Гіпербаричне кисневе лікування тривалої коронавірусної хвороби-19: звіт про випадок Україна

фон

Пандемія коронавірусної хвороби 2019 (COVID-19) призвела до зростання кількості людей, які відчувають широкий спектр тривалих симптомів після одужання від гострої хвороби, які називаються декількома термінами, зокрема «стани після COVID» і «тривалі». COVID." До п’яти найпоширеніших симптомів після COVID-58 належать втома (44%), головний біль (27%), когнітивні порушення (25%), випадання волосся (24%) і задишка (1%) [19]. Два основних біологічних наслідки COVID-2 відіграють роль у патогенезі тривалого COVID-3. По-перше, це стан гіперкоагуляції, що характеризується підвищеним ризиком закупорки дрібних і великих судин [4]. Друга — неконтрольована безперервна запальна реакція [5]. Мікроінфаркти та нейрозапалення є важливими причинами гіпоксії мозку та можуть відповідати за хронічне невпинне нейрокогнітивне зниження у пацієнтів із тривалим COVID [XNUMX]. Одним із варіантів усунення гіпоксії, зменшення нейрозапалення та індукції нейропластичності є гіпербарична киснева терапія (ГБО) [XNUMX].

У цій статті ми представляємо перший випадок раніше здорової, спортивної людини, яка страждала від тривалого постковідного синдрому, який успішно лікувався за допомогою ГБОТ.

Презентація справи

55-річний раніше здоровий чоловік європеоїдної раси, який страждав від постійних невпинних симптомів тривалого COVID-2, звернувся до нашої клініки для обстеження. Клінічні прояви включали проблеми з пам’яттю, погіршення багатозадачності, втому, низьку енергію, задишку та зниження фізичної міцності, які почалися після гострої інфекції SARS-CoV-3, діагностованої 21 місяці тому. 2021 січня 30 року у нього спочатку піднялася висока температура без болю в грудях, кашлю чи задишки. 2021 січня 19 року його госпіталізували через зневоднення, і за допомогою полімеразної ланцюгової реакції зі зворотною транскрипцією йому поставили діагноз COVID-1 ( ОТ-ПЛР). Під час перебування в лікарні у нього розвинувся гострий респіраторний синдром внаслідок пневмоніту, і йому знадобилося підтримуюче лікування інтенсивним потоком кисню протягом 16 тижня. Його виписали з лікарні 2021 лютого 6 року. Під час виписки його стан був стабільним, рівень кисню був нормальним, а під час фізичного обстеження не було виявлено жодних неврологічних розладів. Крім того, через 19 тижнів після діагностики COVID-2 у нього розвинулася емболія легеневої артерії, і його лікували ривароксабаном. До зараження SARS-CoV-XNUMX він був здоровою, високофункціональною та спортивною людиною.

Початкова оцінка, проведена в нашій клініці через 3 місяці після гострої інфекції, включала магнітно-резонансну томографію (МРТ) головного мозку з тензорною візуалізацією перфузії та дифузії (DTI), комп’ютеризовану нейрокогнітивну оцінку, серцево-легеневий тест з фізичним навантаженням (CPET) і тести легеневої функції .

На початковому етапі пацієнт скаржився на задишку під час фізичних навантажень, а також на проблеми з пам’яттю та багатозадачністю, які почалися після його захворювання на COVID-19.

Фізичне та неврологічне обстеження були нормальними. Оцінка МРТ головного мозку продемонструвала зниження перфузії, що корелювало з когнітивним зниженням, як описано нижче. Його направили на гіпербаричну кисневу терапію (ГБО), яка включала 60 сеансів 5 днів на тиждень. Кожен сеанс включав 90-хвилинний вплив 100% кисню при 2 атмосфери з 5-хвилинними перервами на повітря кожні 20 хвилин.

Пацієнт розпочав свою першу ГБОТ 19 квітня 2021 року та завершив її 15 липня 2021 року без будь-яких значних побічних ефектів. Після перших п'яти сеансів він повідомив, що його дихання почало покращуватися і що він більше не відчував болів у м'язах після вправ. Після 15 сеансів він відзначив зменшення втоми та покращення попередньої низької енергії. Після 20 сеансів він помітив, що його здатність до дихання та фізичних вправ повернулася до рівня перед зараженням SARS-CoV-2, після чого він повернувся до бігу по гірських стежках. Крім того, він зазначив, що його пам’ять і багатозадачність повернулися до рівня до COVID-19.

Початкова МРТ головного мозку перед HBOT показала два невеликих вогнища змін сигналу в правій і лівій тім’яній областях, що свідчить про раннє захворювання дрібних судин. Крім того, спостерігалося глобальне зниження мозкової перфузії. Як детально показано на рис. 1 і в таблиці 1, повторна оцінка після HBOT (зроблена через 4 тижні після останньої HBOT, щоб уникнути будь-якого потенційного проміжного ефекту) виявила значне збільшення перфузії мозку. У таблицях 2 і 3 представлено покращення мікроструктури головного мозку, як продемонстровано МРТ-ДТІ.

Нейрокогнітивну оцінку проводили за допомогою повної комп’ютеризованої тестової батареї NeuroTrax для вимірювання різних аспектів функції мозку, таких як пам’ять, швидкість обробки інформації, увага та виконавча функція, що проводилося до та після HBOT. Нейрокогнітивне тестування після HBOT показало значне покращення глобальної пам’яті з найбільш домінуючим впливом на невербальну пам’ять, виконавчі функції, увагу, швидкість обробки інформації, когнітивну гнучкість і багатозадачність. У таблиці 4 узагальнено результати до та після HBOT у різних когнітивних областях.

Фізичну працездатність оцінювали за допомогою тесту з максимальним серцево-легеневим навантаженням (CPET), проведеного на біговій доріжці COSMED за протоколом Boston 5. У таблиці 5 наведено оцінені фізіологічні параметри до та після HBOT. Як детально, після HBOT спостерігалося збільшення максимального VO34 з 2 до 3083 мл на хвилину на 4130%. Форсована життєва ємність повітря (FVC) покращилася на 44% з 4.76 до 6.87 л, об’єм форсованого видиху (FEV) на 23% з 3.87 до 4.76 л, а вимірювання максимального потоку повітря (PEF) на 20.2% з 10.17 до 12.22 л за секунду .

Отримавши повну інформацію наприкінці оцінки після HBOT, пацієнт підписав інформовану згоду, що дозволяє публікацію його медичної інформації.

Рис. 1Перфузійна магнітно-резонансна томографія головного мозку до і після гіпербаричної оксигенації. Верхній ряд представляє перфузію мозку через 3 місяці після гострої інфекції, до гіпербаричної кисневої терапії. Нижній ряд представляє перфузійну магнітно-резонансну томографію, виконану після завершення протоколу гіпербаричної оксигенації.

Таблиця 1Зміни кровотоку головного мозку до і після гіпербаричної оксигенації

Обговорення та висновки

Тут ми повідомляємо про перший випадок пацієнта з тривалим COVID-19 із когнітивними та кардіореспіраторними симптомами, який успішно пролікувався за допомогою HBOT. Після лікування він продемонстрував значні покращення перфузії мозку, мікроструктури білої речовини мозку, а також когнітивної та серцево-легеневої функції. Цей звіт про випадок показує, що HBOT має потенційне застосування для лікування пацієнтів із тривалим COVID, які страждають від постійного зниження когнітивних і фізичних функцій.

Гіпоксія відіграє важливу роль у патофізіології тривалого COVID. Системна гіпоксія може бути наслідком ураження легенів, а органна гіпоксія може розвинутися через пошкодження судин. Збереження функції легень

Таблиця 2Зміни фракційної анізотропії магнітно-резонансної томографії–дифузійного тензорного зображення до та після гіпербаричної кисневої терапії

Дробова анізотропія (FA) — це показник, який використовується для оцінки цілісності, спрямованості та порядку білої речовини. Більше значення FA вказує на кращу організацію fber. DTI дифузійне тензорне зображення

Таблиця 3Магнітно-резонансна томографія–дифузійне тензорне зображення середніх змін дифузії до та після гіпербаричної кисневої терапії

Середня дифузія (MD) — це показник, який використовується для оцінки щільності білої речовини. Менше значення MD вказує на вищу щільність. DTI дифузійне тензорне зображення.

Таблиця 4Когнітивні показники до і після гіпербаричної кисневої терапії

Таблиця 5Фізіологічні параметри до і після гіпербаричної оксигенації

VO2max максимальна швидкість споживання кисню під час тренування, мл/хв мілілітр на хвилину, VO2max/кг максимальна швидкість споживання кисню під час тренування на кілограм, мл/хв/кг мілілітрів на хвилину на кілограм, MET метаболічний еквівалент завдання, уд/хв серцевих скорочень за хвилину VO2/HR швидкість споживання кисню на частоту серцевих скорочень, FVC форсована життєва ємність, л літрів, FEV1 об’єм форсованого видиху, PEF вимірювання пікового потоку, л/с літрів за секунду.

порушення спостерігалося у пацієнтів, які потребували додаткового кисню під час гострої інфекції SARS-CoV-2 навіть через 6 і 12 місяців після гострої інфекції [6]. Оскільки функціональність і регенеративна здатність мозку чутливі до будь-якого зниження надходження кисню [7], довгострокові когнітивні дефіцити корелюють з кількістю кисню, необхідного для подолання дихальних труднощів [1]. Що стосується органозалежної ішемії, COVID-19 спричинив пошкодження ендотелію та гіперкоагуляцію, що підвищує ризик судинної дисфункції, відповідальної за високу поширеність інфаркту міокарда, ішемічних інсультів та емболії легеневої артерії [8]. У представленому випадку пацієнт потребував підтримуючого лікування високою подачею кисню протягом 1 тижня під час гострого захворювання, тобто він страждав від системної гіпоксії з подальшим ризиком тривалого когнітивного порушення через безкисневе пошкодження мозку. Крім того, через 6 тижнів після гострої інфекції у нього розвинулася емболія легеневої артерії, характерна для ендотеліальної дисфункції з додатковим впливом системної гіпоксії. Крім того, як показало МРТ перфузії головного мозку, у нього були дефекти перфузії, пов’язані з мікросудинами, які корелювали з його нейрокогнітивним зниженням.

HBOT передбачає вдихання 100% кисню під тиском, що перевищує 1 абсолютну атмосферу (ATA), таким чином збільшуючи кількість кисню, розчиненого в тканинах тіла. Незважаючи на те, що багато сприятливих ефектів HBOT можна пояснити покращенням оксигенації тканин, тепер зрозуміло, що комбінована дія гіпероксії та гіпербаричного тиску запускає гени, чутливі до кисню та тиску, що призводить до індукції регенерації. процеси, включаючи проліферацію та мобілізацію стовбурових клітин за допомогою антиапоптозних та протизапальних факторів, ангіогенез та нейрогенез [9–12]. HBOT може індукувати нейропластичність і покращувати когнітивні функції навіть через роки після гострого інсульту [13]. У представленому випадку тривалого COVID HBOT покращив церебральний кровотік до ділянок мозку з неправильною перфузією (що свідчить про ангіогенез мозку) і покращив цілісність мікроструктури мозку (що свідчить про нейрогенез). Кореляція між значними покращеннями, продемонстрованими на візуалізації мозку, та нейрокогнітивними покращеннями вказує на те, що більшість корисних ефектів HBOT справді пов’язані з його здатністю індукувати нейропластичність дисфункціональних ділянок мозку.

Було продемонстровано, що HBOT має сприятливий вплив на функцію мітохондрій, вирішальний елемент відповідної функції м’язів [12]. HBOT також може збільшити кількість сателітних клітин, що проліферують і диференціюються, а також кількість регенерованих м’язових волокон і сприяти зміцненню м’язів [14]. Було продемонстровано, що нещодавно переривчастий повторний протокол HBOT має потенціал для покращення функції легень щодо максимального потоку на видиху (PEF) і життєвої ємності (FVC) [15]. У представленого пацієнта працездатність серцево-легеневої системи оцінювалася за допомогою серцево-легеневої проби з навантаженням (CPET) і легеневої функції. HBOT спричинив значне покращення на 34% у максимальному споживанні кисню, покращення на 34.4% у максимальному MET та збільшення на 16.9% молочного порогу. Щодо функції легенів, ФЖЕЛ покращилася на 44.3%, а ПФВ – на 20.2%. Ці помітні покращення корелювали зі здатністю пацієнта відновити свої попередні високі спортивні результати.

У цьому зареєстрованому випадку HBOT було розпочато більше ніж через 3 місяці після гострої інфекції SARS-CoV-2. Навіть незважаючи на те, що симптоми зберігалися до початку ГБОТ і значне покращення настало лише після початку ГБОТ, цілком можливо, що принаймні деяке клінічне покращення могло відбутися без ГБОТ. Проте раптове значне покращення з повним одужанням після хронічного характеру симптомів, наше розуміння фізіологічних ефектів ГБОТ та об’єктивні вимірювання, проведені на цьому пацієнті, підтверджують зв’язок між лікуванням і поміченими покращеннями. Оскільки це лише звіт про випадок, необхідні подальші проспективні клінічні випробування, щоб отримати краще розуміння потенційних сприятливих ефектів HBOOT для пацієнтів із тривалим COVID-XNUMX.

Підсумовуючи, ця стаття представляє перший випадок, який показує, що тривалий COVID можна лікувати за допомогою HBOT. Сприятливий ефект ГБОТ проливає додаткове світло на патофізіологію цього синдрому. Оскільки це повідомлення про один випадок, необхідні подальші проспективні рандомізовані контрольні дослідження для використання гіпербаричної кисневої терапії при тривалому лікуванні COVID.

Скорочення

HBOT: Гіпербарична киснева терапія; МРТ: магнітно-резонансна томографія; DTI: Дифузійне тензорне зображення; VO2 max: максимальна швидкість споживання кисню під час тренування; CPET: тест серцево-легеневого навантаження; ЧСС: частота серцевих скорочень; Bpm: удари серця за хвилину; FVC: форсована життєва ємність; FEV1: об'єм форсованого видиху; PEF: Вимірювання пікового потоку.

Подяки

Не застосовується.

Вклади авторів

AMB, ES, SE та SK проаналізували та інтерпретували дані пацієнтів щодо МРТ, перфузії та DTI. AMB і SE проаналізували та інтерпретували дані пацієнтів щодо серцево-легеневих і легеневих функціональних тестів. Усі автори прочитали та схвалили остаточний рукопис.

Вклади авторів

AMB, ES, SE та SK проаналізували та інтерпретували дані пацієнтів щодо МРТ, перфузії та DTI. AMB і SE проаналізували та інтерпретували дані пацієнтів щодо серцево-легеневих і легеневих функціональних тестів. Усі автори прочитали та схвалили остаточний рукопис.

Наявність даних та матеріалів

Усі дані, отримані або проаналізовані під час цього дослідження, включені в цю опубліковану статтю.

Декларації

Затвердження етики та згода на участь

Не застосовується.

Згода на публікацію

Від пацієнта було отримано письмову інформовану згоду на публікацію цього звіту про випадок та будь-яких супровідних зображень. Копія письмової згоди доступна для ознайомлення головному редактору цього журналу.

Конфлікт інтересів

AMB, ZW, SK, MG та UQ працюють у клініках AVIV. ES працює на AVIV Scientifc LTD. SE є співзасновником та акціонером AVIV Scientifc LTD.

Отримано: 11 жовтня 2021 р. Прийнято: 21 січня 2022 р. Опубліковано онлайн: 15 лютого 2022 р.

посилання

Лопес-Леон С та ін. Понад 50 довгострокових наслідків COVID-19: систематичний огляд і мета-аналіз. Sci Rep. 2021; 11 (1): 16144.

ЛевіМ та ін. Порушення згортання крові та тромбоз у хворих на COVID-19. Ланцет Гематол. 2020;7(6):e438–40.

MahmudpourM та ін. Цитокіновий шторм COVID-19: гнів ганьби. Цитокін. 2020;133: 155151.

LiB та ін. Мозково-імунні взаємодії при перинатальному гіпоксично-ішемічному ураженні мозку. Прог Нейробіол. 2017;159:50-68.

ShapiraR та ін. Гіпербарична киснева терапія покращує патофізіологію мишачої моделі 3xTg-AD шляхом послаблення нейрозапалення. Нейробіологічне старіння. 2018;62:105–19.

HuangL та ін. Результати за 1 рік у хворих на COVID-19, які пережили госпіталізацію: подовжнє когортне дослідження. Ланцет. 2021;398(10302):747–58.

HadannyA, Efrati S. Кисень — обмежуючий фактор для відновлення мозку. Критичний догляд. 2015; 19: 307.

Katsoularis, et al. Ризик гострого інфаркту міокарда та ішемічного інсульту після COVID-19 у Швеції: серія випадків із самоконтролем і відповідне когортне дослідження. Ланцет. 2021;398(10300):599–607.

Pena-VillalobosI та ін. Гіпербаричний кисень збільшує проліферацію стовбурових клітин, ангіогенез і ранозагоювальну здатність WJ-MSC у діабетичних мишей. Фронт фізіол. 2018; 9: 995.

CabigasBP та ін. Гіпероксична та гіпербарична індукована кардіопротекція: роль синтази оксиду азоту 3. Cardiovasc Res. 2006;72(1):143–51.

GregorevicP, Лінч GS, Вільямс DA. Гіпербаричний кисень модулює активність антиоксидантного ферменту в скелетних м’язах щурів. Eur J Appl Physiol. 2001; 86 (1): 24–7.

ZhouZ та ін. Захист мітохондріальної функції та покращення когнітивного відновлення у щурів, які отримували гіпербаричний кисень після бічної перкусії рідини. J Нейрохірург. 2007; 106 (4): 687–94.

HadannyA та ін. Гіпербарична оксигенація покращує нейрокогнітивні функції постінсультних пацієнтів — ретроспективний аналіз. Restor Neurol Neurosci. 2020;38(1):93–107.

HorieM та ін. Посилення диференціації сателітних клітин і функціональне відновлення у пошкоджених скелетних м’язах за допомогою лікування гіпербаричним киснем. J Appl Physiol. 2014;116(2):149–55.

HadannyA та ін. Вплив гіпербаричної кисневої терапії на легеневі функції: проспективне когортне дослідження. BMC Pulm Med. 2019;19(1):148.

Примітка видавця

Springer Nature залишається нейтральною щодо претензій на юрисдикцію в опублікованих картах та інституційної приналежності.