Влияние COVID-19 на про- и антиатерогенные липопротеиды (кросс-секционное популяционное исследование)

Современные представления о патогенезе атеросклероза опираются в основном на концепцию факторов риска, из которых ведущая роль отводится атерогенным нарушениям метаболизма липидов [1][2]. Хорошо известно, что липидные показатели — одни из основных маркеров определения сердечно-сосудистого риска и оценки эффективности антиатерогенной фармакотерапии — могут значительно искажаться при системном воспалении и, в частности, при респираторно-вирусных инфекциях [2]. Эти представления нашли свое подтверждение и при анализе липидного профиля пациентов с новой коронавирусной инфекцией (COVID-19) [3-5]. После разработки и применения вакцинации против COVID-19 появились исследования уровня липидов после искусственной иммунизации [6][7]. Вместе с тем влияние COVID-19 на метаболизм липидов изучено в настоящее время недостаточно, результаты, полученные на небольших выборках, противоречивы, практически отсутствуют данные о гендерных и возрастных особенностях этого феномена [8-10]. В то же время из-за с эпидемического характера COVID-19, особый интерес может представлять информация о популяционных сдвигах липидов крови, что, несомненно, должно отразиться на формировании современных подходов к профилактике и коррекции факторов риска атеросклеротических сердечно-сосудистых заболеваний. В связи с этим целью настоящего кросс-секционного ретроспективного исследования было изучение влияния COVID-19 на популяционные липидные показатели в сравнении с таковыми в предыдущие годы.

Материал и методы

Анализу подверглись обезличенные результаты однократных в течение года исследований холестерина липопротеидов низкой плотности (ХС-ЛНП), холестерина липопротеидов высокой плотности (ХС-ЛВП), триглицеридов (ТГ) и сопутствующих лабораторных показателей, выполненных в Лабораторной службе "ХЕЛИКС" за период с 1 февраля 2015г по 30 декабря 2020г у 238541 лица мужского и 384437 лиц женского пола в возрасте от 22 до 83 лет в 334 городах и поселках городского типа европейской части Российской Федерации (РФ). В общую заслепленную выборку вошли 622978 полных липидограмм. Из них в 316756 был одновременно выполнен анализ на глюкозу (ГЛЮ), в 23188 — высокочувствительный С-реактивный белок (вчСРБ). В 4230 случаях имелись данные количественного анализа IgG к SARS-CoV-2 S1/S2. Так как исследование выполнялось до старта массовой вакцинации от COVID-19, эти данные рассматривались как результаты естественной иммунизации. Возрастная и гендерная характеристика распределения выборки с учетом отрицательных и положительных результатов на наличие COVID-19 представлена на рисунке 1. Всего у 2522 женщин получено 1608 отрицательных и 914 положительных результатов, у 1708 мужчин получено 1018 отрицательных и 690 положительных результатов на IgG к SARS-CoV-2 S1/S2. Одновременная сдача полной липидограммы, ГЛЮ и вчСРБ имела место в 14348 случаях, одновременное исследование вчСРБ и IgG к SARS-CoV-2 S1/S2 — в 1116 образцах.

Биохимические и иммунотурбидиметрические исследования производились на анализаторах Roche
Cobas C502, C702 (Roche Diagnostics GmbH, Германия). Количественные IgG к SARS-CoV-2 S1/S2 измерялись на анализаторе LIAISON XL (DiaSorin S.p.A, Италия) хемилюминесцентным иммуноанализом. Все измерения выполнены с использованием коммерческих реагентов соответствующих производителей. Уровни ТГ и ГЛЮ измерялись ферментативно методами GPO-PAP и референсным методом с использованием гексокиназы в соответствии с техническими условиями производителя. ХС-ЛВП определяли с использованием гомогенного анализа без осаждения, ХС-ЛНП — прямым методом. Содержание вчСРБ определялось иммунотурбидиметрическим методом с латексным усилением, коэффициенты вариации для ТГ, ХС-ЛВП, ХС-ЛНП, ГЛЮ, вчСРБ, IgG к SARS-CoV-2 S1/S2 были 1,8%, 1,7%, 3,0%, 1,12%, 3,17%, 9,1%, соответственно.

Для статистического анализа данных использовались методы описательной статистики, анализа распределений, выборочных сравнений и поиска зависимостей. Выбросы определяли с помощью расстояния Махаланобиса между точками в многомерном пространстве с уровнем значимости p<0,001 с учетом всех исследуемых показателей. Асимметрию распределения показателей корригировали расчетом средних значений с 95% доверительным интервалом по предварительно преобразованным по Боксу-Коксу данным, с последующей ретрансформацией полученных значений в исходную шкалу. Взаимоотношения показателей анализировали с помощью однофакторного дисперсионного анализа с разделением данных по полу, с последующими апостериорными сравнениями по критерию Тьюки. Решение об использовании дисперсионного анализа для сравнения групп принимали после проверки распределения данных на нормальность методом Шапиро-Уилка и равенстве дисперсий по критерию Левене. Для анализа взаимоотношений вчСРБ с другими показателями использовали коэффициент корреляции Пирсона. Для получения сглаженных кривых, а также взаимоотношений показателей с 95% доверительными границами использовали регрессионную технику обобщенных аддитивных моделей, которые представляют собой непараметрическое расширение обобщенных линейных моделей для случаев, когда вид зависимости заранее не известен. При этом подгонка моделей осуществлялась по преобразованным по Боксу-Коксу данным, которые для графического отображения пересчитывались в исходную шкалу с помощью обратного преобразования. Фильтрация данных, расчеты и графические построения выполнены в программной среде python (3.11.4) с помощью библиотек pandas (1.5.2), matplotlib (3.7.2), seaborn (0.12.2), numpy (1.26.4), statsmodels (0.14.0), scipy (1.11.3), pingouin (0.5.4), pygam (0.9.1).

Исследование было выполнено в соответствии с принципами Хельсинкской декларации. Протокол исследования был одобрен локальным этическим комитетом учреждения. До включения в исследование у всех участников было получено письменное информированное согласие.

Результаты

Ретроспективный сезонный анализ медиан результатов исследований ХС-ЛНП, ХС-ЛВП и ТГ, выполненных за 6 последовательных лет в различных регионах европейской части РФ, проведен раздельно для мужчин и женщин. Обнаружено, что показатели ХС-ЛНП обладают сезонными колебаниями с наиболее высоким популяционным уровнем в зимний период и заметным снижением в летний период. Вместе с тем средние уровни ХС-ЛНП в 2020г характеризуются значительным снижением по сравнению с остальными годами на протяжении всего года, но с максимальным снижением в летние месяцы (рис. 2 А).

Шестилетнее сравнение сезонных уровней ХС-ЛВП также выявило прогрессирующее снижение медиан этого показателя в популяции для обоих полов, но при этом наблюдается ежегодная тенденция к увеличению уровня ХС-ЛВП в марте-апреле. Обращает на себя внимание значительное снижение популяционного уровня ХС-ЛВП, более выраженное у мужчин, в апреле COVID-19-пандемичного 2020г (рис. 2 Б).

Обнаружилась значительная разница во взаимоотношениях ХС-ЛНП и вчСРБ у мужчин и у женщин в зависимости от пороговых значений вчСРБ. Оказалось, что до уровня вчСРБ в 2,5 мг/л наблюдается значимое увеличение популяционных показателей ХС-ЛНП с коэффициентом корреляции 0,14 для женщин (p<0,001) и 0,10 у мужчин (p<0,001). При уровнях вчСРБ >2,5 мг/л отмечается смена тенденции на обратную зависимость с коэффициентом корреляции -0,07 для женщин (p<0,001) и -0,06 у мужчин (p<0,01) (рис. 3).

Взаимодействие вчСРБ с ТГ и ТГ/ГЛЮ индексом аналогично: имеет место положительная корреляция этих показателей у обоих полов до достижения концентрации вчСРБ 2,5 мг/л с последующей сменой тенденции на обратную при более высоких значениях вчСРБ. Допороговый коэффициент корреляции вчСРБ по отношению к ТГ: 0,35 (p<0,001) и 0,27 (p<0,001), а послепороговый: -0,03 (p<0,05) и -0,07 (p<0,001) у женщин и мужчин, соответственно. Коэффициенты корреляции индекса ТГ/ГЛЮ и содержания вчСРБ в допороговой зоне вчСРБ равны 0,37 (p<0,001) и 0,27 (p<0,001), а при послепороговых значениях вчСРБ становятся отрицательными: -0,04 (p<0,05) и -0,04 (p<0,05) у женщин и мужчин, соответственно. Примечательно, что взаимоотношение уровней ХС-ЛВП с вчСРБ носит другой характер: при значениях вчСРБ <2,5 мг/л популяционные уровни ХС-ЛВП резко снижаются с корреляцией -0,23 (p<0,001) у женщин и -0,22 (p<0,001) у мужчин, а по достижению значений вчСРБ 2,5 мг/л и выше корреляция, оставаясь достоверной, ослабляется до -0,12 (p<0,001) у женщин и до -0,09 (p<0,001) у мужчин (рис. 4).

Отметим, что распространение COVID-19 приобрело эпидемический характер с начала 2020г, а тест-системы, позволяющие оценить количество специфических IgG, стали общедоступны только с середины сентября. С этого времени, по нашим данным, количество положительных тестов постоянно увеличивалось вплоть до конца 2020г (рис. 5). Так как массовая вакцинация в РФ официально началась 18 января 2021г, присутствие в крови антител к SARS-CoV-2 S1/S2 до этого периода можно рассматривать как результат естественного инфицирования. На этом основании было проведено сопоставление средних уровней ХС-ЛНП и ХС-ЛВП при различных концентрациях специфических антител к COVID-19.

Дисперсионный анализ влияния концентрации IgG к SARS-CoV-2 S1/S2 на уровень ХС-ЛНП не показал достоверной разницы средних значений у обоих полов, в то время как уровни ХС-ЛВП с увеличением иммунного ответа на COVID-19 достоверно снижались. Этот эффект был значительно более выражен у женщин (рис. 6).

Обсуждение

Результаты настоящей работы подтверждают обнаруженное ранее нами и другими исследователями влияние респираторно-вирусной инфекции на прогрессирование атеросклероза, в т. ч. на уровень антиатерогенных липопротеидов высокой плотности и атерогенных липопротеидов низкой плотности [1][11][12]. Можно объяснить эти эффекты опосредованным влиянием, связанным с преходящей дисфункцией печени, играющей ключевую роль в метаболизме липидов. Другие авторы концентрируют внимание на взаимодействии липопротеидов с молекулами ранней стадии воспалительной реакции, в первую очередь, с вчСРБ [13]. В нашем исследовании продемонстрировано нелинейное взаимодействие уровня вчСРБ с содержанием в крови липопротеидов. Обращает на себя внимание то, что изменение тренда такого взаимодействия связано с пороговым уровнем вчСРБ ~2,5 мг/л, принятым как клинически значимая величина при оценке прогрессирующего атеросклеротического сердечно-сосудистого заболевания [14][15]. Для ХС-ЛНП, ТГ и ТГ/ГЛЮ наблюдалась значимая положительная корреляция с вчСРБ до достижения пороговой концентрации последнего, а повышение уровня вчСРБ сопровождалось сменой тренда корреляции на слабо-отрицательный, либо нулевой. Напротив, для ХС-ЛВП наблюдается отрицательная достоверная корреляция, отличающаяся силой взаимодействия до и после уровня вчСРБ в 2,5 мг/л. В известной степени этот феномен можно объяснить истощением противовоспалительного потенциала ЛВП, ассоциированного с увеличением активности остро-фазных белков. Так как исследование носило популяционный характер, а возрастное распределение участников близко к нормальному, большее количество пациентов в возрасте 40-60 лет могло бы оказать влияние на средние показатели исследуемых выборок. Тем не менее мы не обнаружили возраст-зависимого взаимодействия про- и антиатерогенных липопротеидов с SARS-CoV-2. Обращает на себя внимание более выраженное по сравнению с мужчинами снижение уровня ХС-ЛВП у женщин, прогрессировавшее вместе с ростом антител к COVID-19, что может указывать и на влияние хорошо известных гендерных различий в содержании ХС-ЛВП. Половые различия влияния воспаления при COVID-19 наблюдались и в отношении ТГ и ТГ/ГЛЮ-индекса. Динамика медианных популяционных показателей ХС-ЛВП и ХС-ЛНП в период до пандемии COVID-19 имела сходные ежегодные сезонные колебания. Поэтому резкое изменение величины и характера этих колебаний после широкого распространения COVID-19 в популяции оказалось хорошо заметным.

Ограничения исследования. 1. В анонимную выборку включались данные пациентов независимо от состояния здоровья, морбидности и наличия фармакотерапии, что, конечно, может оказывать влияние на уровни изучаемых аналитов, но, по нашему мнению, способно нивелироваться большим объемом данных. Кроме того, для сглаживания этого эффекта в выборке сохранялись результаты только первой пробы крови при неоднократной сдаче анализа одним пациентом.

2. Данные по IgG к SARS-CoV-2 S1/S2 получены только за осенние месяцы 2020г до начала массовой вакцинации, количество положительных результатов прогрессивно увеличивалось по неделям года, поэтому оценить влияние уровня иммунного ответа с учетом сезонных колебаний липидного профиля у данной группы пациентов не представляется возможным.
3. 2020г характеризовался обширными ограничительными эпидемиологическими мерами, поэтому изменения популяционных показателей липидного обмена могли быть частично вызваны сочетанным воздействием COVID-19 и социально-экономических изменений, специфических для каждой страны: длительным изменением социальной и физической активности, искажением диетических преференций и т. п. Поэтому выводы о популяционном изменении изучаемых показателей не могут быть обобщены в отношении других территорий.

Заключение

Анализ данных массового обследования городских жителей продемонстрировал значительное влияние эпидемии COVID-19 на популяционные показатели липидного обмена, в частности, на сезонные колебания медианных уровней ХС-ЛВП и ХС-ЛНП. Выявлено резкое изменение величины и характера сезонных популяционных колебаний ХС-ЛНП и ХС-ЛНП во время широкого распространения COVID-19. Обнаружено, что COVID-19 по-разному влияет на взаимоотношения вчСРБ и атерогенных и антиатерогенных липопротеидов. Эти взаимоотношения имеют гендерные отличия, носят нелинейный характер, а в отношении ХС-ЛВП ассоциированы с уровнем специфических антител к SARS-CoV-2 S1/S2.

Дискуссия о том, что тяжесть клинического течения COVID-19 изменяет проатеросклеротические показатели липидного обмена или, напротив, измененные показатели липидного профиля повышают риск развития и прогрессирования атеросклероза, остается в значительной степени открытой и требует не только дополнительного эпидемиологического и клинического анализа, но и специальных вирусологических и молекулярно-биологических исследований.

Вместе с тем результаты настоящего исследования могут быть полезными для оптимизации профилактики и адекватной оценки эффективности коррекции атерогенных дислипидемий у пациентов, перенесших COVID-19.

Отношения и деятельность. Обработка и анализ данных производились при поддержке гранта Минобрнауки № 075-15-2022-1110.