Ylipainehappihoito pitkälle koronavirustaudille-19: tapausraportti

Tausta

Koronavirustauti 2019 (COVID-19) -pandemia on johtanut kasvavaan joukkoon ihmisiä, jotka kokevat laajan valikoiman pitkäaikaisia ​​oireita toiputtuaan akuutista sairaudesta, joihin viitataan useilla termeillä, mukaan lukien "COVID-jälkeiset tilat" ja "pitkäaikainen COVID." Viisi yleisintä COVID-viruksen jälkeistä oireita ovat väsymys (58 %), päänsärky (44 %), kognitiivinen heikentyminen (27 %), hiustenlähtö (25 %) ja hengenahdistus (24 %) [1]. COVID-19:n kahdella pääasiallisella biologisella seurauksella on rooli pitkän COVID-taudin patogeneesissä. Te frst on hyperkoagulaatiotila, jolle on ominaista lisääntynyt pienten ja suurten verisuonten tukkeutumisen riski [2]. Sekunti on hallitsematon jatkuva tulehdusreaktio [3]. Mikroinfarktit ja hermotulehdus ovat tärkeitä aivojen hypoksian syitä ja voivat olla vastuussa kroonisesta hellittämättömästä neurokognitiivisesta heikkenemisestä potilailla, joilla on pitkä COVID-tauti [4]. Yksi vaihtoehdoista hypoksian kääntämiseksi, hermoston tulehduksen vähentämiseksi ja neuroplastisuuden indusoimiseksi on hyperbarinen happiterapia (HBOT) [5].

Tässä artikkelissa esittelemme ensimmäisen tapausraportin aiemmin terveestä, urheilullisesta henkilöstä, joka kärsi pitkäaikaisesta COVID-jälkeisestä oireyhtymästä, jota hoidettiin menestyksekkäästi HBOT-hoidolla.

Esittely

55-vuotias aiemmin terve valkoihoinen mies, joka kärsi jatkuvista hellittämättömistä pitkäaikaisen COVID-taudin oireista, kävi klinikallamme arvioinnissa. Kliiniseen esitykseen sisältyi muistiongelmia, moniajokyvyn heikkenemistä, väsymystä, alhaista energiaa, hengenahdistusta ja alentuneita fyysisiä kykyjä, jotka kaikki alkoivat 2 kuukautta aiemmin diagnosoidun akuutin SARS-CoV-3-infektion jälkeen. Hänelle kehittyi alun perin korkea kuume ilman rintakipua, yskää tai hengenahdistusta 21. tammikuuta 2021. Hän joutui sairaalaan nestehukan vuoksi 30. tammikuuta 2021, ja COVID-19 diagnosoitiin käänteistranskriptiopolymeraasiketjureaktiolla ( RT-PCR). Sairaalassa olon aikana hänelle kehittyi keuhkotulehduksesta johtuva akuutti respiratorinen oireyhtymä ja hän tarvitsi tukihoitoa korkeavirtaushapella viikon ajan. Hän kotiutui sairaalasta 1. helmikuuta 16. Kotiutumisen yhteydessä hän oli vakaa normaalin hapen kanssa, eikä fyysisessä tarkastuksessa havaittu neurologisia puutteita. Lisäksi 2021 viikkoa COVID-6-diagnoosin jälkeen hänelle kehittyi keuhkoembolia ja häntä hoidettiin rivaroksabaanilla. Ennen SARS-CoV-19-tartuntaa hän oli ollut terve, toimiva ja urheilullinen yksilö.

Klinikallamme 3 kuukautta akuutin infektion jälkeen tehtyyn perusarviointiin sisältyi aivojen magneettikuvaus (MRI) perfuusio- ja diffuusiotensorikuvauksella (DTI), tietokoneistettu neurokognitiivinen arviointi, kardiopulmonaalinen rasitustesti (CPET) ja keuhkojen toimintatestit. .

Potilas valitti lähtötilanteessa hengenahdistusta harjoittelun yhteydessä sekä muisti- ja moniajo-vaikeuksia, jotka alkoivat COVID-19-sairauden jälkeen.

Fyysinen ja neurologinen tutkimus oli normaali. Aivojen MRI-arviointi osoitti heikentynyttä perfuusiota, joka korreloi kognitiivisen heikkenemisen kanssa, kuten alla on kuvattu. Hänet ohjattiin hyperbariseen happihoitoon (HBOT), joka sisälsi 60 hoitokertaa, 5 päivää viikossa. Jokainen istunto sisälsi altistuksen 90 minuutin ajan 100-prosenttiselle hapelle 2 ilmakehän absoluuttisessa paineessa ja 5 minuutin ilmataukoja 20 minuutin välein.

Potilas aloitti ensimmäisen HBOT-hoitonsa 19 ja päättyi 2021 ilman merkittäviä sivuvaikutuksia. Ensimmäisen viiden harjoituksen jälkeen hän kertoi, että hänen hengityksensä oli alkanut parantua ja ettei hänellä enää ollut lihaskipuja harjoituksen jälkeen. 15 istunnon jälkeen hän havaitsi vähemmän väsymystä ja parantuneen aiemmassa matalassa energiatasossaan. 2021 harjoituksen jälkeen hän huomasi, että hänen hengitys- ja harjoituskykynsä oli palannut SARS-CoV-15-infektiota edeltäneeseen kapasiteettiin ja palasi juoksemaan vuoristopolkuja. Lisäksi hän totesi, että hänen muistinsa ja moniajokykynsä palasivat COVID-20:ää edeltävälle tasolle.

Aivojen MRI:ssä ennen HBOT-tutkimusta havaittiin kaksi pientä signaalimuutoskohtaa oikealla ja vasemmalla parietaalialueella, jotka viittaavat varhaiseen pienten verisuonten sairauteen. Lisäksi aivojen perfuusio väheni maailmanlaajuisesti. Kuten kuvassa 1 ja taulukossa 1 on kuvattu, uudelleenarviointi HBOT:n jälkeen (tehty 4 viikkoa viimeisen HBOT:n jälkeen mahdollisen välivaikutuksen välttämiseksi) paljasti merkittävän aivojen perfuusion lisääntymisen. Taulukot 2 ja 3 esittävät aivojen mikrorakenteen parannuksia MRI-DTI:n osoittamana.

Neurokognitiivinen arviointi suoritettiin käyttämällä NeuroTrax-täystietokoneistettua testausakkua aivojen toiminnan eri näkökohtien, kuten muistin, tiedonkäsittelyn nopeuden, huomion ja toimeenpanotoiminnan, mittaamiseksi ennen ja jälkeen HBOT:n. HBOT:n jälkeiset neurokognitiiviset testit osoittivat merkittävää parannusta globaalissa muistissa, ja hallitsevin vaikutus kohdistui ei-verbaaliseen muistiin, toimeenpanotoimintoihin, huomiokykyyn, tiedonkäsittelyn nopeuteen, kognitiiviseen joustavuuteen ja moniajoihin. Taulukossa 4 on yhteenveto HBOT:n jälkeisistä ja edeltäneistä pisteistä eri kognitiivisilla aloilla.

Fyysistä suorituskykyä arvioitiin maksimaalisella kardiopulmonaalisella rasitustestillä (CPET), joka suoritettiin COSMED-juoksumatolla Boston 5 -protokollaa käyttäen. Taulukossa 5 on esitetty HBOT:ta edeltävät ja sen jälkeen arvioidut fysiologiset parametrit. Kuten yksityiskohtaisesti, VO34 max nousi 2 % 3083:sta 4130 ml:aan minuutissa HBOT:n jälkeen. Pakotettu vitaalikapasiteetti (FVC) parani 44 % 4.76:sta 6.87 litraan, pakotettu uloshengitystilavuus (FEV) 23 % 3.87:stä 4.76 litraan ja huippuvirtausmittaus (PEF) 20.2 % 10.17:stä 12.22 litraan sekunnissa. .

Saatuaan täydelliset tiedot HBOT-arvioinnin lopussa potilas allekirjoitti tietoon perustuvan suostumuksen, joka salli hänen lääketieteellisten tietojensa julkaisemisen.

Kuvio 1Aivojen perfuusiomagneettikuvaus ennen ylipainehappihoitoa ja sen jälkeen. Ylempi rivi edustaa aivojen perfuusiota 3 kuukautta akuutin infektion jälkeen ennen hyperbarista happihoitoa. Alempi rivi edustaa perfuusiomagneettista resonanssikuvausta, joka on tehty hyperbarisen happihoitoprotokollan suorittamisen jälkeen.

Taulukko 1Aivojen verenkierto muuttuu ennen ylipainehappihoitoa ja sen jälkeen

Keskustelu ja päätelmät

Tässä raportoimme ensimmäisen tapauksen potilaasta, jolla on pitkäaikainen COVID ja jolla on kognitiivisia ja kardiorespiratorisia oireita ja jota hoidettiin onnistuneesti HBOT:lla. Hoidon jälkeen hän osoitti merkittäviä parannuksia aivojen perfuusiossa, valkoisen aineen aivojen mikrorakenteessa sekä kognitiivisessa ja kardiopulmonaalisessa toiminnassa. Tämä tapausraportti osoittaa, että HBOT:lla on potentiaalista käyttöä pitkäaikaisesta COVID-potilaista, jotka kärsivät hellittämättömästä kognitiivisesta ja fyysisestä toiminnallisesta heikkenemisestä.

Hypoksialla on tärkeä rooli pitkän COVIDin patofysiologiassa. Systeeminen hypoksia voi johtua keuhkojen vajaatoiminnasta, ja elimeen liittyvä hypoksia voi kehittyä verisuonivaurion vuoksi. Jatkuva keuhkojen toiminta

Taulukko 2Magneettiresonanssikuvaus-difuusiotensorikuvantamisen fraktioanisotropian muutokset ennen ja jälkeen ylipainehappihoidon

Fraktionaalinen anisotropia (FA) on mitta, jota käytetään arvioimaan valkoisen aineen kudosten eheyttä, suuntaavuutta ja järjestystä. Korkeampi FA:n arvo tarkoittaa parempaa toiminnan organisointia. DTI-difuusiotensorikuvaus

Taulukko 3Magneettiresonanssikuvaus-difuusiotensorikuvaus tarkoittaa diffuusiomuutoksia ennen ylipainehappihoitoa ja sen jälkeen

Keskimääräinen difuusio (MD) on mitta, jota käytetään arvioimaan valkoisen aineen kudostiheyttä. Pienempi MD-arvo tarkoittaa suurempaa tiheyttä. DTI-difuusiotensorikuvaus.

Taulukko 4Kognitiiviset pisteet ennen ylipainehappihoitoa ja sen jälkeen

Taulukko 5Fysiologiset parametrit ennen ylipainehappihoitoa ja sen jälkeen

VO2max maksimi hapenkulutus harjoituksen aikana, ml/min millilitraa minuutissa, VO2max/kg maksimi hapen kulutettu nopeus harjoituksen aikana kilogrammaa kohti, ml/min/kg millilitraa minuutissa per kilogramma, MET-aineenvaihduntaekvivalentti tehtävästä, sykettä minuutissa , VO2/HR kulutetun hapen nopeus sykettä kohden, FVC pakotettu vitaalikapasiteetti, L litraa, FEV1 pakotettu uloshengitystilavuus, PEF-huipun mittaus, L/s litraa sekunnissa.

heikkenemistä on havaittu potilailla, jotka tarvitsivat lisähappea akuutin SARS-CoV-2-infektion aikana jopa 6 ja 12 kuukautta akuutin infektion jälkeen [6]. Koska aivojen toiminta ja regeneraatiokyky ovat herkkiä hapensaannin heikkenemiselle [7], pitkäaikaiset kognitiiviset puutteet korreloivat hengitysvaikeuksien voittamiseksi tarvittavan hapen määrän kanssa [1]. Mitä tulee elimeen liittyvään iskemiaan, COVID-19 aiheutti endoteelivaurioita ja hyperkoagulaatiota, mikä lisää sydäninfarktin, iskeemisen aivohalvauksen ja keuhkoembolian suuresta esiintyvyydestä johtuvien verisuonten toimintahäiriöiden riskiä [8]. Esitetyssä tapauksessa potilas tarvitsi tukihoitoa korkeavirtaushapella 1 viikon ajan akuutin sairauden aikana, mikä tarkoittaa, että hän oli kärsinyt systeemisestä hypoksiasta ja sen seurauksena pitkäaikaisesta kognitiivisesta heikkenemisestä anoksisen aivovaurion vuoksi. Lisäksi 6 viikkoa akuutin infektion jälkeen hänelle kehittyi keuhkoembolia, joka edustaa endoteelin toimintahäiriötä ja lisäaltistusta systeemiselle hypoksialle. Lisäksi, kuten aivojen perfuusio-MRI osoitti, hänellä oli mikrovaskulaarisiin perfuusiovikoja, jotka korreloivat hänen neurokognitiivisen heikkenemisensä kanssa.

HBOT:ssa hengitetään 100 % happea yli 1 ilmakehän absoluuttisella paineella (ATA), mikä lisää kehon kudoksiin liuenneen hapen määrää. Vaikka monet HBOT:n hyödyllisistä vaikutuksista voidaan selittää kudosten hapettumisen paranemisella, nyt on ymmärretty, että hyperoksian ja ylipainepaineen yhteisvaikutus laukaisee sekä happi- että paineherkkiä geenejä, mikä johtaa regeneratiivisen toiminnan induktioon. prosessit, mukaan lukien kantasolujen lisääntyminen ja mobilisaatio anti-apoptoottisten ja anti-inflammatoristen tekijöiden kanssa, angiogeneesi ja neurogeneesi [9–12]. HBOT voi indusoida neuroplastisuutta ja parantaa kognitiivista toimintaa jopa vuosia akuutin loukkaantumisen jälkeen [13]. Pitkän COVID-sairauden tapauksessa HBOT paransi aivoverenvirtausta väärin fuusioituneille aivoalueille (osoittaa aivojen angiogeneesiä) ja paransi aivojen mikrorakenteen eheyttä (osoittaa neurogeneesistä). Korrelaatio aivojen kuvantamisessa osoitettujen merkittävien parannusten ja neurokognitiivisten parannusten välillä osoittaa, että suurin osa HBOT:n hyödyllisistä vaikutuksista liittyy todellakin sen kykyyn indusoida aivojen toimintahäiriöisten alueiden neuroplastisuutta.

HBOT:lla on osoitettu olevan hyödyllisiä vaikutuksia mitokondrioiden toimintaan, joka on tärkeä osa asianmukaista lihastoimintaa [12]. HBOT voi myös lisätä lisääntyvien ja erilaistuvien satelliittisolujen määrää sekä regeneroituneiden lihaskudosten määrää ja edistää lihasvoimaa [14]. Äskettäin toistetulla HBOT-protokollalla osoitettiin olevan potentiaalia parantaa keuhkojen toimintaa suhteessa uloshengityshuippuun (PEF) ja elinvoimakapasiteettiin (FVC) [15]. Esitetyllä potilaalla sydän- ja keuhkojärjestelmän suorituskykyä arvioitiin käyttämällä kardiopulmonaalista rasitustestiä (CPET) ja keuhkojen toimintakokeita. HBOT sai aikaan merkittävän 34 %:n parannuksen maksimaalisessa hapenkulutuskapasiteetissa, 34.4 %:n parannuksen maksimaalisissa MET:issä ja 16.9 %:n nousun maitokynnyksessä. Keuhkojen toiminnan osalta FVC parani 44.3 % ja PEF 20.2 %. Mitattavissa olevat parannukset korreloivat potilaan kykyyn saada takaisin aikaisempi korkea urheilullinen suorituskyky.

Tässä raportoidussa tapauksessa HBOT aloitettiin yli 3 kuukautta akuutin SARS-CoV-2-infektion jälkeen. Vaikka oireet jatkuivat HBOT-hoidon aloittamiseen asti ja merkittävä paraneminen alkoi vasta HBOT-hoidon aloittamisen jälkeen, on mahdollista, että ainakin osa kliinisestä paranemisesta olisi voinut tapahtua ilman HBOT:ia. Kuitenkin äkillinen merkittävä paraneminen ja täydellinen toipuminen oireiden kroonisen luonteen jälkeen, ymmärryksemme HBOT:n fysiologisista vaikutuksista ja tälle potilaalle tehdyt objektiiviset mittaukset tukevat hoidon ja havaittujen parannusten välistä suhdetta. Koska tämä on vain tapausraportti, tarvitaan lisää mahdollisia kliinisiä tutkimuksia, jotta saataisiin parempi käsitys HBOOTin mahdollisista hyödyllisistä vaikutuksista potilaille, joilla on pitkä COVID-oireyhtymä.

Yhteenvetona voidaan todeta, että tämä artikkeli edustaa ensimmäistä tapausraporttia, joka osoittaa, että pitkään COVIDia voidaan hoitaa HBOTilla. HBOT:n hyödyllinen vaikutus antaa lisävaloa tämän oireyhtymän patofysiologiaan. Koska kyseessä on yksittäinen tapausraportti, tarvitaan lisää prospektiivisia satunnaistettuja kontrollitutkimuksia hyperbarisen happihoidon käyttämiseksi pitkän COVID-taudin hoidossa.

Lyhenteet

HBOT: Hyperbaric happiterapia; MRI: Magneettiresonanssikuvaus; DTI: Diffuusiotensorikuvantaminen; VO2 max: Harjoituksen aikana kulutetun hapen maksiminopeus; CPET: kardiopulmonaalinen rasitustesti; HR: Syke; Bpm: Sydämen lyöntiä minuutissa; FVC: pakotettu vitaalikapasiteetti; FEV1: Pakotettu uloshengitystilavuus; PEF: Huippuvirran mittaus.

Kiitokset

Ei sovellettavissa.

Tekijöiden rahoitusosuudet

AMB, ES, SE ja SK analysoivat ja tulkitsevat potilastietoja koskien MRI:tä, perfuusiota ja DTI:tä. AMB ja SE analysoivat ja tulkitsevat potilastietoja kardiopulmonaalisista ja keuhkojen toimintakokeista. Kaikki kirjoittajat lukivat ja hyväksyivät lopullisen käsikirjoituksen.

Tekijöiden rahoitusosuudet

AMB, ES, SE ja SK analysoivat ja tulkitsevat potilastietoja koskien MRI:tä, perfuusiota ja DTI:tä. AMB ja SE analysoivat ja tulkitsevat potilastietoja kardiopulmonaalisista ja keuhkojen toimintakokeista. Kaikki kirjoittajat lukivat ja hyväksyivät lopullisen käsikirjoituksen.

Tietojen ja materiaalien saatavuus

Kaikki tämän tutkimuksen aikana tuotetut tai analysoidut tiedot sisältyvät tähän julkaistuun artikkeliin.

julistukset

Eettinen hyväksyntä ja suostumus osallistumiseen

Ei sovellettavissa.

Suostumus julkaisemiseen

Potilaalta saatiin kirjallinen tietoinen suostumus tämän tapausraportin ja mahdollisten siihen liittyvien kuvien julkaisemiseen. Kopio kirjallisesta suostumuksesta on saatavilla tämän lehden päätoimittajan tarkastettavaksi.

Kilpailevat intressit

AMB, ZW, SK, MG ja UQ työskentelevät AVIV Clinicsilla. ES työskentelee AVIV Scientifc LTD:lle. SE on AVIV Scientifc LTD:n perustaja ja osakkeenomistaja.

Vastaanotettu: 11. lokakuuta 2021 Hyväksytty: 21. tammikuuta 2022, Julkaistu verkossa: 15. helmikuuta 2022

Viitteet

Lopez-Leon S, et ai. Yli 50 COVID-19:n pitkäaikaista vaikutusta: järjestelmällinen katsaus ja meta-analyysi. Sci Rep. 2021;11(1):16144.

LeviM, et ai. Hyytymishäiriöt ja tromboosi potilailla, joilla on COVID-19. Lancet Haematol. 2020;7(6):e438–40.

MahmudpourM, et ai. COVID-19 sytokiinimyrsky: tulehduksen viha. Sytokiini. 2020;133: 155151.

LiB, et ai. Aivo-immuunivuorovaikutukset perinataalisessa hypoksi-iskeemisessä aivovauriossa. Prog Neurobiol. 2017; 159:50–68.

ShapiraR, et ai. Hyperbarinen happiterapia parantaa 3xTg-AD-hiirimallin patofysiologiaa heikentämällä hermotulehdusta. Neurobiol Ikääntyminen. 2018; 62:105–19.

HuangL, et ai. Yhden vuoden tulokset sairaalassa eloonjääneillä COVID-1:stä: pitkittäinen kohorttitutkimus. Lansetti. 19;2021(398):10302–747.

HadannyA, Efrati S. Happi – aivojen palautumista rajoittava tekijä. Crit Care. 2015; 19:307.

KatsoularisI et ai. Akuutin sydäninfarktin ja iskeemisen aivohalvauksen riski COVID-19:n jälkeen Ruotsissa: itsekontrolloitu tapaussarja ja vastaava kohorttitutkimus. Lansetti. 2021;398(10300):599–607.

Pena-VillalobosI, et ai. Ylipainehappi lisää kantasolujen lisääntymistä, angiogeneesiä ja WJ-MSC:iden haavan paranemiskykyä diabeettisilla hiirillä. Front Physiol. 2018; 9:995.

CabigasBP, et ai. Hyperoksinen ja ylipaine-indusoitu sydänsuojaus: typpioksidisyntaasin rooli 3. Cardiovasc Res. 2006;72(1):143–51.

GregorevicP, Lynch GS, Williams DA. Ylipainehappi moduloi antioksidanttientsyymiaktiivisuutta rotan luustolihaksissa. Eur J Appl Physiol. 2001;86(1):24–7.

ZhouZ et ai. Mitokondrioiden toiminnan suojaaminen ja kognitiivisen palautumisen parantaminen rotilla, joita on hoidettu hyperbarisella hapella lateraalisen fuid-lyömäiskuvamman jälkeen. J Neurosurg. 2007;106(4):687–94.

HadannyA, et ai. Ylipainehappihoito parantaa aivohalvauksen jälkeisten potilaiden neurokognitiivisia toimintoja – retrospektiivinen analyysi. Palauta Neurol Neurosci. 2020;38(1):93–107.

HorieM, et ai. Satelliittisolujen erilaistumisen ja toiminnallisen palautumisen tehostaminen loukkaantuneessa luustolihaksessa hyperbarisella happihoidolla. J Appl Physiol. 2014;116(2):149–55.

HadannyA, et ai. Hyperbarisen happihoidon vaikutukset keuhkojen toimintoihin: tuleva kohorttitutkimus. BMC Pulm Med. 2019;19(1):148.

Julkaisijan huomautus

Springer Nature pysyy neutraalina julkaistujen karttojen ja institutionaalisten yhteyksien suhteen.