasoluga, mis võib tähendada, et autoantikehadega patsiendid on tulevikus korduvatest nakatumistest enam ohustatud.

Esmakordselt näidati, et osal pika COVID-iga patsientidest on seerumis madal kortisooli tase. Kas need patsiendid võiksid hormoonasendusravist leevendust saada, pole teada. Seedetraktisümptomitega pikk COVID on seotud T-rakkude eripäradega, eeskätt tsütotoksiliste T-raku populatsioonide tekkega, aga ka asjasse mittepuutuvate CMV-spetsiifiliste T-rakkude aktivatsiooniga. Lõpuks leiti neli erinevat pika COVID-i endotüüpi.

Seega näib, et pikk COVID on bioloogiliselt heterogeenne seisund. Põhjuslikku seost kõigi leitud kõrvalekallete ja pika COVID-i vahel käesolev uuring kinnitada ei saa. Mis saab kõigist nendest näitajatest pärast 2–3 kuu möödumist, näiteks aasta või paari pärast, ei ole praegu teada.

Uurijad oletavad, et sarnasest „multi-oomilisest“ lähenemisest võivad tulevikus kasu saada ka teiste pikaldaste seisunditega patsiendid, näiteks Lyme'i tõve järgse sündroomi, keemiaraviga seotud „aju-udu“ või intensiivravijärgse sündroomiga haiged.

Allikas: Su Y et al. Multiple early factors anticipate post-acute COVID-19 sequelae. Cell. 2022 Mar 3;185(5):881-895.e20. doi: 10.1016/j.cell.2022.01.014.