Механизмы развития почечного повреждения у пациентов с новой коронавирусной инфекцией (обзор литературы)

Каждый четвертый человек в мире в настоящее время в той или иной степени имеет проблемы с почками. Известно, что новая коронавирусная инфекция (COVID-19) является в первую очередь респираторным заболеванием, но почки – орган-мишень. Коронавирус тропен к почечной ткани за счет нахождения в органе РНК ангиотензинпревращающего фермента типа 2 и трансмембранной сериновой протеазы 2, которые считаются мишенью этого вируса. Наличие любой стадии почечной недостаточности является независимым неблагоприятным фактором риска заражения коронавирусной инфекцией и приводит к высоким частоте госпитализации в стационары и уровню смертности. Повреждение почек вызвано разнообразными патогенетическими механизмами: прямое цитопатическое действие вируса на их структуры (в почечном тельце – подоциты, мезангиальные клетки, в сосудистом клубочке – эндотелий капилляров, в проксимальных канальцах – эпителиальные клетки), цитокиновый шторм, поражение ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, иммунотромбоз. У многих пациентов с подтвержденной коронавирусной инфекцией уже с первых дней болезни лабораторно отмечаются существенные изменения в анализе мочи (гематурия, протеинурия) и повышение уровня креатинина в сыворотке крови. Один из основных факторов риска смертности – развитие острого почечного повреждения. Необходимы дополнительные исследования точного воздействия SARS-CoV-2 на почки. Понимание основных патогенетических путей их повреждения при COVID-19 необходимо для разработки стратегий и эффективных методов лечения.

1. Muralidar S., Ambi S.V., Sekaran S., Krishnan U.M. The emergence of COVID-19 as a global pandemic: Understanding the epidemiology, immune response and potential therapeutic targets of SARSCoV-2. Biochimie. 2020;179:85–100. doi: 10.1016/j.biochi.2020.09.018

2. Mehandru S., Merad M. Pathological sequelae of long-haul COVID. Nat. Immunol. 2022;23(2):194–202. doi: 10.1038/s41590-021-01104-y

3. Baloch S., Baloch M.A., Zheng T., Pei X. The coronavirus disease 2019 (COVID-19) Pandemic. Tohoku J. Exp. Med. 2020;250(4):271–278. doi: 10.1620/tjem.250.271

4. Habibzadeh F., Lang T. The coronavirus pandemic: “The Show Must NOT Go On”. Int. J. Occup. Environ. Med. 2020;11(2):63–64. doi: 10.34172/ijoem.2020.1979

5. Cummings M.J., Baldwin M.R., Abrams D., Jacobson S.D., Meyer B.J., Balough E.M., Aaron J.G., Claassen J., Rabbani L.E., Hastie J., … O’Donnell M.R. Epidemiology, clinical course, and outcomes of critically ill adults with COVID-19 in New York City: a prospective cohort study. Lancet. 2020;395(10239):1763–1770. doi: 10.1016/S0140-6736(20)31189-2

6. Hu B., Guo H., Zhou P., Shi Z.L. Characteristics of SARS-CoV-2 and COVID-19. Nat. Rev. Microbiol. 2021;19(3):141–154. doi: 10.1038/s41579-020-00459-7

7. Johnson A.G., Amin A.B., Ali A.R., Hoots B., Cadwell B.L., Arora S., Avoundjian T., Awofeso A.O., Barnes J., Bayoumi N.S., … Scobie H.M. COVID-19 incidence and death rates among unvaccinated and fully vaccinated adults with and without booster doses during periods of Delta and Omicron variant emergence – 25 U.S. Jurisdictions, April 4 – December 25, 2021. MMWR Morb. Mortal. Wkly Rep. 2022;71(4):132–138. doi: 10.15585/mmwr.mm7104e2

8. Хайтович А.Б., Ермачкова П.А. Патогенез COVID-19. Таврич. мед.-биол. вестн. 2020;23(4):113–132. doi: 10.37279/2070-8092-2020-23-4-113-132

9. Kirtipal N., Bharadwaj S., Kang S.G. From SARS to SARS-CoV-2, insights on structure, pathogenicity and immunity aspects of pandemic human coronaviruses. Infect. Genet. Evol. 2020;85:104502. doi: 10.1016/j.meegid.2020.104502

10. Niu Z., Xu S., Zhang J., Zou Z., Ren L., Liu X., Zhang S., Zou H., Hu X., Wang J., … Song Z. Bioinformatic analysis of the S protein of human respiratory coronavirus. Mol. Phylogenet. Evol. 2023;181:107704. doi: 10.1016/j.ympev.2023.107704

11. Verano-Braga T., Martins A.L.V., Motta-Santos D., Campagnole-Santos M.J., Santos R.A.S. ACE2 in the renin-angiotensin system. Clin. Sci. (Lond). 2020;134(23):3063–3078. doi: 10.1042/CS20200478

12. Laghlam D., Jozwiak M., Nguyen L.S. Renin-angiotensin-aldosterone system and immunomodulation: a state-of-the-art review. Cells. 2021;10(7):1767. doi: 10.3390/cells10071767

13. Li Z., Wu M., Yao J., Guo J., Liao X., Song S., Li J., Duan G., Zhou Y., Wu X., … Yan J. Caution on kidney dysfunctions of COVID-19 patients. MedRxiv: the preprint server for health sciences. 2020 Mar. doi: 10.1101/2020.02.08.20021212

14. Liu Y., Yang Y., Zhang C., Huang F., Wang F., Yuan J., Wang Z., Li J., Li J., Feng C., … Liu L. Clinical and biochemical indexes from 2019-nCoV infected patients linked to viral loads and lung injury. Sci. China Life Sci. 2020;63(3):364–374. doi: 10.1007/s11427-020-1643-8

15. Oyelade T., Alqahtani J., Canciani G. Prognosis of COVID-19 in patients with liver and kidney diseases: an early systematic review and meta-analysis. Trop. Med. Infect. Dis. 2020;5(2):80. doi: 10.3390/tropicalmed5020080

16. Wang X., Fang X., Cai Z., Wu X., Gao X., Min J., Wang F. Comorbid chronic diseases and acute organ injuries are strongly correlated with disease severity and mortality among COVID-19 patients: a systemic review and meta-analysis. Research (Wash. D.C.). 2020;2020:2402961. doi: 10.34133/2020/2402961

17. Henry B.M., Lippi G. Chronic kidney disease is associated with severe coronavirus disease 2019 (COVID-19) infection. Int. Urol. Nephrol. 2020;52(6):1193–1194. doi: 10.1007/s11255-020-02451-9

18. Cheng Y., Luo R., Wang K., Zhang M., Wang Z., Dong L., Li J., Yao Y., Ge S., Xu G. Kidney disease is associated with in-hospital death of patients with COVID-19. Kidney Int. 2020;97(5):829–838. doi: 10.1016/j.kint.2020.03.005

19. Wang L., Li X., Chen H., Yan S., Li D., Li Y., Gong Z. Coronavirus disease 19 infection does not result in acute kidney injury: an analysis of 116 hospitalized patients from Wuhan, China. Am. J. Nephrol. 2020;51(5):343–348. doi: 10.1159/000507471

20. Nadim M.K., Forni L.G., Mehta R.L., Connor M.J. Jr, Liu K.D., Ostermann M., Rimmelé T., Zarbock A., Bell S., Bihorac A., … Kellum J.A. COVID-19-associated acute kidney injury: consensus report of the 25th Acute Disease Quality Initiative (ADQI) Workgroup. Nat. Rev. Nephrol. 2020;16(12):747–764. doi: 10.1038/s41581-020-00356-5

21. Pei G., Zhang Z., Peng J., Liu L., Zhang C., Yu C., Ma Z., Huang Y., Liu W., Yao Y., Zeng R., Xu G. Renal involvement and early prognosis in patients with COVID-19 pneumonia. J. Am. Soc. Nephrol. 2020;31(6):1157–1165. doi: 10.1681/ASN.2020030276

22. Chen T., Wu D., Chen H., Yan W., Yang D., Chen G., Ma K., Xu D., Yu H., Wang H., … Ning Q. Clinical characteristics of 113 deceased patients with coronavirus disease 2019: retrospective study. BMJ. 2020;368:m1091. doi: 10.1136/bmj.m1091

23. Khwaja A. KDIGO clinical practice guidelines for acute kidney injury. Nephron. Clin. Pract. 2012;120(4):179–184. doi: 10.1159/000339789

24. Guan W.J., Ni Z.Y., Hu Y., Liang W.H., Ou C.Q., He J.X., Liu L., Shan H., Lei C.L., Hui D S.C., … China Medical Treatment Expert Group for COVID-19. Clinical characteristics of coronavirus disease 2019 in China. N. Engl. J. Med. 2020;382(18):1708–1720. doi: 10.1056/NEJMoa2002032

25. Malberti F., Pecchini P., Marchi G., Foramitti M. When a nephrology ward becomes a COVID-19 ward: the Cremona experience. J. Nephrol. 2020;33(4):625–628. doi: 10.1007/s40620-020-00743-y

26. Мальцева Л.Д., Васалатий И.М., Исаакян Ю.А., Морозова О.Л. Механизмы острого повреждения почек при COVID-19. Обзор. Нефрология и диализ. 2021;23(3):352–365. doi: 10.28996/2618-9801-2021-3-352-365

27. Malik Y.A. Properties of coronavirus and SARS-CoV-2. Malays. J. Pathol. 2020;42(1):3–11.

28. Huang C., Wang Y., Li X., Ren L., Zhao J., Hu Y., Zhang L., Fan G., Xu J., Gu X., … Cao B. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. Lancet. 2020;395(10223):497–506. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30183-5

29. Martinez-Rojas M.A., Vega-Vega O., Bobadilla N.A. Is the kidney a target of SARS-CoV-2? Am. J. Physiol. Renal Physiol. 2020;318(6):1454–1462. doi: 10.1152/ajprenal.00160.2020

30. Liao J., Yu Z., Chen Y., Bao M., Zou C., Zhang H., Liu D., Li T., Zhang Q., Li J., Cheng J., Mo Z. Single-cell RNA sequencing of human kidney. Sci. Data. 2020;7(1):4. doi: 10.1038/s41597-019-0351-8

31. Rabaan A.A., Al-Ahmed S.H., Haque S., Sah R., Tiwari R., Malik Y.S., Dhama K., Yatoo M.I., Bonilla-Aldana D.K., Rodriguez-Morales A.J. SARSCoV-2, SARS-CoV, and MERS-COV: A comparative overview. Infez. Med. 2020;28(2):174–184.

32. Napolitano G., Ballabio A. TFEB at a glance. J. Cell. Sci. 2016;129(13):2475–2481. doi: 10.1242/jcs.146365

33. Yue Y., Nabar N.R., Shi C.S., Kamenyeva O., Xiao X., Hwang I.-Y., Wang M., Kehrl J.H. SARScoronavirus open reading frame-3a drives multimodal necrotic cell death. Cell Death Dis. 2018;9(9):904. doi: 10.1038/s41419-018-0917-y

34. Ragab D., Salah Eldin H., Taeimah M., Khattab R., Salem R. The COVID-19 cytokine storm; what we know so far. Front. Immunol. 2020;11:1446. doi: 10.3389/fimmu.2020.01446

35. Paces J., Strizova Z., Smrz D., Cerny J. COVID-19 and the immune system. Physiol. Res. 2020;69(3):379–388. doi: 10.33549/physiolres.934492

36. Song P., Li W., Xie J., Hou Y., You C. Cytokine storm induced by SARS-CoV-2. Clin. Chim. Acta. 2020;509:280–287. doi: 10.1016/j.cca.2020.06.017

37. Grebe A., Hoss F., Latz E. NLRP3 Inflammasome and the IL-1 pathway in atherosclerosis. Circ. Res. 2018;122(12):1722–1740. doi: 10.1161/CIRCRESAHA.118.311362

38. Costela-Ruiz V.J., Illescas-Montes R., Puerta-Puerta J.M., Ruiz C., Melguizo-Rodríguez L. SARSCoV-2 infection: The role of cytokines in COVID-19 disease. Cytokine Growth Factor Rev. 2020;54:62–75. doi: 10.1016/j.cytogfr.2020.06.001

39. Durlacher-Betzer K., Hassan A., Levi R., Axelrod J., Silver J., Naveh-Many T. Interleukin-6 contributes to the increase in fibroblast growth factor 23 expression in acute and chronic kidney disease. Kidney Int. 2018;94(2):315–325. doi: 10.1016/j.kint.2018.02.026

40. Rose-John S. Interleukin-6 family cytokines. Cold Spring. Harb. Perspect. Biol. 2018;10(2):a028415. doi: 10.1101/cshperspect.a028415

41. Lelis D.F., Freitas D.F., Machado A.S., Crespo T.S., Santos S.H.S. Angiotensin-(1-7), adipokines and inflammation. Metabolism. 2019;95:36–45. doi: 10.1016/j.metabol.2019.03.006

42. Ogunlade B.O., Lazartigues E., Filipeanu C.M. Angiotensin type 1 receptor-dependent internalization of SARS-CoV-2 by angiotensin-converting enzyme 2. Hypertension. 2021;77(4):42–43. doi: 10.1161/HYPERTENSIONAHA.120.16795

43. Luther J.M., Fogo A.B. The role of mineralocorticoid receptor activation in kidney inflammation and fibrosis. Kidney Int. Suppl. (2011). 2022;12(1):63–68. doi: 10.1016/j.kisu.2021.11.006

44. Rafiq K., Hitomi H., Nakano D., Nishiyama A. Pathophysiological roles of aldosterone and mineralocorticoid receptor in the kidney. J. Pharmacol. Sci. 2011;115(1):1–7. doi: 10.1254/jphs.10r07cr

45. Nicolai L., Massberg S. Platelets as key players in inflammation and infection. Curr. Opin. Hematol. 2020;27(1):34–40. doi: 10.1097/MOH.0000000000000551

46. Cicco S., Cicco G., Racanelli V., Vacca A. Neutrophil extracellular traps (NETs) and damageassociated molecular patterns (DAMPs): two potential targets for COVID-19 treatment. Mediators Inflamm. 2020;2020:7527953. doi: 10.1155/2020/7527953

47. Jansen M.P., Emal D., Teske G.J., Dessing M.C., Florquin S., Roelofs J.J. Release of extracellular DNA influences renal ischemia reperfusion injury by platelet activation and formation of neutrophil extracellular traps. Kidney Int. 2017;91(2):352–364. doi: 10.1016/j.kint.2016.08.006

48. Nakazawa D., Kumar S.V., Marschner J., Desai J., Holderied A., Rath L., Kraft F., Lei Y., Fukasawa Y., Moeckel G.W., … Anders H.J. Histones and neutrophil extracellular traps enhance tubular necrosis and remote organ injury in ischemic AKI. J. Am. Soc. Nephrol. 2017;28(6):1753–1768. doi: 10.1681/ASN.2016080925

49. Schurink B., Roos E., Radonic T., Barbe E., Bouman C.S.C., de Boer H.H., de Bree G.J., Bulle E.B., Aronica E.M., Florquin S., … Bugiani M. Viral pres-ence and immunopathology in patients with lethal COVID-19: a prospective autopsy cohort study. Lancet Microbe. 2020;1(7): 290–299. doi: 10.1016/S2666-5247(20)30144-0

50. Jayarangaiah A., Kariyanna P.T., Chen X., Jayarangaiah A., Kumar A. COVID-19-associated coagulopathy: an exacerbated immunothrombosis response. Clin. Appl. Thromb. Hemost. 2020;26:1076029620943293. doi: 10.1177/1076029620943293

51. Henry B.M., Vikse J., Benoit S., Favaloro E.J., Lippi G. Hyperinflammation and derangement of renin-angiotensin-aldosterone system in COVID-19: A novel hypothesis for clinically suspected hypercoagulopathy and microvascular immunothrombosis. Clin. Chim. Acta. 2020;507:167–173. doi: 10.1016/j.cca.2020.04.027

52. Wang L., He W.B., Yu X.M., Hu D.L., Jiang H. Prolonged prothrombin time at admission predicts poor clinical outcome in COVID-19 patients. World J. Clin. Cases. 2020;8(19):4370–4379. doi: 10.12998/wjcc.v8.i19.4370

53. Manne B.K., Denorme F., Middleton E.A., Portier I., Rowley J.W., Stubben C., Petrey A.C., Tolley N.D., Guo L., Cody M., … Campbell R.A. Platelet gene expression and function in patients with COVID-19. Blood. 2020;136(11):1317–1329. doi: 10.1182/blood.2020007214

54. Diao B., Wang C., Wang R., Feng Z., Zhang J., Yang H., Tan Y., Wang H., Wang C., Liu L., … Chen Y. Human kidney is a target for novel severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 infection. Nat. Commun. 2021;12(1):2506. doi: 10.1038/s41467-021-22781-1

55. Vinayagam S., Sattu K. SARS-CoV-2 and coagulation disorders in different organs. Life Sci. 2020;260:118431. doi: 10.1016/j.lfs.2020.118431