Почему COVID-19 сильнее бьет по курильщикам?
Курильщики могут быть склонны к тяжелым инфекциям COVID-19, отчасти потому, что их легкие содержат множество точек воздействия, которые благоприятны для проникновения вируса.
Инфекции COVID-19 начинаются с рецептора ACE2, белка, расположенного на поверхности клеток по всему телу, в том числе в верхних и нижних дыхательных путях. Коронавирус, вызывающий COVID-19, известный как SARS-CoV-2, должен подключаться к рецептору ACE2, чтобы вводить свой генетический материал в клетки, размножаться и распространяться. В настоящее время предварительные исследования показывают, что легкие, подвергшиеся воздействию сигаретного дыма, накапливают аномально большое количество рецепторов ACE2, которые могут сделать этот орган уязвимым для повреждений, наносимых коронавирусом.
«Было проверено, что курильщики, которые заражаются COVID-19, как правило, имеют более тяжелые инфекции, чем люди, которые не курят», — говорит соавтор исследования Джейсон Шелтцер, научный сотрудник лаборатории Колд-Спринг-Харбор в Нью-Йорке. — «Увеличение рецепторов ACE2 может быть одной из многих причин, почему курильщики так сильно болеют от коронавируса, — сказал он.
Исследование, опубликованное 31 марта в базе данных препринтов bioRxiv, не было подвергнуто экспертной оценке, и его предпосылка остается «довольно спекулятивной», — сказала доктор Стефани Кристенсон, доцент отдела легочной, критической помощи, аллергии и медицины сна Калифорнийского университета в Сан-Франциско, которая не участвовала в исследовании.
«Курение очень сильно влияет на организм», — добавил Шелтцер. — «Но вполне возможно, что влияние курения на уровень ACE2 не является самым важным фактором. Нужны дополнительные исследования»
Все больше данных свидетельствует о том, что по сравнению с некурящими, люди, которые курят сигареты, сталкиваются с более высоким риском развития тяжелых осложнений и смерти от инфекций COVID-19.
Например, исследование более 1000 пациентов в Китае, опубликованное в журнале New England Journal of Medicine, показало, что курильщики с COVID-19 чаще нуждаются в интенсивном медицинском вмешательстве, чем те, кто не курит. В ходе исследования 12,3% нынешних курильщиков были госпитализированы в отделение интенсивной терапии, помещены на ИВЛ или умерли, по сравнению только с 4,7% некурящих.
«Курильщики могут быть особенно уязвимы к COVID-19 по нескольким причинам, но гипотеза рецептора ACE2 «обеспечивает целостную, механистическую связь» между курением и тяжелой инфекцией», — сказал Джабер Алькахтани, исследователь в области респираторной медицины в Университетском колледже Лондона, сообщает Live Science.
«Если будущие исследования укрепят связь между количеством рецепторов и тяжестью заболевания, препараты, блокирующие или снижающие чувствительность рецепторов ACE2, потенциально могут быть использованы в качестве лечения». — добавил он.
Чтобы установить связь между рецепторами ACE2 и курением, Шелтцер и инженер-программист Джоан Смит, сотрудник лаборатории Шелтцера, исследовали образцы легких и дыхательной ткани умерших мышей, крыс и людей, а также образцы, собранные во время операций на легких человека. Количество рецепторов ACE2 в легких не различалось у грызунов разного возраста или разного пола, и те же тенденции проявлялись у людей.
Поскольку возраст и пол оказались не связанными с количеством ACE2, исследователи задались вопросом, может ли воздействие сигаретного дыма иметь какое-то значение.
Группа обследовала образцы тканей мышей, которые подвергались воздействию разбавленного сигаретного дыма по 2, 3 или 4 часа в день в течение пяти месяцев. Они обнаружили, что чем больше дым оказывает свое воздействие, тем больше рецепторов ACE2 усеивают легкие животных. По сравнению с неэкспонированными мышами, мыши, получившие самую высокую дозу сигаретного дыма, накопили в своих легких примерно на 80% больше рецепторов ACE2. Затем исследователи сравнили легкие курильщиков с теми, кто никогда не курил, и снова обнаружили сходную тенденцию: легкие курильщиков содержали на 40-50% больше рецепторов ACE2, в сравнении с некурящими.
Количество рецепторов ACE2 варьировалось в зависимости от того, сколько пачек сигарет человек выкуривал в день, умноженная на количество лет, которые он курил. Например, среди курильщиков, перенесших операцию на грудной клетке, люди, которые курили более 80 упаковок в месяц, показали 100%-ное увеличение рецепторов ACE2 по сравнению с людьми, которые курили менее 20 упаковок, отметили авторы.
В то время как подвергшиеся воздействию дыма ткани содержали больше рецепторов ACE2, команда не могла сказать, какие именно клетки содержали этот рецептор. Изучая, какие белки появляются в каких клетках, ученые обнаружили, что ACE2 появляется на клетках, которые обрабатывают кислород и углекислый газ в легких, известных как альвеолярные клетки типа 2. Но в первую очередь рецепторы появились на клетках, которые выделяют слизеподобную жидкость в дыхательные пути, известные как бокаловидные и клубковые клетки. Некурящие несут большую часть своих бокалов и клубных клеток в носу и горле, но у курильщиков эти клетки начинают накапливаться также и в легких, выяснили авторы.
«Они предполагают, что когда вы курите, у вас увеличивается количество бокаловидных клеток [в нижних дыхательных путях], и это определенно верно», — сказал Кристенсон.
«Доказательства того, что курение повышает количество секреторных клеток в легких, были получены в течение десятилетий, согласно отчету 1999 года в American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. Липкая слизь, вырабатываемая бокаловидными и клубными клетками, действует как защитный барьер, захватывая мусор, аэрозоли, дым и патогенные микроорганизмы, которые всасываются в дыхательную систему. Когда люди вдыхают дым в свои легкие, этот орган усиливает свою защиту, создавая больше секреторных клеток и увеличивая выработку слизи».
По словам Кристенсона, тот же процесс происходит и у людей, подвергающихся высокому уровню загрязнения воздуха.
Хотя большое количество бокаловидных и клубочковых клеток, нагруженных рецепторами ACE2, может объяснить, почему курильщики серьезно заболевают COVID-19, точная связь между ACE2 и прогнозом заболевания «еще не доказана», отметили Шелтцер и Смит.
Курение связано со многими сопутствующими заболеваниями, множественными медицинскими состояниями, которые появляются одновременно, включая эмфизему и нарушение иммунной функции, которые, вероятно, усугубляют инфекции COVID-19, писали они.
В целом курильщики уже сталкиваются с повышенным риском заражения вирусными инфекциями, вероятно, из-за того, что у них подавлена иммунная система, повреждение тканей и хроническое воспаление в дыхательных путях, добавил Кристенсон.
Высокий уровень ACE2 не может быть только у курильщиков, но также может быть распространен среди людей с заболеваниями легких, в целом, отметили авторы.
Тем не менее, команда проанализировала образцы тканей у пациентов с астмой и воспалительным заболеванием саркоидозом, и они не содержали аномальных количеств рецептора.
Чтобы выяснить, как уровни ACE2 связаны с заболеваниями легких, в целом, будущие исследования могут быть сосредоточены на пациентах с хроническими инфекциями легких, бронхитом, пневмонией или заболеваниями легких, вызванными бактериальными, вирусными или грибковыми инфекциями, сказал Алькахтани.
Если они также имеют повышенный уровень рецепторов ACE2 на своих клетках, это может помочь выяснить, представляет ли сигаретный дым особую угрозу для пациентов COVID-19 или же другие заболевания легких представляют риск по той же причине.
Однако если курение действительно представляет особую опасность для пациентов COVID-19, то это исследование действительно дает потенциальное решение.
«Мы показываем, что бывшие курильщики имеют более низкие уровни ACE2, чем сегодняшние курильщики — примерно на 30% ниже», — сказал Шелтцер.
«Вполне возможно, что отказ от курения может быть полезен для снижения восприимчивости к Covid-19 по многим причинам.»
«Действительно, это также позволяет нам рассматривать кампании и программы, направленные на то, чтобы помочь курильщикам бросить курить, как превентивную стратегию в будущем», — добавил Алькахтани.
- Как обезопасить себя от коронавируса: 5 важных рекомендаций
- Пик коронавируса, мы все умрем или это просто паника?
- 10 рекомендаций ВОЗ по коронавирусу. Что советует Всемирная организация здравоохранения?
- Как перестать паниковать из-за коронавируса?
- Коронавирус: какие предметы мы должны дезинфицировать?
- Борьба с коронавирусом в домашних условиях: можно ли использовать озонатор и фильтрующие устройства
- Прошло пять месяцев, и что теперь ученые знают о коронавирусе
- Как искусственный интеллект помогает в борьбе с коронавирусом
- ВОЗ предупреждает о «смертельном возрождении», если контроль над коронавирусом будет снят слишком рано
- Как защититься от коронавируса? Общие правила