Features of pancreas damage in the patients with coronavirus infection


DOI: https://dx.doi.org/10.18565/therapy.2022.7.59-63

Eremina E.Yu., Lityushkina M.I., Strokova O.A.

N.P. Ogarev National Research Mordovia State University, Saransk
Abstract. The COVID-19 in accompanied by involvement in the pathological process of the gastrointestinal tract, but despite this, the relationship between lesions of the digestive system and SARS-CoV-2 remains poorly understood and requires further research. The input receptor for the coronavirus pathogen is express in many extrapulmonary tissues, including the pancreas, which leads to its functional changes that require appropriate correction. The purpose of the publication is to present the current literature data on the causes of development, pathogenesis, mechanisms and features of pancreatic lesions in patients with SARS-CoV-2, as well as the basic principles of diagnosis and treatment of this pathology from the standpoint of modern clinical guidelines.

ВВЕДЕНИЕ

Новая коронавирусная инфекция (НКИ) характеризуется высокой частотой гастроэнтерологических симптомов. Тропность вируса SARS-CoV-2 к эпителиоцитам желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), наличие и длительность сохранения вируса в кале, частое выявление гастроинтестинальной симптоматики у инфицированных пациентов, нередкое вовлечение в патологический процесс печени и поджелудочной железы обусловливают важность клинической и лабораторной оценки состояния пищеварительной системы ввиду ее несомненного влияния на текущий статус, течение и прогноз заболевания в целом [1–2]. Несмотря на то что симптомы поражения пищеварительной системы при новой коронавирусной инфекции обычно остаются в тени респираторной симптоматики, они не должны быть недооценены. В связи с этим цель нашей публикации – изложение современных данных о причинах развития, патогенезе, механизмах и особенностях поражения поджелудочной железы у пациентов, инфицированных SARS-CoV-2, а также об основных принципах диагностики и лечения. В статье представлен обзор актуальных исследований из баз данных PubMed, РИНЦ, MedLine и включает описание литературных источников в основном за последние 4 года.

ОСНОВНЫЕ ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПОРАЖЕНИЯ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПРИ СOVID-19

Наличие гастроэнтерологической симптоматики определяет ряд особенностей течения коронавирусной инфекции и зачастую приводит к системному воспалительному ответу, вызывающему дальнейшее повреждение пищеварительного тракта [3]. Первый этап развития СOVID-19 – рецепторная адсорбция вирусной частицы на поверхности клетки-мишени в результате специфического связывания субъединицы спайкового белка S1 с клеточным рецептором. Для SARS-CoV-2 таковым является ангио­тензинпревращающий фермент 2 типа (АПФ2), который экспрессируется не только в клетках альвеолярного эпителия, но и в клетках слизистой оболочки полости рта, языка, в холангиоцитах, эпителии пищевода, тонкой и толстой кишки, а также в паренхиме поджелудочной железы [4].

В систематическом обзоре с метаанализом Mao R., Qiu Y. et al. была проведена оценка результатов 35 исследований (6686 пациентов с COVID- 19). В 29 исследованиях (n=6064) сообщалось о желудочно-кишечных симптомах, выявленных у пациентов с COVID-19 на этапе постановки диагноза. При этом распространенность сопутствующих заболеваний органов пищеварения составила всего лишь только 4%. Гастроинтестинальные симптомы были обнаружены у 15% пациентов, наиболее частыми из них были тошнота/рвота, диарея и потеря аппетита. У 10% пациентов имелись только желудочно-кишечные симптомы без признаков поражения органов дыхания [5]. В метаанализе 60 исследований (n=4243) Cheung K.S., Hung I.F., Chan P.P. общая распространенность всех гастроинтестинальных симптомов равнялась 17,6% [6].

В последнее время появляется все больше публикаций, предполагающих участие SARS-CoV-2 в развитии и прогрессировании панкреатита, причем морфологические изменения в поджелудочной железе сохраняются даже после прекращения воздействия этиологического фактора [7]. Механизмы, посредством которых может произойти повреждение поджелудочной железы, включают прямые цитопатические эффекты SARS- CoV-2 или непрямые системные воспалительные эффекты, а также иммуноопосредованные клеточные реакции, вызывающие повреждение органов или вторичные ферментативные аномалии. Вероятность повреждения поджелудочной железы при инфекции COVID-19 обусловлена тем, что панкреатоциты в большом количестве экспрессируют АПФ2, необходимый для входа в клетки-мишени SARS-CoV-2. При этом его экспрессия происходит как в экзокринной части, так и в островковых клетках поджелудочной железы. Высвобождение провоспалительных цитокинов, эндотелиальная дисфункция и окислительный стресс способствуют развитию гиперкоагуляции у пациентов с SARS-CoV-2. Изменения микроциркуляции, множественные микротромбозы и прогрессирующая ишемия ткани поджелудочной железы являются основой для формирования острого COVID-19-ассоциированного повреждения органа [8].

Исходя из современных представлений о патогенезе, выделяют следующие основные факторы повреждения поджелудочной железы, характерные для COVID-19 [9].

1. Возраст. Средний возраст пациентов с подтвержденной инфекцией COVID-19 составляет 51 год, 77,8% из них находятся в возрастном диапазоне 30–69 лет. Именно в этой возрастной категории наиболее высока заболеваемость панкреатитом.

2. Механизм заражения. Один из путей передачи вируса – инфицирование клетки хозяина через экзопептидазу рецептора АПФ2.

3. Микроциркуляторное повреждение. Ухудшение течения имеющихся заболеваний поджелудочной железы (хронического панкреатита, рака), наслоение острого панкреатита на хронический при респираторных вирусных инфекциях, в том числе при COVID-19, может быть обусловлено микротромбозами вследствие прокоагулянтного эффекта воспаления, а также ишемическим повреждением ткани поджелудочной железы.

Развитие патологии поджелудочной железы в условиях полиорганного поражения при COVID- 19 связано с прямым цитопатическим действием SARS-CoV-2, реакцией поджелудочной железы на системный воспалительный процесс и системную гипоксию вследствие дыхательной недостаточности, а также с лекарственно-индуцированным повреждением органа. В настоящее время описаны изменения поджелудочной железы при COVID-19, требующие коррекции, в виде преходящего стеатоза, отека железы без значимого некроза, который сочетается с выраженным дуоденитом, и проявлений истинной внешнесекреторной недостаточности поджелудочной железы [10].

ОСОБЕННОСТИ ТЕЧЕНИЯ COVID-19 У ПАЦИЕНТОВ С ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

К сожалению, в научной литературе недостаточно данных о течении панкреатита на фоне НКИ, что требует дальнейших исследований функцио­нального состояния поджелудочной железы. Именно поэтому весьма ценными представляются все клинические наблюдения течения инфекции, вызванной SARS-CoV-2, с клиникой панкреатита [11] для выявления причинно-следственной связи между этими заболеваниями. Хочется отметить, что вероятность развития панкреатита существенно повышается у пациентов с COVID- 19, осложненным острым респираторным дистресс-синдромом (ОРДС) с проявлениями «цитокинового шторма». Dioscoridi L. et al. пришли к выводу, что повреждение поджелудочной железы может способствовать «цитокиновому шторму» у больных с коронавирусной инфекцией вследствие активации системы комплемента [12]. Нарушение регуляции иммунного ответа и выброс цитокинов наиболее часто наблюдаются при тяжелой инфекции, вызванной SARS-CoV-2, причем более высокие уровни интерлейкина 6 связаны с худшим прогнозом [13]. Patel K.P. et al. сообщили, что, с одной стороны, панкреатит может ухудшить иммунный ответ на COVID-19, а с другой – хронический диабет, связанный с панкреатитом, также относится к плохим прогностическим факторам [14].

Наличие у пациентов с панкреатитом выраженных нарушений внутрисекреторной и/или внешнесекреторной функции поджелудочной железы повышает риск тяжелого течения инфекции COVID-19 [15]. Возможность развития определенных осложнений при панкреатите изменяет клиническую картину заболевания и влияет на степень тяжести течения инфекции SARS-CoV-2, формируя, по сути, факторы риска, в частности:

1. хронический панкреатит с эндокринной недостаточностью – варианты нарушения углеводного обмена (от нарушения толерантности к глюкозе до сахарного диабета с необходимостью инсулинотерапии);

2. хронический панкреатит с нарушением внешнесекреторной функции поджелудочной железы и развитием трофологической недостаточности, течение которой может сопровождаться возникновением вторичного иммунодефицитного состояния [16].

У пациентов с COVID-19, помимо типичных признаков поражения легких, могут наблюдаться диарея, тошнота, рвота, анорексия, болевой абдоминальный синдром, причем такой клинической картине зачастую сопутствует повышение активности панкреатических ферментов (амилазы, липазы) и глюкозы в плазме крови. Liu F. et al. описали повышение уровней амилазы и липазы у 16,41 и 1,85% пациентов со среднетяжелым и легким течением инфекции, вызванной SARS-CoV-2, соответственно. При тяжелом течении COVID-19 у 20% пациентов выявляется увеличение активности амилазы и липазы в сыворотке крови, а у 7% определяются выраженные изменения ткани поджелудочной железы при компьютерной томографии (КТ) брюшной полости [17]. При этом, по сравнению с больными COVID-19 без признаков панкреатического повреждения, у рассматриваемых пациентов отмечалось более тяжелое клиническое состояние при поступлении, была выше частота жалоб на анорексию, диарею, и, более того, повреждение поджелудочной железы, как правило, сочеталось с повреждением сердца и печени [18]. Также у этих пациентов выявлялись более высокие уровни креатинина, лактатдегидрогеназы, аспарагиновой аминотрансферазы (АСТ) и γ-глютамилтранспептидазы (ГГТП) [19]. Barlass U. et al. в своих исследованиях показали, что повышение уровня липазы ассоциировано с повышенным риском тяжелого течения COVID- 19: в этом случае частота госпитализаций в отделение реанимации была выше в 2,75 раз, а необходимость в интубации – в 4,16 раз [20].

Рецептор АПФ 2 экспрессируется в том числе в островковых клетках поджелудочной железы, поэтому SARS-CoV-2 способен вызывать повреждение клеток островков Лангерганса и развитие сахарного диабета (СД). Muller J. et al. описали случаи манифестации СД с тяжелой метаболической декомпенсацией и диабетическим кетоацидозом среди пациентов с SARS-CoV-2, потенциально здоровых, без предшествующего анамнеза диабета. Учитывая высокую экспрессию АПФ2 в поджелудочной железе, можно предположить прямое или опосредованное перманентное повреждение β-клеток [21]. Приводятся данные о том, что локальная активация ренин-альдостерон-ангиотензиновой системы в поджелудочной железе способствует снижению чувствительности тканей к инсулину и развитию инсулинорезистентности за счет подавления инсулинопосредованного транспорта глюкозы в ткани [22]. В связи с этим пациенты, страдающие панкреатогенным СД, должны увеличить частоту контроля гликемии до 7–8 раз в сутки, а также проводить контроль кетоновых тел в моче [23].

Особое значение приобретает дифференциальная диагностика гастроэнтерологической симптоматики у пациентов, инфицированных SARS- CoV- 2. У больных с инфекцией появление тошноты, рвоты, диареи, болевого абдоминального синдрома предполагает рассмотрение (диагностический поиск) следующих возможных причин этих симптомов: явления острого гастроэнтерита как проявления COVID-19; побочные эффекты лекарственных препаратов, используемых для лечения COVID-19; обострение хронического панкреатита и COVID-ассоциированное поражение поджелудочной железы [24]. Индивидуальные особенности ведения больного COVID-19 с панкреатитом зависят от конкретного этиопатогенетического варианта, степени тяжести, клинических проявлений, характера течения, длительности и фазы обострения, наличия осложнений и оценки эффективности ранее проводимого лечения [25].

ПРИНЦИПЫ ТЕРАПИИ БОЛЬНЫХ COVID-19 С ЗАБОЛЕВАНИЯМИ ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ

Многокомпонентное лечение COVID-19 включает условно этиотропную, патогенетическую, симптоматическую терапию, а при осложненном течении дополнительно антибактериальную терапию. Важный момент в терапии этих пациентов – потенциальное неблагоприятное панкреатотропное влияние лекарственных средств, применяемых для лечения COVID-19. У части больных тошнота, рвота, диарея, болевой абдоминальный синдром развиваются вторично как побочные эффекты медикаментозной терапии (лопинавир/ритонавир, гидроксихлорохин, азитромицин, мефлохин, рибавирин и др.). В связи с этим представляется целесообразным мониторирование активности панкреатических ферментов (амилаза, липаза) в крови с целью своевременной коррекции лечения и предотвращения тяжелых последствий.

Пациентам с обострением хронического панкреатита рекомендованы соблюдение разумных диетических ограничений и медикаментозная терапия в соответствии с актуальными клиническими рекомендациями (прием полиферментных препаратов, анальгетиков и др.) [26]. Если у пациента с экзокринной панкреатической недостаточностью диагностирована инфекция COVID-19, то заместительная ферментная терапия препаратами панкреатина должна быть продолжена в прежних дозировках. Повышению эффекта полиферментных препаратов способствует добавление ингибиторов протонной помпы с минимальными межлекарственными взаимодействиями (пантопрозол, рабепразол) [27].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, несмотря на то что COVID- 19 наиболее известен как заболевание, вызывающее значительную респираторную патологию, он также может приводить к функциональным изменениям поджелудочной железы различной степени выраженности, что требует соответствующей коррекции диагностического поиска и проводимой терапии. Входной рецептор для возбудителя SARS-CoV-2 – AПФ 2 – экспрессируется во многих внелегочных тканях, в том числе и в поджелудочной железе, что является одним из вероятных механизмов ее прямого цитотоксического поражения. Кроме того, тромбообразование, системное воспаление, эндотелиальная дисфункция, нарушение регуляции иммунных реакций и особенно «цитокиновый шторм» способствуют многофакторному характеру повреждения этого органа.


Literature


1. Jin X., Lian J.S., Hu J.H. et al. Epidemiological, clinical and virological characteristics of 74 cases of coronavirus-infected disease 2019 (COVID-19) with gastrointestinal symptoms. Gut. 2020; 69(6): 1002–9. https://dx.doi.org/10.1136/gutjnl-2020-320926.


2. Guan W., Ni Z., Hu Y. et al. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in China. N Engl J Med. 2020; 382(18): 1708–20.https://dx.doi.org/1056/NEJMoa2002032.


3. Inamdar S., Benias P., Liu Y. et al. Prevalence, risk factors, and outcomes of hospitalized patients with coronavirus disease 2019 presenting as acute pancreatitis. Gastroenterology. 2020; 159(6): 2226–28.e2. https://dx.doi.org/10.1053/j.gastro.2020.08.044.


4. Pan L., Mu M., Yang P. et al. Clinical characteristics of COVID-19 patients with digestive symptoms in Hubei, China: A descriptive, cross-sectional, multicenter study. Am J Gastroenterol. 2020; 115(5): 766–73. https://dx.doi.org/10.14309/ajg.0000000000000620.


5. Mao R., Qiu Y., He J. et al. Manifestations and prognosis of gastrointestinal and liver involvement in patients with COVID-19: A systematic review and meta-analysis. Lancet Gastroenterol Hepatol. 2020; 5(7): 667–78.https://dx.doi.org/10.1016/S2468-1253(20)30126-6.


6. Cheung K.S., Hung I.F.N., Chan P.P.Y. et al Gastrointestinal manifestations of SARS-CoV-2 infection and virus load in fecal samples from the Hong Kong cohort and systematic review and meta-analysis. 2020; 159(1): 81–95. https://dx.doi.org/10.1053/j.gastro.2020.03.065.


7. Zhou P., Yang X.L., Wang X.G. et al. Discovery of a novel coronavirus associated with the recent pneumonia outbreak in humans and its potential bat origin. bioRxiv. 2020.01.22.914952. https://dx.doi.org/10.1101/2020.01.22.914952.


8. Hung I.F., Cheng V.C., Wu A.K. et al. Viral loads in clinical specimens and SARS manifestations. Emerg Infect Dis. 2004; 10(9): 1550–57. https://dx.doi.org/10.3201/eid1009.040058.


9. Trottein F., Sokol H. Potential causes and consequences of gastrointestinal disorders during a SARS-CoV-2 infection. Cell Rep. 2020; 32(3): 107915. https://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2020.107915.


10. Macfarlane S., Dillon J. Microbial biofilms in the human gastrointestinal tract. Appl Microbiol. 2007; 102(5): 87–96. https://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2672.2007.03287.x.


11. Щикота А.М., Погонченкова И.В., Турова Е.А. с соавт. Поражение желудочно-кишечного тракта, печени и поджелудочной железы при COVID-19. Доказательная гастроэнтерология. 2021; 10(1): 30–37. [Shchikota A.M., Pogonchenkova I.V., Turova E.A. et al. The defeat of the gastrointestinal tract, liver and pancreas with COVID-19. Dokazatel’naya gastroenterologiya = Evidence-based Gastroenterology. 2021; 10(1): 30–37 (In Russ.)]. https://dx.doi.org/10.17116/dokgastro20211001130. EDN: ILPKPO.


12. Dioscoridi L. Pancreas and coronavirus disease-2019. Pancreas Open J. 2020; 4(1): 11–23. https://dx.doi.org/10.17140/POJ-4-111.


13. Fan Z., Chen L., Li J. et al. Clinical features of COVID-19-related liver functional abnormality. Clin Gastroenterol Hepatol. 2020; 18(7): 1561–66. https://dx.doi.org/10.1016/j.cgh.2020.04.002.


14. Patel K.P., Patel P.A., Vunnam R.R. et al. Gastrointestinal, hepatobiliary, and pancreatic manifestations of COVID-19. J Clin Virol. 2020; 128: 104386. https://dx.doi.org/10.1016/j.jcv.2020.104386.


15. Cryan J.F., Dinan T.G. Mind-altering microorganisms: The impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nat Rev Neurosci. 2012; 13(10): 701–12. https://dx.doi.org/10.1038/nrn3346.


16. Martins-Filho P.R., Tavares C.S., Santos V.S. Factors associated with mortality in patients with COVID-19. A quantitative evidence synthesis of clinical and laboratory data. Eur J Intern Med. 2020; 76: 97–99. https://dx.doi.org/10.1016/j.ejim.2020.04.043.


17. Liu F., Long X., Zhang B. et al. ACE2 expression in pancreas may cause pancreatic damage after SARS-CoV-2 infection. Clin Gastroenterol Hepatol. 2020; 18(9): 2128–30. https://dx.doi.org/10.1016/j.cgh.2020.04.040.


18. Kow C.S., Hasan S.S. Use of proton pump inhibitors and risk of adverse clinical outcomes from COVID-19: A meta-analysis. Intern Med. 2021; 289(1): 125–28. https://dx.doi.org/10.1111/joim.13183.


19. Luxenburger H., Sturm L., Biever P. et al. Treatment with proton pump inhibitors increases the risk of secondary infections and ARDS in hospitalized patients with COVID-19: Coincidence or underestimated risk factor. Intern Med. 2021; 289(1): 121–24. https://dx.doi.org/10.1111/joim.13121.


20. Barlass U., Wiliams B., Dhana K. et al. Marked elevation of lipase in COVID-19 disease: A cohort study. Clin Transl Gastroenterol. 2020; 11(7): e00215. https://dx.doi.org/10.14309/ctg.0000000000000215.


21. Muller J., Gro R., Conzelmann C. et al. SARS-CoV-2 infects and replicates in cells of the human endocrine and exocrine pancreas. Nat Metab. 2021; 3(2): 149–65. https://dx.doi.org/10.1038/s42255-021-00347-1.


22. Money M.E., Hofmann A.F., Hagey L.R. et al. Treatment of irritable bowel syndrome-diarrhea with pancrealipase or colesevelam and association with steatorrhea. Pancreas. 2009; 38(2): 232–33. https://dx.doi.org/10.1097/MPA.0b013e31817c1b36.


23. Aloysius M., Thatti A., Gupta A. et al. COVID-19 presenting as acute pancreatitis. Pancreatology. 2020; 20(5): 1026–27. https://dx.doi.org/10.1016/j.pan.2020.05.003.


24. Baker S.S. Delayed release pancrelipase for the treatment of pancreatic exocrine insufficiency associated with COVID-19. Ther Clin Risk Manag. 2019; 4(5): 1079–84. https://dx.doi.org/10.2147/tcrm.s3123.


25. Xu Z., Shi L., Wang Y. et al. Pathological findings of COVID-19 associated with acute respiratory distress syndrome. Lancet Respir Med. 2020; 8(4): 420–22. https://dx.doi.org/10.1016/ S2213-2600(20)30076-X.


26. Ивашкин В.Т., Маев И.В., Охлобыстин А.В. с соавт. Клинические рекомендации Российской гастроэнтерологической ассоциации по диагностике и лечению экзокринной недостаточности поджелудочной железы. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2018; 28(2): 72–100. [Ivashkin V.T., Maev I.V., Okhlobystin A.V. et al. Clinical guidelines of the Russian gastroenterological association for the diagnosis and treatment of exocrine pancreatic insufficiency. Rossiyskiy zhurnal gastroenterologii, gepatologii i koloproktologii= Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2018; 28(2): 72–100 (In Russ.)]. https://dx.doi.org/10.22416/1382-4376-2018-28-2-72-100. EDN: XPPIST.


27. Ивашкин В.Т., Шептулин А.А., Зольникова О.Ю. с соавт. Новая коронавирусная инфекция (COVID-19) и система органов пищеварения. Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии и колопроктологии. 2020; 30(3): 7–13. [Ivashkin V.T., Sheptulin A.A., Zolnikova O.Yu. et al. Novel coronavirus infection (COVID-19) and the digestive system. Rossiyskiy zhurnal gastroenterologii, gepatologii i koloproktologii= Russian Journal of Gastroenterology, Hepatology, Coloproctology. 2020; 30(3): 7–13 (In Russ.)]. https://dx.doi.org/10.22416/1382-4376-2020-30-3-7. EDN: TWEQZK.


About the Autors


Elena Yu. Eremina, Dr. med. habil., professor, head of the Department of propaedeutics of internal diseases, N.P. Ogarev National Research Mordovia State University. Address: 430005, Saransk, 68 Bol`shevistskaya Str. E-mail: eeu61@mail.ru
Marina I. Lityushkina, PhD in Medicine, associate professor of the Department of propaedeutics of internal diseases, N.P. Ogarev National Research Mordovia State University. Address: 430005, Saransk, 68 Bol`shevistskaya Str. E-mail: litjushkina@rambler.ru. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6098-4158
Olga A. Strokova, PhD in Medicine, associate professor of the Department of propaedeutics of internal diseases,
N.P. Ogarev National Research Mordovia State University. Address: 430005, Saransk, 68 Bol`shevistskaya Str. E-mail: strokovaoa@rambler.ru. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2774-327X


Similar Articles


Бионика Медиа