Хипербарно кислородно лечение за продължителна коронавирусна болест-19: доклад за случай България

История

Пандемията от коронавирусната болест 2019 (COVID-19) доведе до нарастване популация от индивиди, които изпитват широк спектър от дълготрайни симптоми след възстановяване от остро заболяване, означавано с няколко термина, в т.ч „състояния след COVID“ и „дълъг COVID“. Разпознати са петте най-често срещани симптома след COVID са умора (58%), главоболие (44%), когнитивно увреждане (27%), коса загуба (25%) и диспнея (24%) [1]. Играят се две основни биологични последици от COVID-19 роли в патогенезата на продължителен COVID. Първото е състояние на хиперкоагулация характеризиращ се с повишен риск от оклузия на малки и големи съдове [2]. Те второто е неконтролирана продължителна възпалителна реакция [3]. Микроинфаркти и невровъзпаленията са важни причини за мозъчна хипоксия и могат да бъдат отговорни за хроничния неотслабващ неврокогнитивен спад при пациенти с продължителен COVID [4]. Една от възможностите за обръщане на хипоксията, намаляване на невровъзпалението и предизвикване невропластичността е хипербарна кислородна терапия (HBOT) [5].

В тази статия представяме първия доклад за случаи на преди това здрави, атлетичен индивид, който страда от дългогодишен пост-COVID синдром, лекуван успешно с HBOT.

Представяне на случая

55-годишен преди това здрав мъж от бяла раса, страдащ от упорит неотслабващите симптоми на продължителен COVID посетиха нашата клиника за оценка. Те клиничната изява включва проблеми с паметта, влошаване на многозадачността способности, умора, ниска енергия, задух и намалена физическа здравина, които започнаха след остра инфекция SARS-CoV-2, диагностицирана преди 3 месеца. Той първоначално е развил висока температура без болка в гърдите, кашлица или задух дъх, на 21 януари 2021 г. Той беше приет в болница поради дехидратация на 30 януари 2021 г. и беше диагностициран с COVID-19 чрез обратна транскрипция полимеразна верижна реакция (RT-PCR). По време на болничния престой се разви остър респираторен синдром, дължащ се на пневмонит и необходима поддържаща терапия лечение с висок поток на кислород за 1 седмица. Той беше изписан от болницата на 16 Февруари 2021 г. При изписването беше стабилен с нормален кислород и бр неврологични недостатъци са отбелязани при физическия преглед. В допълнение, 6 седмици след като беше диагностициран с COVID-19, той разви белодробна емболия и беше лекуван с ривароксабан. Преди заразяването със SARS-CoV-2 той е бил a здрав, високофункционален и атлетичен индивид.

Базовата оценка, направена в нашата клиника, 3 месеца след острата инфекция, включваща мозъчен магнитен резонанс (MRI) с перфузия и дифузионно тензорно изобразяване (DTI), компютъризирана неврокогнитивна оценка, кардиопулмонален тест с натоварване (CPET) и тестове за белодробна функция.

В началото пациентът се оплакваше от задух при физическо натоварване както и трудности с паметта и многозадачността, започнали след неговия COVID-19 болест.

Физикалният и неврологичен преглед бяха нормални. Оценка на ЯМР на мозъка демонстрира намалена перфузия, която корелира с когнитивния спад като подробно по-долу. Той беше насочен към хипербарна кислородна терапия (HBOT), която включва 60 сесии, 5 дни в седмицата. Всяка сесия включваше излагане на 90 минути 100% кислород при 2 абсолютни атмосфери с 5-минутни прекъсвания на въздуха на всеки 20 минути.

Пациентът започна първата си HBOT на 19 април 2021 г. и завърши на 15 юли 2021 г. без никакви значими странични ефекти. След първите пет сесии той докладва че дишането му е започнало да се подобрява и че вече няма мускулни болки след тренировка. След 15 сесии той отбеляза по-малко умора и подобрение предишната му ниска енергия. След 20 сесии той забеляза, че дишането му и капацитетът за упражнения се е върнал към капацитета си преди инфекцията със SARS-CoV-2, връщане към бягане по планински пътеки. Освен това той отбеляза, че паметта му и способността за многозадачност се върна на нивата му преди COVID-19.

Базовият ЯМР на мозъка, преди HBOT, показа две малки огнища на сигнал промени в дясната и лявата париетална област, предполагащи ранен малък заболяване на съдовете. В допълнение, имаше глобално намаляване на мозъка на синтез. Както е описано подробно на Фиг. 1 и Таблица 1, повторна оценка след HBOT (извършена 4 седмици след последната HBOT, за да се избегне всякакъв потенциален междинен ефект) разкри a значително повишаване на мозъчната перфузия. Таблици 2 и 3 представят подобренията в микроструктурата на мозъка, както е показано от MRI-DTI.

Неврокогнитивната оценка беше направена с помощта на пълно компютърно тестване NeuroTrax батерия за измерване на различни аспекти на мозъчната функция, като памет, скоростта на обработка на информацията, вниманието и изпълнителната функция, е направено преди и след HBOT. Неврокогнитивното изследване след HBOT показа значителни подобряване на глобалната памет, като най-доминиращият ефект е върху невербалната памет, изпълнителни функции, внимание, скорост на обработка на информацията, когнитивни гъвкавост и многозадачност. Таблица 4 обобщава резултатите преди и след HBOT в различни когнитивни области.

Физическият капацитет беше оценен чрез тест за максимално кардиопулмонално натоварване (CPET), проведено на бягаща пътека COSMED, използвайки протокола Boston 5. Таблица 5 представя физиологичните оценени параметри преди и след HBOT. Като подробно, имаше 34% увеличение на VO2 max от 3083 на 4130 ml на минута след HBOT. Форсираният жизнен капацитет (FVC) се подобри с 44% от 4.76 до 6.87 L, форсираният експираторен обем (FEV) с 23% от 3.87 до 4.76 L и пик измерване на потока (PEF) с 20.2% от 10.17 на 12.22 L в секунда.

След като получи пълна информация в края на оценката си след HBOT, пациентът е подписал информирано съгласие, позволяващо публикуване на неговото медицинско състояние информация.

Фиг 1Мозъчна перфузия с магнитен резонанс преди и след хипербарна кислородна терапия. Горният ред представлява мозъчна перфузия 3 месеца след остра инфекция, преди хипербарна кислородна терапия. Долният ред представлява перфузионно магнитно резонансно изображение, направено след завършване на хипербарния кислород терапевтичен протокол.

Таблица 1Мозъчният кръвен поток се променя преди и след хипербарен кислород терапия

Дискусия и заключения

Тук съобщаваме за първия случай на пациент с продължителен COVID с когнитивни и кардиореспираторни симптоми, лекувани успешно с HBOT. След лечението той показаха значителни подобрения в мозъчната перфузия, бялото мозъчно вещество микроструктура и когнитивна и кардиопулмонална функция. Доклад за този случай показва, че HBOT има потенциална употреба за лечение на пациенти с продължителен COVID, които страдат от постоянен когнитивен и физически функционален спад.

Хипоксията играе важна роля в патофизиологията на дългия COVID. Системната хипоксия може да е резултат от белодробно увреждане и свързана с органи хипоксия може да се развие поради съдово увреждане. Персистираща белодробна функция

Таблица 2Магнитно-резонансно изображение – фракционно тензорно изображение на дифузия промени в анизотропията преди и след хипербарна кислородна терапия

Фракционната анизотропия (FA) е мярка, използвана за оценка на fber на бялото вещество почтеност, насоченост и ред. По-висока стойност на FA показва по-добро fber организация. DTI дифузионно тензорно изображение

Таблица 3Магнитно-резонансно изображение – дифузионно тензорно изобразяване на средна дифузивност промени преди и след хипербарна кислородна терапия

Средната дифузивност (MD) е мярка, използвана за оценка на плътността на бялото вещество. По-ниска стойност на MD показва по-висока плътност. DTI дифузионно тензорно изображение.

Таблица 4Когнитивни резултати преди и след хипербарна кислородна терапия

Таблица 5Физиологични параметри преди и след хипербарен кислород терапия

VO2max максимална скорост на консумиран кислород по време на тренировка, ml/min милилитър на минута, VO2max/kg максимална скорост на консумиран кислород по време на тренировка на килограм, ml/min/Kg милилитри в минута на килограм, MET метаболитен еквивалент на задачата, bpm сърдечни удари в минута, VO2/HR процент на консумиран кислород на сърдечна честота, FVC форсиран жизнен капацитет, L литри, FEV1 форсиран експираторен обем, PEF пиков поток измерване, L/s литри в секунда.

е наблюдавано увреждане при пациенти, които се нуждаят от допълнителен кислород по време на остра инфекция със SARS-CoV-2 дори 6 и 12 месеца след острата инфекция [6]. Тъй като мозъчната функционалност и регенеративна способност са чувствителни към всяко намаляване на доставките на кислород [7], дългосрочните когнитивни дефицити корелират с количеството кислород, необходимо за преодоляване на дихателните затруднения [1]. По отношение до органно-свързана исхемия, индуцирано от COVID-19 ендотелно увреждане и хиперкоагулация, което увеличава риска от отговорна съдова дисфункция за високото разпространение на инфаркт на миокарда, исхемични инсулти и пулс. монарна емболия [8]. В представения случай пациентът се нуждае от подкрепа лечение с високопоточен кислород за 1 седмица по време на острото заболяване, т.е е страдал от системна хипоксия с последващия риск в дългосрочен план когнитивно увреждане поради аноксично увреждане на мозъка. Освен това, 6 седмици след остра инфекция, той развива белодробна емболия, представител на ендотелна дисфункция с допълнително излагане на системна хипоксия. в Освен това, както се вижда от ЯМР на мозъчната перфузия, той е имал свързани с микроваскуларни перфузионни дефекти, които корелират с неговите неврокогнитивни способности упадък.

HBOT включва вдишване на 100% кислород при налягане над 1 абсолютна атмосфера (ATA), като по този начин се повишава количеството кислород, разтворен в телесни тъкани. Въпреки че много от полезните ефекти на HBOT могат да бъдат обяснени чрез подобряване на тъканната оксигенация, сега се разбира, че комбинираната действието на хипероксията и хипербарното налягане задейства както кислород-, така и чувствителни към натиск гени, което води до индуциране на регенеративни процеси включително пролиферация и мобилизация на стволови клетки с антиапоптотични и противовъзпалителни фактори, ангиогенеза и неврогенеза [9–12]. HBOT може предизвикват невропластичност и подобряват когнитивната функция дори години след остра обида [13]. В представения случай на дълъг COVID, HBOT подобри церебралната приток на кръв към мозъчните региони с неправилна перфузия (показателно за мозъчна ангиогенеза) и подобрява целостта на мозъчната микроструктура (показателно за неврогенеза). Корелация между значителните подобрения, демонстрирани в мозъка изображения и неврокогнитивните подобрения показват, че повечето от полезните Ефектите на HBOT наистина са свързани със способността му да индуцира невропластичност на дисфункционалните области на мозъка.

Доказано е, че HBOT има благоприятен ефект върху митохондриите функция, решаващ елемент от подходящата мускулна функция [12]. HBOT също може увеличаване на броя на пролифериращите и диференциращи се сателитни клетки също като броя на регенерираните мускулни влакна и насърчаване на мускулната сила [14]. Те Доказано е, че нов интермитентно повтарящ се HBOT протокол има потенциал за подобряване на белодробната функция по отношение на пиковия експираторен поток (PEF) и сила витален капацитет (FVC) [15]. При представения пациент работоспособността на сърдечно-белодробната система беше оценена с помощта на тест за кардиопулмонално натоварване (CPET) и тестове за белодробна функция. HBOT предизвика значително подобрение на 34% в максималния капацитет за консумация на кислород, подобрение от 34.4% в максимални MET и увеличение от 16.9% на лактатния праг. По отношение на белодробната функция, FVC е подобрена с 44.3%, а PEF с 20.2%. Те са измерими подобрения, свързани със способността на пациента да възвърне предишното си високо ниво атлетично представяне.

В този докладван случай HBOT е започнала повече от 3 месеца след острото заболяване SARS-CoV-2 инфекция. Въпреки че симптомите продължават до началото на HBOT, определено и значително подобрение започна едва след започване на HBOT, така е възможно е да е настъпило поне част от клиничното подобрение без HBOT. Въпреки това, внезапното значително подобрение с пълно възстановяване след хроничния характер на симптомите, нашето разбиране за физиологичните ефекти на HBOT и обективните измервания, направени за това подкрепа на пациента за връзката между лечението и наблюдаваните подобрения. Като това е само доклад за случай, необходими са допълнителни проспективни клинични изпитвания добиете по-добро разбиране на потенциалните благоприятни ефекти на HBOOT за пациенти с дълъг COVID.

В обобщение, тази статия представлява първия доклад за случай, показващ толкова дълго COVID може да се лекува с HBOT. Благоприятният ефект на HBOT отделя допълнително светлина върху патофизиологията на този синдром. Тъй като това е единичен случай доклад, са необходими допълнителни проспективни рандомизирани контролни проучвания за използването на Хипербарна кислородна терапия при продължително лечение на COVID.

Съкращения

HBOT: Хипербарна кислородна терапия; MRI: Ядрено-магнитен резонанс; DTI: Диф- изобразяване на тензорен синтез; VO2 max: Максимална скорост на консумиран кислород по време на тренировка; CPET: Кардиопулмонален тест с натоварване; HR: Сърдечна честота; Bpm: Сърдечни удари на минута; FVC: Форсиран жизнен капацитет; FEV1: Форсиран експираторен обем; PEF: Пик измерване на потока.

Благодарности

Не е приложимо.

Авторски вноски

AMB, ES, SE и SK анализираха и интерпретираха данните за пациентите по отношение на MRI, перфузия и DTI. AMB и SE анализираха и интерпретираха данните за пациентите по отношение на кардиопулмоналните и белодробните функционални тестове. Всички автори четат и одобри окончателния ръкопис.

Авторски вноски

AMB, ES, SE и SK анализираха и интерпретираха данните за пациентите по отношение на MRI, перфузия и DTI. AMB и SE анализираха и интерпретираха данните за пациентите по отношение на кардиопулмоналните и белодробните функционални тестове. Всички автори четат и одобри окончателния ръкопис.

Наличност на данни и материали

Всички данни, генерирани или анализирани по време на това проучване, са включени в това публикувана статия.

декларации

Одобрение на етика и съгласие за участие

Не е приложимо.

Съгласие за публикуване

Беше получено писмено информирано съгласие от пациента за публикуване на този доклад за случая и всички придружаващи изображения. Копие от писменото съгласие е достъпни за преглед от главния редактор на това списание.

Конкуриращи се интереси

AMB, ZW, SK, MG и UQ работят за клиники AVIV. ES работи за AVIV Scientifc LTD. SE е съосновател и акционер в AVIV Scientifc LTD.

Получено: 11 октомври 2021 г. Прието: 21 януари 2022 г., Публикувано онлайн: 15, февруари 2022 г

Източници

Lopez-Leon S, et al. Повече от 50 дългосрочни ефекта от COVID-19: система тематичен преглед и мета-анализ. Sci Rep. 2021;11(1):16144.

LeviM, et al. Коагулационни нарушения и тромбоза при пациенти с COVID 19. Lancet Haematol. 2020; 7 (6): e438–40.

MahmudpourM и др. Цитокинова буря на COVID-19: гневът на обидата. цитокин. 2020; 133: 155151.

LiB, et al. Мозъчно-имунни взаимодействия в перинатален хипоксично-исхемичен мозък нараняване. Prog Neurobiol. 2017; 159: 50-68.

ShapiraR, et al. Хипербарната кислородна терапия подобрява патофизиологията на 3xTg-AD миши модел чрез отслабване на невровъзпаление. Невробиолно стареене. 2018; 62: 105-19.

HuangL, et al. 1-годишни резултати при преживели болница с COVID-19: a надлъжно кохортно изследване. Ланцет. 2021; 398 (10302): 747–58.

HadannyA, Efrati S. Кислородът - ограничаващ фактор за възстановяване на мозъка. Критична грижа. 2015;19:307.

Katsoularis, et al. Риск от остър миокарден инфаркт и исхемичен инсулт след COVID-19 в Швеция: серия от самоконтролирани случаи и съответстваща кохорта проучване. Ланцет. 2021; 398 (10300): 599–607.

Pena-VillalobosI, et al. Хипербарният кислород увеличава пролиферацията на стволови клетки ция, ангиогенеза и способност за заздравяване на рани на WJ-MSCs при мишки с диабет. Отпред Physiol. 2018; 9: 995.

CabigasBP, et al. Хипероксична и хипербарно-индуцирана кардиопротекция: роля на азотен оксид синтаза 3. Cardiovasc Res. 2006; 72 (1): 143–51.

GregorevicP, Lynch GS, Williams DA. Хипербарният кислород модулира антиоксиданта ензимна активност в скелетните мускули на плъхове. Eur J Appl Physiol. 2001; 86 (1): 24–7.

ZhouZ, et al. Защита на митохондриалната функция и подобряване на когнитивно възстановяване при плъхове, третирани с хипербарен кислород след латерално флуидно-перкуторно нараняване. J Neurosurg. 2007; 106 (4): 687–94.

HadannyA, et al. Хипербарната кислородна терапия подобрява неврокогнитивните функции на пациенти след инсулт - ретроспективен анализ. Restor Neurol Neurosci. 2020; 38 (1): 93–107.

HorieM, et al. Подобряване на диференциацията и функционалността на сателитните клетки възстановяване на увредени скелетни мускули чрез лечение с хипербарен кислород. J Appl Physiol. 2014; 116 (2): 149–55.

HadannyA, et al. Ефекти на хипербарната кислородна терапия върху белодробните функции: a проспективно кохортно проучване. BMC Pulm Med. 2019; 19 (1): 148.

Бележка на издателя

Springer Nature остава неутрален по отношение на претенциите за юрисдикция в публичния лиширани карти и институционални връзки.