Интерферон-α2b и лечение COVID-19

Тип: Статья

Автор: Qiong Zhou

Опубликовано: Front. Immunol., 15 May 2020

Перевод: Приволжский исследовательский медицинский университет

Глобальная пандемия случаев COVID-19, вызванных инфекцией SARS-CoV-2, продолжается, и не было одобренного противовирусного вмешательства. Мы опишем здесь эффекты лечения интерфероном (IFN) -α2b в когорте подтвержденных случаев COVID-19 в Ухане, Китай. В этом неконтролируемом предварительном исследовании 77 взрослых, госпитализированных с подтвержденным COVID-19, получали либо распыленный IFN-α2b (5 мг в день), арбидол (200 мг три раза в день), либо комбинацию IFN-α2b плюс арбидол. Серийное тестирование SARS-CoV-2 вместе с гематологическими измерениями, включая количество клеток, биохимию крови и уровни цитокинов в сыворотке, а также температуру и уровни насыщения крови кислородом, регистрировали для каждого пациента во время пребывания в больнице. Лечение IFN-α2b с арбидолом или без него значительно уменьшало продолжительность обнаруживаемого вируса в верхних дыхательных путях и параллельно уменьшало продолжительность повышенных уровней в крови для маркеров воспаления IL-6 и CRP. Эти данные свидетельствуют о том, что IFN-α2b следует дополнительно исследовать в качестве терапии в случаях COVID-19.

Введение

В декабре 2019 года в Ухане, провинция Хубэй, Китай, была зарегистрирована вспышка пневмонии, вызванная заражением новым коронавирусом (CoV), тяжелым острым респираторным синдромом (SARS) -CoV-2. SARS-CoV-2 - это новый бета-коронавирус с оболочкой, имеющий филогенетическое сходство с SARS-CoV ( 1).). В отличие от коронавирусов HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63 и HCoV-HKU, которые являются патогенными для человека и связаны с легкими клиническими симптомами, SARS-CoV-2 напоминает как SARS-CoV, так и респираторный синдром на Ближнем Востоке (MERS ), с возможностью вызвать более тяжелое заболевание. Критическое различие заключается в том, что CoV, которые инфицируют верхние дыхательные пути, имеют тенденцию вызывать легкое заболевание, тогда как CoV, которые инфицируют верхние и нижние дыхательные пути (такие как SARS-CoV-2, по-видимому, могут), вызывают более тяжелое заболевание. Коронавирусная болезнь (COVID) -19, болезнь, вызванная SARS-CoV-2, с тех пор распространилась по всему земному шару как пандемия.

В отсутствие специфической вакцины против SARS-CoV-2 или утвержденного противовирусного препарата в настоящее время проводится оценка ряда противовирусных препаратов на предмет их терапевтической эффективности. IFNs-α / β типа I являются противовирусными препаратами широкого спектра действия, проявляющими как прямое ингибирующее действие на репликацию вируса, так и поддерживающими иммунный ответ на явную вирусную инфекцию ( 2 ). Во время вспышки SARS-CoV в 2003 году в Торонто, Канада, лечение госпитализированных пациентов с ОРВИ с IFN-α привело к ускоренному разрешению аномалий легкого ( 3). Арбидол (ARB) (умифеновир) (этил-6-бром-4 - [(диметиламино) метил] -5-гидрокси-1-метил-2 [(фенилтио) метил] индол-3-карбоксилат гидрохлорид моногидрат), широкий Спектр противовирусного действия прямого действия, индуцирует выработку ИФН и активацию фагоцитов. ARB проявляет противовирусную активность против респираторных вирусов, включая коронавирусы ( 4 ).

Здесь мы сообщаем о клиническом течении заболевания в 77 подтвержденных случаях COVID-19, поступивших в больницу Union, Tongii Medical College, Ухань, Китай, получавших интерферон (IFN) -α2b, ARB или комбинацию IFN-α2b плюс ARB.

Материалы и методы

Пациенты и лечение

Лица с подозрением на COVID-19 были госпитализированы в госпиталь Юнион, медицинский колледж Тонги, Ухань, Китай, в период с 16 января по 20 февраля 2020 г. на основании начальных симптомов, включая лихорадку, озноб, кашель, боль в горле, головную боль, выделения из носа. , миалгия, усталость, одышка и / или диарея. Каждого пациента попросили указать дату появления симптомов. По усмотрению лечащего врача лабораторно подтвержденные случаи COVID-19, получавшие противовирусное лечение с использованием либо IFN-α2b (Tianjin Sinbobioway Biology, 5 мМЕ / мл), ARB (арбидол гидрохлорид; Jiangsu Simcere Pharm. Co., 100 мг диспергируемых таблеток) или комбинацию ИФН-α2b плюс АРБ в соответствии с действующими в то время правилами практики в больнице. 5 мл IFN-α2b (1 мл) добавляли к 2 мл стерильной воды и вводили в виде аэрозоля с использованием распылителя и маски. Было назначено лечение IFN-α2b, т.е. 10 мМЕ / день. Лечение ARB составило 200 мг (2 таблетки) три раза в день, т.е. 600 мг / день. Дополнительные случаи, подтвержденные COVID-19, из больницы временного приюта Ухань (2–17 февраля 2020 г.), которые были переведены в больницу Юнион и проходили лечение только АРБ, также были включены в это исследование. Этическое одобрение для анализа всех собранных данных было отменено больничными Институциональными наблюдательными советами, поскольку все собранные данные пациентов соответствовали политике по расследованию вспышек заболеваний в области общественного здравоохранения, выпущенной Национальной комиссией здравоохранения Китайской Народной Республики. Дополнительные случаи, подтвержденные COVID-19, из больницы временного приюта Ухань (2–17 февраля 2020 г.), которые были переведены в больницу Юнион и проходили лечение только АРБ, также были включены в это исследование. Этическое одобрение для анализа всех собранных данных было отменено больничными Институциональными наблюдательными советами, поскольку все собранные данные пациентов соответствовали политике по расследованию вспышек заболеваний в области общественного здравоохранения, выпущенной Национальной комиссией здравоохранения Китайской Народной Республики. Дополнительные случаи, подтвержденные COVID-19, из больницы временного приюта Ухань (2–17 февраля 2020 г.), которые были переведены в больницу Юнион и проходили лечение только АРБ, также были включены в это исследование. Этическое одобрение для анализа всех собранных данных было отменено больничными Институциональными наблюдательными советами, поскольку все собранные данные пациентов соответствовали политике по расследованию вспышек заболеваний в области общественного здравоохранения, выпущеннойНациональной комиссией здравоохранения Китайской Народной Республики.

Лабораторные тесты

Образцы мазка из зева проверяли методом полимеразной цепной реакции в реальном времени (ОТ-ПЦР) на SARS-CoV-2. Используемый лабораторный анализ SARS-CoV-2 был основан на рекомендации Центров по контролю и профилактике заболеваний, США (CDC) ( 5). Вкратце, образцы мазка из горла от верхних дыхательных путей пациентов с подозрением на инфекцию SARS-CoV-2 помещали в пробирки для сбора, предварительно заполненные 150 мкл раствора для консервации вируса, и общую РНК экстрагировали с использованием набора для выделения РНК из респираторного образца (High Pure Комплект вирусной РНК. Roche, Базель, Швейцария). ОТ-ПЦР-анализы для РНК SARS-CoV-2 проводили с использованием двух генов-мишеней, а именно открытого считывания frame1ab (ORF1ab) и нуклеокапсидного белка (N). Образцы были обозначены как положительные (+) или отрицательные (-) на основе порога, отрегулированного так, чтобы попасть в экспоненциальную фазу ПЦР, для обоих генов-мишеней. Полный анализ крови и сывороточные биохимические анализы оценивались в соответствии с рутинными клиническими лабораторными процедурами в клинике Союза. Уровни цитокинов в сыворотке (IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α, IFN-γ) оценивались с применением набора BD Biosciences Th1/2 в соответствии с инструкциями производителя (BD Ltd., Franklin Lakes, NJ, USA); цитологические показатели в периферической крови подсчитывались при помощи проточной цитометрии в соответсвии с лабораторным протоколом Union Hospital.

Статистический анализ

Все анализы проводились с использованием версии R 3.6.0 ( 6 ). Описательные статистические данные ( таблица 1 и групповые средние, указанные в тексте) и цифры передают данные «как есть», но все анализы времени и события были скорректированы с учетом возраста, пола и наличия одного или нескольких сопутствующих заболеваний. Обратите внимание, что возраст был закодирован как непрерывная переменная или двоичная переменная (с порогом> 50 или> 60), и результаты представлены во всех трех вариациях.

Анализ времени до события

Время до вирусного клиренса, определяемое как количество дней, прошедших с момента появления симптомов до времени первого из двух последовательных отрицательных ПЦР-тестов с интервалом не менее 24 ч, сравнивали среди групп лечения с использованием анализа времени до события , Датой появления симптомов заболевания считалась дата начала заболевания, подходящая временная точка, позволяющая опросить ход заболевания у всех пациентов этой группы COVID-19. Статистическую значимость лечения оценивали с использованием пропорциональных рисков Кокса.

Анализ временного хода

Данные временного курса были приведены в соответствие с датой появления симптомов и агрегированы через 2–4-дневные интервалы (в зависимости от аналита), чтобы учесть данные, недоступные для всех пациентов во все моменты времени во время течения заболевания. Если временные графики расходились между группами лечения, чтобы проверить, соответствуют ли эти наблюдения статистической значимости, дисперсионный анализ (ANOVA) использовался для проверки эффекта лечения.

Результаты

Клинико-лабораторные данные: умеренное заболевание COVID-19

В таблице 1 приведены демографические данные пациентов и клинические характеристики когорты пациентов с COVID-19, оцененных в этом предварительном исследовании. 77 взрослых с подтвержденным COVID-19, поступивших в Юнион Больницу, Ухань, и по усмотрению принимающего врача, лечились распыленным IFN-α2b ( n = 7), ARB ( n = 24) или комбинированным лечением IFN-α2b плюс ARB ( n= 46); Лечение IFN-α2b и ARB в это время было стандартной практикой в ​​больнице Юнион, Ухань. В 50% всех случаев лечение начинали в течение 72 часов после подтверждения инфекции результатом ПЦР (+); в 75% случаев лечение начинали в течение 96 часов после ПЦР (+) теста, а в 95% случаев - в течение 10 дней после ПЦР (+). В то время как все пациенты получали различные профилактические антибиотики, не было ни одного случая доказанной или предполагаемой бактериальной инфекции.

Последовательные клинические оценки были выполнены на всех пациентах. Независимо от группы лечения, ни у одного из пациентов, оцененных в этом исследовании, не было устойчивых признаков или симптомов дисфункции конечных органов. В частности, ни у одного из пациентов не развился респираторный дистресс, требующий длительного приема кислорода или интубации; следовательно, ни один из пациентов в этой группе не нуждался в интенсивной терапии. Вне температуры приема, когда у ~ 50% всех пациентов наблюдалась лихорадка (температура> 38 ° C; которая была успешно пролечена ибупрофеном), других случаев лихорадки не было отмечено, независимо от группы противовирусного лечения ( дополнительная фигура 1).). В то время как у всех пациентов были обнаружены некоторые рентгенологические нарушения при компьютерной томографии грудной клетки (КТ), которые местные рентгенологи интерпретировали как «согласующиеся с вирусной пневмонией», детальная оценка результатов КТ не была выполнена из-за чрезмерной рабочей нагрузки в Юнион Больнице во время этой изучение. Последовательные лабораторные измерения уровня в крови гемоглобина, глюкозы, общего билирубина, прямого билирубина, аланинаминотрансферазы (ALT), аспартатаминотрансферазы (AST), лактатдегидрогеназы (LDH), креатинкиназы (CK), азота мочевины крови (BUN), альбумина ( Alb), креатинин и тропонин I также проводились ( дополнительная фигура 2).). Помимо легкого трансаминита (повышение АЛТ) на ранних этапах госпитализации, который впоследствии улучшился у всех пациентов, данные химического анализа крови показали, что уровни колебались близко к нормальным уровням в течение курса госпитализации, без четкой или устойчивой разницы между группами лечения. Популяции периферических кровяных клеток, включая общее количество лейкоцитов (WBC), лимфоцитов, CD4 + T-клеток, CD8 + T-клеток, B-лимфоцитов, нейтрофилов, NK-клеток и тромбоцитов, также измеряли в течение госпитализации ( дополнительная фигура 3).). За исключением повышенных тромбоцитов, которые достигли пика в течение двух недель с течением заболевания, все другие клеточные популяции колебались вокруг нормального диапазона без четкой или устойчивой разницы между группами противовирусного лечения. Вместе клинические и лабораторные данные показывают, что вся когорта, оцененная в этом исследовании, состояла из умеренных случаев COVID-19 во всех группах лечения.

Клиническое течение случаев COVID-19 также оценивалось в зависимости от возраста, пола и сопутствующих заболеваний. За исключением гемоглобина, который был ниже у женщин, для каждого из других измерений, перечисленных выше, различия в возрасте, поле и сопутствующей патологии в группах лечения не сдвигали значения за пределы нормального диапазона.

Влияние лечения IFN на вирусную очистку

Вирусный клиренс определяли как два последовательных отрицательных теста ПЦР с интервалом не менее 24 ч, как описано ранее ( 5 ). Оценивая течение заболевания от Дня появления симптомов (D0) до первой отрицательной (-) ПЦР из 2 последовательных ПЦР (-), данные выявили значительно различающуюся частоту вирусного клиренса для каждой группы лечения ( дополнительная фигура 4).). В частности, анализ результатов показал, что лечение IFN-α2b, отдельно или в комбинации с ARB, ускоряет клиренс вируса по сравнению с лечением ARB отдельно. Среднее число дней до клиренса вируса составляло 27,9 для пациентов, получавших только ARB, 21,1 дня для пациентов, получавших только IFN, и 20,3 дня для пациентов, получавших IFN + ARB (от появления симптомов). При более тщательном изучении схем лечения в тех случаях, которые лечили комбинацией IFN-α2b и ARB, было выявлено, что в 16 из 46 случаев (34,8%) лечение IFN-α2b было начато после начала лечения ARB, а в 24 случаях (52,2). %), Лечение IFN-α2b было продолжено после прекращения лечения ARB ( дополнительная фигура 5). Учитывая неоднородность схем лечения в этой группе лечения, мы рассмотрели время до вирусного клиренса для всех случаев, получавших лечение IFN (то есть, комбинировали только IFN с группой IFN плюс ARB) по сравнению с теми, кто получал только ARB. Данные, показанные на рисунке 1, показывают статистически значимый ускоренный клиренс вируса из верхних дыхательных путей у пациентов, получавших лечение IFN-α2b (20,4 дня, р = 0,002). лечение IFN ускорило клиренс вируса на ~ 7 дней.

Влияние лечения ИФН на уровень циркулирующих цитокинов и биомаркеры воспаления

Циркулирующие уровни цитокинов (IL-2, IL-4, IL-10, IFN-γ, IL-6, TNFα) и биомаркеры воспаления (C-реактивный белок, CRP и прокальцитонин, PCT) также были исследованы на протяжении всего заболевания. Циркулирующие уровни PCT, IL-2, IL-4, IL-10, IFN-γ и TNFα оставались в пределах их нормального диапазона в течение всего периода заболевания, независимо от группы лечения ( дополнительная фигура 6). Примечательными и значительными исключениями были ИЛ-6 и СРБ. По мере прогрессирования заболевания и до его разрешения мы наблюдали четкое различие уровней IL-6 в сыворотке между больными, получавшими ИФН (т.е. только ИФН или ИФН + АРБ), и больными, получавшими только АРБ. Более конкретно, в то время как уровни IL-6 в кровотоке оставались низкими для всех пациентов, которые получали IFN, у тех, кто получал только ARB (т.е. без IFN), наблюдался значительный всплеск уровней циркулирующего IL-6 ( фигура 2 , дополнительная фигура 7 ). В частности, в течение периода времени с 12 по 42 день (от появления симптомов) в среднем у пациентов только в группе с АРБ уровень ИЛ-6 был выше, чем у пациентов, получавших только ИФН или комбинацию ИФН + АРБ, на 33,5 пг. / мл.

Что касается воздействия лечения на вирусный клиренс, независимо от того, были ли проанализированы эффекты лечения от даты появления симптомов или от даты начала лечения, лечение IFN значительно снижало уровни циркулирующего IL-6. Мы также отметили повышенный уровень СРБ в когорте ( дополнительный рисунок 7 ). Подобно ИЛ-6, СРБ также возвращался в нормальный диапазон после исчезновения заболевания. Наши данные свидетельствуют о том, что лечение IFN, отдельно или в сочетании с ARB, снижало уровни циркулирующего СРБ ( рис. 2 ). В частности, в течение периода времени 0–20 дней (от появления симптомов) у средних пациентов только в группе с АРБ уровень СРБ был выше, чем у пациентов, получавших только ИФН или комбинацию ИФН + АРБ, на 25,7 мг / л.

Влияние возраста, сопутствующих заболеваний и пола на результаты лечения

Сопутствующие заболевания не оказали значительного влияния на эффекты лечения ИФН в зависимости от времени до вирусного клиренса ( р = 0,371) или уровней ИЛ-6 ( р = 0,456) и СРБ ( р = 0,420). Осознавая, что группа, в которую входили только АРБ, состояла в основном из пациентов старшего возраста, мы учитывали возраст в статистическом анализе. Возраст был значимым как ковариат для СРБ ( р-значения варьировались от 1,2 × 10 -5 до 4,5 × 10 -6 ) и иногда для ИЛ-6 ( р-значения варьировались от 0,02 до 0,07). Независимо от того, считали ли возраст непрерывной или категориальной переменной (<50 лет против> 50 лет; <60 лет против> 60 лет), влияние лечения IFN на IL-6, CRP и время до вирусного Клиренс все оставался статистически значимым. Для тех случаев, которые лечили только ARB, уровни IL-6 были значительно выше, чем для тех, кто лечился с помощью IFN с 12–42 дня (значения p варьировались от 1,1 × 10 -9 до 7,7 × 10 -10 в зависимости от возрастного кодирования). Аналогично, в группе, получавшей только ARB, уровни СРБ были значительно выше, чем в тех случаях, которые получали ИФН с 0-20 дня ( p-значения варьировались от 0,0032 до 0,0037 в зависимости от возрастного кодирования). Время до клиренса вируса было значительно короче в тех случаях, которые лечили IFN-α2b (отдельно и в комбинации с ARB), по сравнению с теми, кто лечился только ARB ( p = 0,0018) после поправки на возраст и сопутствующие заболевания. С поправкой на возраст и сопутствующие заболевания эффекты лечения IFN-α2b (отдельно и в сочетании с ARB) оставались значительными для снижения уровней IL-6 в кровообращении ( p = 7,7 × 10 -10 ) и CRP ( p = 0,0035).

Вклад пола в различия наблюдаемых результатов не может быть всесторонне оценен, поскольку информация о пре- и постменопаузе, фазе менструального цикла или использовании контрацептивов, переменных, которые могут независимо влиять на иммунные ответы на COVID-19, не была собраны. Тем не менее, когда секс рассматривался только в контексте мужского и женского пола, хотя пол влиял на результаты лечения, эти эффекты не отменяли и не исключали статистической значимости эффектов лечения IFN на вирусный клиренс и уровни IL-6 и CRP. Пол был значимым как ковариат для клиренса вируса ( р = 0,026) и для СРБ ( р = 0,0001), но не для ИЛ-6 ( р= 0,084). С учетом возраста, сопутствующих заболеваний и пола эффекты лечения IFN-α2b (отдельно и в сочетании с ARB) оставались значительными для ускоренного клиренса вируса ( р = 0,0019) и снижения уровня ИЛ-6 в крови ( р = 5,7 × 10 -10 ) и СРБ ( р = 0,0022).

Обсуждение

Это неконтролируемое предварительное исследование дает несколько важных и новых сведений о болезни COVID-19. Важно отметить, что терапия IFN-α2b, по-видимому, сокращает продолжительность выделения вируса. Снижение маркеров острого воспаления, таких как СРБ и IL-6, коррелировало с этим укороченным выделением вируса, предполагая, что IFN-α2b действовал вдоль функциональной причинно-следственной цепи, где вирусное воспаление представляет собой патофизиологический фактор. Взятые вместе, эти результаты подтверждают правдоподобие IFN-α2b, представляющего терапию для болезни COVID-19.

Поскольку пандемия SARS-CoV-2 постоянно возрастает, неотложный поиск эффективных профилактических и терапевтических мер быстро ускоряется. Это включает лопинавир / ритонавир ( 7 , 8 ), хлорохин ( 9 ), ремдесивир ( 10 ), а также IFN-α / β ( 2 ) и ARB ( 4 ) и их комбинации. Большинство из этих противовирусных препаратов имеют данные только in vitro, чтобы подтвердить рассмотрение целей коронавируса до клинических испытаний; как таковой, хотя и неудачный, неудивительно, что существует высокая вероятность неудачи ( 11). Тем не менее, во время вспышки SARS-CoV-1 в Канаде мы показали, что лечение IFN-α может ускорить разрешение заболевания человека, опосредованного коронавирусом ( 3 ). Это побудило нас оценить IFN-α терапию для лечения COVID-19 на ранних стадиях вспышки в Ухане, провинция Хубэй, Китай. Действительно, наш анализ показывает, что вдыхаемый IFN-α2b ускорял клиренс вируса из дыхательных путей и ускорял разрешение системных воспалительных процессов по сравнению с лечением только ARB. Примечательно, что в недавней публикации сообщалось, что лечение ARB в тех же дозах, которые использовались в этом исследовании, не влияло на частоту вирусного клиренса у пациентов без ОИТ, госпитализированных с COVID-19, по сравнению с нелеченными пациентами ( 12). Хотя мы признаем, что наши данные в лучшем случае наводят на мысль, учитывая срочность, результаты показывают, что в настоящее время оправдано повторное рандомизированное клиническое исследование (РКИ). Успех может не только принести пользу отдельному инфицированному пациенту, но, уменьшая продолжительность распространения вируса даже в умеренных случаях (таких как эта когорта), может помочь замедлить распространение населения.

Снижение воспалительного биомаркера IL-6 после ингаляционной терапии IFN-α2b не только подтвердило клинически значимое влияние этого подхода, но также намекало на вероятные функциональные связи между вирусной инфекцией и повреждением конечного органа хозяина. Было показано, что IL-6 обеспечивает прогностическую ценность при остром респираторном дистресс-синдроме (ARDS), который является наиболее тяжелой формой заболевания COVID-19 ( 13 ). Если это действительно так, то целенаправленные вмешательства, такие как ингибиторы рецептора интерлейкина-6 (IL-6) (например, тоцилизумаб или сарилумаб), в направлении этой оси могут оказаться полезным терапевтическим дополнением, по крайней мере, для тех, кто наиболее тяжело болен. Эта форма терапии была недавно одобрена Национальной комиссией здравоохранения Китая1 и в настоящее время рассматривается итальянским медицинским агентством2 . Преимущество IFN-α2b по сравнению с блокированием IL-6 заключается в том, что IFN нацеливается на причину (SARS-CoV-2), а не только на симптомы (IL-6).

Это предварительное исследование имеет несколько существенных ограничений. Наиболее очевидным является тот факт, что группа исследования была небольшой, нерандомизированной, с несбалансированной демографией между группами лечения, которые были неравного размера. Существовали различия в возрасте, поле и сопутствующих заболеваниях между пациентами, получавшими IFN и ARB. Тем не менее, эффекты лечения IFN на ускоренный вирусный клиренс и снижение уровня циркулирующего IL-6 и CRP оставались значительными после поправки на возраст, пол и сопутствующие заболевания. Примечательно, что мы сочли это только предварительным исследованием, целью которого было как можно быстрее определить, следует ли рассматривать полное испытание. Результаты показывают, что IFN-α РКИ в настоящее время оправдано. Кроме того, поскольку вся когорта состояла только из умеренных случаев заболевания COVID-19, наши результаты могут не указывать на то, что происходит у более тяжелых пациентов; такая осторожность в отношении генерализуемости действительно дополнительно подтверждается ограниченным влиянием возраста, пола и сопутствующих заболеваний на течение болезни COVID-19 в нашей группе, поскольку было показано, что каждый из них оказывает различную степень влияния на клиническое течение. (14 )

Независимо от этих существенных ограничений, насколько нам известно, результаты, представленные здесь, являются первыми, которые предполагают терапевтическую эффективность при заболевании COVID-19 IFN-α2b, доступного противовирусного вмешательства. Кроме того, помимо клинической пользы для отдельного пациента, лечение IFN-α2b может также принести пользу мерам общественного здравоохранения, направленным на замедление течения этой пандемии, поскольку продолжительность распространения вируса сокращается.