Причина осложнений после коронавирусной инфекции
Коронавирус SARS-CoV-2, ставший причиной пандемии, попал под пристальное внимание ученых. Его исследуют в лабораториях всего мира, и на сегодняшний день известно строение вируса, пути его распространения и проникновения в клетки человеческого организма
Выяснилось, что основу вируса составляет связанная с нуклеопротеином одноцепочечная РНК, которая окружена белковой оболочкой. Ранее считалось, что данный коронавирус достаточно стабилен и не способен к мутациям. Однако позднее возбудитель COVID-19 все же мутировал, что привело к некоторым изменениям в клинической картине.
Ученые обнаружили, что вирусная частица проникает в клетку с помощью S-белка. Он имеет сродство к специфическим рецепторам мембран, которые есть практически во всех тканях. Этим и объясняется разнообразие клинической симптоматики как в течении болезни, так и в период постковидного синдрома.
Лезет в душу
В группах и чатах, объединяющих переболевших пациентов, многие жалуются на то, что после коронавируса мир буквально перестал быть прежним: люди месяцами страдают от депрессии, бессонницы и тревожности. Недавнее итальянское исследование, в которое включены результаты оценки психического состояния 265 мужчин и 137 женщин, подтвердило, что COVID-19 буквально расшатывает психику. Примерно 56% пациентов имеют минимум одно психическое расстройство, которого не было до болезни.
Чаще всего переболевшие жаловались на постоянную тревожность — 42% опрошенных. Бессонницей страдают 40% пациентов, депрессией — 31%. Симптомы посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) обнаружены у 28% опрошенных, обсессивно-компульсивного расстройства — у 20%.
Один пациент пожаловался на ночные панические атаки, которые появились спустя три недели после окончания лечения.
«Я часами сидел на балконе, пытаясь вдохнуть свежий воздух. Это было ужасно. Паника причиняет мне больше страданий, чем COVID-19», — цитируют пациента авторы исследования.
Врачи считают, что проблемы с психикой у переболевших коронавирусом могут быть связаны с воспалительным процессом, который напрямую влияет на нейромедиаторы в головном мозге, отвечающие за мотивацию, беспокойство и возбуждение. Но при этом не исключают и психологические факторы, в том числе травмирующие воспоминания о пережитом и жесткую социальную изоляцию во время лечения.
Действует на нервы
Американские врачи приводят шокирующие данные: у 82% людей, госпитализированных со средним и тяжелым течением коронавируса, наблюдался как минимум один неврологический симптом. В выборку попали 500 пациентов, и почти половина из них (45%) жаловалась на мышечные боли, головные боли (38%), примерно треть заболевших сообщила о головокружении и энцефалопатии, вызывавшей спутанное состояние сознания. У 16% больных были отмечены нарушения вкусовых ощущениях, у 11% пропало обоняние. Тяжелее всего пришлось пациентам с энцефалопатией — более чем две трети таких людей после выписки утратили дееспособность и не могли сами себя обслуживать.
Исследователи также описывали случаи, когда у пациентов с COVID-19 диагностировался синдром Гийена-Барре, когда иммунная система начинает атаковать собственные нервные клетки, что приводит к мышечной слабости, а в тяжелых случаях — к параличу. Значительная часть пациентов с COVID-19 в острой фазе заболевания может испытывать делирий (помутнение сознания).
В настоящий момент никто не знает, насколько продолжительными будут последствия таких осложнений коронавируса, однако уже появились «тревожные звоночки». На прошлой неделе группа врачей и нейрофизиологов из Великобритании опубликовала препринт исследования, в котором получены первые данные о том, что даже легкие и умеренные формы COVID-19 могут вызывать долгосрочные и, возможно, необратимые последствия для центральной нервной системы.
84 тысяч выздоровевших пациентов, которые перенесли легкое течение коронавируса либо же были госпитализированы, прошли серию онлайн-тестов на сообразительность. Полученные результаты ученые сопоставили с данными проекта Great British Intelligence Test, в рамках которого оцениваются умственные способностей самых разных групп британцев.
Выяснилось, что у людей, которые перенесли тяжелое течение COVID-19, когнитивные функции снизились в среднем на 65% по сравнению с контрольной выборкой людей, которых не коснулся коронавирус. У тех, кто переболел в легкой форме, эти показатели были чуть ниже. По оценкам исследователей, интеллект выздоровевших пациентов «постарел» в среднем на 10 лет, причем больше всего инфекция повлияла на понимание текста и смысла слов.
Статистические методы
Все этапы обработки и анализа были выполнены в MATLAB Адамом Хэмпширом при участии Уильяма Тренера. Визуализация проводилась в R (v4.0.2) Джозефом Бэрнби и Эми Джолли. Этапы предварительной обработки описаны далее. Участники, не заполнившие расширенную анкету, или в возрасте до 16 лет были исключены из анализа. Каждый тест был разработан для получения одного основного показателя эффективности, основанного на точности (подробности о тестах приведены ниже). Значения, превышающие пять стандартных отклонений от среднего, были винзорированы (значения не отбрасывают, а заменяют на ближайшие к ним из оставшихся — прим. ред.). Побочные переменные были исключены путем применения обобщенной линейной модели и использования стандартизованных остатков относительно переменных для преимущественного анализа. Этот двухэтапный подход был выбран, так как он позволяет обрабатывать очень большие объемы данных при наличии множества побочных переменных (например, возраст). При этом подходе модель для изучения интересующих эффектов имела минимально возможную сложность. Также это снижало вероятность переобучения модели (англ. model overfitting — прим. ред.) при использовании модели для различных по характеристикам небольших подгрупп. Побочными переменными были возраст, пол, расовая принадлежность, пол, преобладание правой или левой руки, родной язык (английский по сравнению с другими), страна проживания (Великобритания по сравнению с другими), уровень образования, профессиональный статус и годовой заработок. Носители английского языка, проживающие за пределами Великобритании, были исключены при редактировании статьи на основании отзывов рецензентов. Возраст в годах был взят в модели до третьего порядка, чтобы точно соответствовать нелинейным кривым возраста. В анализ были включены только полные наборы данных без восстановления пропущенных значений.
Общий итоговый балл, баллы по компонентам и девять баллов по отдельным тестам с исключенными побочными переменными были взяты для анализа с помощью общего линейного моделирования. Первый анализ искал различия в баллах когнитивных тестов между людьми, которые не болели и теми, кто сообщил, что, по их мнению, они уже перенесли COVID-19. Эти участники были классифицированы по шкале тяжести на:
- тех, у кого не было нарушения дыхания;
- тех, у кого были проблемы с дыханием, но они не получали медицинской помощи;
- тех, у кого были проблемы с дыханием и которые получали медицинскую помощь на дому;
- тех, кого доставили в больницу, но не находились на ИВЛ;
- тех, кто находился на ИВЛ.
Затем следующие модели, сфокусированные на суммарном балле тестирования, оценивали, как на когнитивный дефицит влияют другие факторы. Они были включены в качестве дополнительных факторов в общую линейную модель (далее — ОЛМ):
- лабораторное подтверждение инфекции COVID-19;
- сообщения об остаточных симптомах COVID-19;
- распространенные ранее существовавшие медицинские состояния, которые влияют на дыхательную или иммунную систему и могут быть связаны с когнитивным дефицитом;
- ранее существовавшие психические состояния;
- 12 пунктов по шкале самостоятельной оценки настроения NHS, касающиеся частоты депрессии, тревожности, бессонницы, усталости и проблем с концентрацией внимания;
- количество месяцев от появления симптомов до оценки когнитивных функций.
Детали исследования
- Анализ показал, что частота неврологических или психиатрических заболеваний после COVID-19 в течение шести месяцев составила 33,6%. Почти 13% получили свой первый психиатрический или неврологический диагноз.
- Исследователи обнаружили, что такие диагнозы, как инсульт, острое кровотечение внутри черепа или мозга, слабоумие и психотические расстройства, были более распространены после COVID-19, чем после гриппа или других респираторных инфекций.
- Чаще заболевания встречались у пациентов, которые нуждались в стационарном лечении коронавирусной инфекции, и заметно выше у тех, у кого ранее развивались заболевания головного мозга.
- Риск получения таких диагнозов, как инсульт или внутричерепное кровотечение, имеет тенденцию довольно резко снижаться в течение шести месяцев.
- Также была исключена вероятность, что часть пациентов, которым был поставлен психиатрический или неврологический диагноз после COVID-19, имели основное заболевание, которое просто не было диагностировано ранее.
Стоит отметить, что исследование не доказывает непосредственного влияния COVID-19 на получение психиатрических и неврологических диагнозов, но появляются исследования, которые предполагают, что вирус может оказывать влияние на мозг и центральную нервную систему.
После COVID-19 снижаются умственные способности
Томографическое исследование ученых показало, что у пациентов после перенесения COVID-19 на 0,7% больше повреждений тканей в той области мозга, которая отвечает за обоняние. Очевидно, с этим связана потеря обоняния при COVID-19. Но, это далеко не самый серьезный симптом.
Ученые также зафиксировали снижение умственных способностей
Пациенты с COVID-19 показывают значительно более низкие результаты в тестах на внимание, память и исполнительные функции по сравнению со здоровыми людьми. При этом самое неприятное то, что еще неясно, восстановится ли мозг после таких повреждений, и выздоровеют ли пациенты даже после когнитивной реабилитации
Дизайн тестов
Когнитивные тесты, включенные в это исследование (и еще три добавленных недавно), можно посмотреть на https://gbit.cognitron.co.uk. Основное исследование включало девять тестов, которые, как было известно на основании предыдущего анализа, являются надежными для прохождения с разных устройств, чувствительными к интересующим авторов параметрам, таким как возраст, пол и уровень образования, подходят для пожилых людей и пациентов с умеренными когнитивными или двигательными нарушениями и не настолько сильно коррелируют, чтобы оценить только одну ведущую когнитивную способность (рис. 1). Более подробную информацию о тестах можно найти в дополнительных материалах.
Рисунок 1 | Когнитивные тесты, включенные в Большой британский тест интеллекта (ББТИ, англ. Great British Intelligence Test)
1. Тест складывания кубиков оценивает способность к решению пространственных задач. 2. Тест «Лондонский Тауэр», предназначенный для проверки пространственного ориентирования. 3. Порядок цифр — тест для измерения рабочей памяти. 4. Оценка зрительно-пространственной памяти — тест, предназначенный для измерения объема кратковременной пространственной памяти. 5. Определение цели — исследование, предназначенное для измерения пространственного визуального внимания. 6. Тест на мысленное вращение — тест, предназначенный для измерения способности пространственно располагать объекты в уме. 7. Поиск аналогий — оценка способности к семантическому рассуждению. 8. Выбор значения слова — оценка способности людей находить правильные определения малоупотребимых слов. 9. Распознавание эмоций — тест, направленный на измерение способности человека определять эмоции и различать их.
Продвижение исследования
Авторы собирали данные преимущественно у граждан Великобритании, которые заполнили расширенную анкету (включая вопросы о COVID-19) и решили когнитивные задачи из Большого британского теста интеллекта — совместного научного проекта с коллективом документального сериала Horizon на канале BBC2. Проект запущен в конце декабря 2019 года. В начале января статьи о грядущем исследовании разместили на сайте телепередачи Horizon, на главной странице BBC News и на главной домашней странице BBC, а также распространялись через новостные метаприложения. В течение января рекламные посты оставались на заметных позициях. Отчет о первоначальных результатах показал интерес публики, поэтому в мае, во время эпизодов документального сериала BBC2 Horizon, проводилась дальнейшая реклама исследования. Это привело к широкому охвату аудитории в январе и в мае. В период между этими датами и после них количество участников уменьшилось, но все же было значительным. Анализируемые в этом исследовании данные включают ответы с января по декабрь 2020 года.
Как легкий COVID-19 изменяет мозг человека
Пациенты, которые были госпитализированы с тяжелым COVID-19, в три раза чаще сталкиваются с нарушениями когнитивных функций, о чем стало известно практически с самого начала пандемии. Но исследование, опубликованное на днях в журнале Nature, говорит о том, что столкнуться с проблемами со здоровьем может каждый, кто перенес COVID-19, независимо от течения болезни.
В исследовании приняли участие 785 человек в возрасте от 51 до 81 года. Добровольцам была сделана магнитно-резонансная томография до того, как они заболели коронавирусом. Впоследствии 401 человек из этих добровольцев заразились SARS-CoV-2. У большинства из этих людей были легкие симптомы, и только 15 человек были госпитализированы. Всем заболевшим и здоровым людям была сделана повторно томография.
Результаты исследования показали, что через четыре с половиной месяца после легкой формы COVID-19 пациенты имели более тонкое серое вещество, чем здоровые люди. Объем их мозга в среднем уменьшился от 0,2 до 2% объема. Как утверждают эксперты, пожилые люди в среднем в течение года теряют от 0,2 до 0,3% серого вещества в вещества в гиппокампе. То есть у переболевших коронавирусом произошли изменения в мозге, аналогичные пожилым людям или даже еще более серьезные.
Ученые зафиксировали уменьшение объема мозга у некоторых пациентов даже после легкого COVID-19
Надо сказать, что учеными также получены биохимические подтверждения тому, что у пациентов с неврологическими симптомами имеются повреждения мозга.
Почему после коронавируса снижаются когнитивные функции?
О том, что вирусные инфекции способны вызывать длительные когнитивные нарушения, было известно еще до пандемии COVID-19. Однако нет единого мнения относительно причины воздействия вирусов, в том числе SARS-CoV-2, на когнитивные функции. Скорее всего, вирус воздействует комплексно. Как мы выяснили выше, одна из причин — повреждение мозга, но она не единственная.
Причин постковидному синдрому может быть несколько
Поскольку COVID-19 влияет на легкие, он может привести к недостатку кислорода. Также были зафиксированы случаи, когда коронавирус становился причиной энцефалита, то есть формы воспаления головного мозга. Плюс к этому COVID-19 вызывает серьезный иммунный ответ. Циткоиновый шторм усиливает воспаление во всем организме. А длительное воспаление, как известно, само по себе приводит к снижению когнитивных функций, а также вызывает нейродегенеративные заболевания.
Некоторые ученые опасаются, что у людей, переболевших COVID-19, может быть высокий риск болезни Альцгеймера. Об этом свидетельствует наличия белка бета-амилоида в мозге молодых пациентов, умерших от коронавируса.
Коронавирус концентрируется не только в легких, а распространяется по всему телу человека
В последнее время появляется все больше исследований, которые говорят о том, что вирус SARS-CoV-2 проникает непосредственно в мозг. В частности, в исследовании Национального института здравоохранения США, говорится о том, что коронавирус способен распространяться далеко за пределы легких и дыхательных путей. Согласно данному исследованию, длительный ковид, или постковидный синдром, связан с неспособностью иммунной системы полностью уничтожить вирус в организме.
Таким образом, даже окончание пандемии, которое все еще остается под большим вопросом, еще не означает завершение всех проблем, связанных с коронавирусом. А вообще, самый точный прогноз на сегодняшний день о том, как завершится пандемия, вы можете прочитать здесь.
Сбор данных
Исследование позиционировалось как бесплатный способ проверить себя, чтобы выяснить, в чем заключаются наиболее выраженные когнитивные способности респондента. Опрос состоял из девяти последовательных тестов из более широкой библиотеки, доступной в серверной системе
Авторы опирались на предшествующие данные, которые показали возможность использования данных тестов для оценки различных аспектов когнитивной деятельности человека, включая планирование/рассуждение, рабочую память, внимание и способность распознавать эмоции. Тест сконструирован таким образом, чтобы быть чувствительным к интересующим когнитивным параметрам и быть независимым от типа устройства, на котором человек проходит тестирование
Данный набор тестов не следует рассматривать как IQ-тест в его привычном понимании: тесты авторов исследования предназначены для более дифференцированной оценки когнитивных способностей. Тесты были оптимизированы для использования пожилыми и людьми с легкими когнитивными и двигательными нарушениями. Данное исследование было одобрено Этическим комитетом Имперского колледжа Лондона (17IC4009). Участники предоставили информированное согласие на веб-сайте исследования до начала тестирования.
Все тесты Cognitron были написаны на языках HTML5 и JavaScript Адамом Хэмпширом и Уильямом Трендером. Тесты были размещены на специальной серверной системе (Cognitron) хостинга Amazon EC2, которая поддерживает различные исследования с помощью пользовательских веб-сайтов. Система разработана специально для того, чтобы выдержать пиковые нагрузки — это характерно для исследований, которые связаны со СМИ. Когда потребность в обработке данных быстро меняется, система автоматически подбирает необходимое количество серверов.
Максимальное одномоментное количество участников, посетивших информационную страницу веб-сайта, составило ~ 36 000 пользователей, причем это произошло во время показа документального фильма на канале BBC2 в мае.
После девяти когнитивных тестов участникам была представлена подробная анкета с вопросами, охватывающими широкий спектр социально-демографических, экономических, профессиональных и прочих характеристик образа жизни . В мае, в результате набирающей обороты пандемии COVID-19 в анкету были включены вопросы, касающиеся прямого и косвенного воздействия вируса, а также ранее существовавших заболеваний (табл. S1) и 12 пунктов самостоятельной оценки настроения, включая вопросы о депрессии, беспокойстве, бессоннице, усталости (табл. S2). Респондентам, указывающим, что у них есть подозрение на COVID-19, были заданы дополнительные вопросы: были ли у них проблемы с дыханием, чем именно характеризовалось их нарушение дыхания, и было ли получено лабораторное подтверждение инфицирования (табл. S1). Не были исключены из опроса и люди младше 16 лет: им была представлена сокращенная анкета, которая не включала вопросы, связанные с COVID-19, и в данном исследовании она не использовалась. Это решение было принято авторами, чтобы обеспечить ускоренное одобрение исследования советом по этике.
После заполнения анкеты участникам был предоставлен сводный отчет об их состоянии по сравнению со всеми другими людьми, которые прошли каждый из опросников, в котором были выделены когнитивные тесты, по которым они справились лучше всего, опять же, относительно других людей. Этот отчет использовался как способ мотивировать население принять участие в исследовании, выясняя, в чем заключаются их когнитивные способности. Описанный выше порядок тестирования и анкетирования был установлен для того, чтобы уменьшить предвзятость респондентов. В частности, в рекламе исследования не упоминался опросник о COVID-19, чтобы избежать набора предубежденных людей, которые были обеспокоены тем, что болезнь снизила их когнитивные функции. Кроме того, перед анкетированием участникам не показывали, как их результаты когнитивных тестов соотносятся с остальной популяцией, что предотвратило предвзятое отношение при ответах на вопросы анкеты.