ISSN 2073–4034
eISSN 2414–9128

Features of the pathogenesis and treatment of diabetes mellitus during the COVID-19 pandemic

A.E. Bagriy, E.S. Mikhailichenko, A.V. Prikolota, K.E. Mogilevskaya

1) Department of Internal Medicine № 2, M. Gorky Donetsk National Medical University, Donetsk, DPR; 2) Department of Therapy, Faculty of Internship and Postgraduate Education n.a. prof. A.I. Dyadyk, M. Gorky Donetsk National Medical University, Donetsk, DPR
The association of diabetes mellitus (DM) with an increased risk of various infectious diseases has been firmly established. DM (both type 1 and type 2) is considered to be one of the risk factors for severe COVID-19 and death from this infection. DM and COVID-19 mutu- ally aggravate each other. The mechanisms of development of hyperglycemia and DM associated with COVID-19 infection are diverse. They include the direct damaging effects of the SARS-CoV-2 virus on pancreatic β-cells, stress hyperglycemia, glucocorticoid-induced diabetes, as well as the unmasking of previously undiagnosed DM. This article presents some aspects of the broad problem of the relationship between DM and COVID-19 infection. The article provides information on the possibilities of using different classes of hypo- glycemic drugs (metformin, sulfonylurea drugs, thiazolidinediones, dipeptidyl peptidase-4 inhibitors, sodium-glucose cotransporter-2 inhibitors, glucagon-like peptide-1 receptor agonists, insulin drugs) during COVID-19 infection, which makes this study rather relevant for practical healthcare. In the article, the authors also present their own data on the analysis of the frequency of hyperglycemia and DM in persons with COVID-19 infection of varying severity, identified factors for an unfavorable prognosis of the course of DM in COVID-19 infection.

Keywords

diabetes mellitus
COVID-19 infection
hyperglycemia
hypoglycemic drugs
insulin
dipeptidyl peptidase-4 inhibitors

Введение

Распространившись на все континенты земного шара, пандемия COVID-19 продолжается уже почти 3 года. За прошедшее время общее количество случаев этой инфекции в мире составило более 600 млн, а общее количество связанных с ней смертей превысило 6,5 млн. Многие страны Западной и Восточной Европы (включая Российскую Федерацию), Америки и Азии демонстрируют характерные волнообразные периоды повышения и снижения заболеваемости и смертности, оказывающие значительное воздействие на все сферы общественной деятельности и личность каждого из нас. Пандемия уносит жизни близких людей и вселяет в души неуверенность и страх, истощает ресурсы систем здравоохранения, подвергает риску региональную и глобальную экономику. Поражают масштаб угрозы, быстрая изменчивость ситуации и ее плохая предсказуемость. Дополнительно усугубляет проблему появление и стремительное распространение различных вариантов вируса (от альфа до дельта и далее к лямбда и мю), что свидетельствует о его способности к быстрому развитию и прогрессированию [1–3].

Вирус SARS-CoV-2, вызывающий эту инфекцию, является РНКвирусом, его геном с односпиральной РНК покрыт двуслойной протеин-липидной оболочкой. Основным рецептором для фиксации этого вируса на клетках человека и проникновения в них является ангиотензин-превращающий фермент-2 (АПФ2), широко представленный в клетках альвеол, эндотелия сосудов, миокардиоцитах и в ряде других клеточных элементов (включая β-клетки поджелудочной железы, тиреоциты и т. д.) [4, 5].

Основной путь передачи инфекции от человека к человеку респираторный. Обычно симптомы развиваются через 5–6 дней после инфицирования (иногда 10–14). Умеренно выраженные респираторные и общеинфекционные проявления затем продолжаются в течение около 2 недель. Однако у существенной части больных на этом этапе происходит развитие значительного по объему поражения легких (вирусная пневмония), осложняющегося острым респираторным дистресс-синдромом, синдромом системного воспалительного ответа, мультиорганным поражением, шоком и приводящего в итоге к смерти. В развитии этих осложнений важную роль играют цитокиновый шторм (гипериммунное воспаление) и тромбоваскулит [2, 3, 5].

Уменьшение выраженности клинических проявлений в ряде случаев может происходить медленно – в течение нескольких недель/месяцев. При этом образуется симптомокомплекс, обозначаемый как «постковидный синдром» (в зарубежной литературе «long COVID» – «длинный COVID»), который включает одышку, слабость, периоды субфебрилитета, ускорение СОЭ, повышение уровней С-реактивного белка и тромбоэмболические осложнения. Инфекция COVID-19 нередко приводит к дестабилизации и обострению ранее имевшихся у больного хронических заболеваний [6, 7].

Наличие сахарного диабета (СД) было независимым фактором, связанным с неблагоприятными исходами во время прошлых коронавирусных инфекций, таких как тяжелый острый респираторный синдром коронавирус-1 (SARS-CоV-1) в 2003 г. и коронавирус ближневосточного респираторного синдрома (MERS-CoV) в 2012 г. Особый интерес вызывает тот факт, что высокая гипергликемия обычно наблюдалась при SARS-CоV-1 у пациентов без СД в анамнезе и без использования глюкокортикоидов, являлась независимым фактором смертности [8–11].

Сердечно-сосудистые заболевания, коморбидность по отношению к эндокринным заболеваниям, включая СД, являются важным предиктором заболеваемости COVID-19. Многочисленные исследования определили СД как один из основных прогностических факторов, связанных с тяжелыми формами COVID-19. СД тесно связан с иммунными нарушениями, что, как предполагается, приводит к повышенной восприимчивости к заражению COVID-19, особенно у людей с повышенным уровнем глюкозы в крови [12–15].

Механизмы развития гипергликемии и СД в связи с инфекцией COVID-19 многообразны. Среди них: прямые повреждающие эффекты вируса SARS-CoV-2 на β-клетки поджелудочной железы, стрессовая гипергликемия, глюкокортикоид-индуцированный СД, а также демаскирование ранее недиагностированного диабета. С учетом представленной многофакторности патогенетических механизмов установить, насколько конкретно важен вклад повреждающего действия вируса на β-клетки в развитии СД de novo, в настоящее время пока затруднительно [16–18].

SARS-CoV-2 может инфицировать αи β-клетки поджелудочной железы; в результате часть из них уничтожается. Данные различных исследований показывают, что коронавирус разрушает инсулин-продуцирующие β-клетки, что в дальнейшем приводит к гипергликемии. Вирус также может индуцировать выработку некоторых белков (хемокинов и цитокинов), способных вызывать иммунный ответ, в результате погибают определенные клетки и изменятся секреция инсулина [4]. У людей с ожирением инсулинорезистентность (ИР) может быть решающим аспектом заболеваемости COVID-19. АПФ2 является потенциальной связью между ИР и COVID19, поскольку вирус проникает в организм хозяина через этот рецептор. АПФ2 является неотъемлемой частью ренин-ангиотензин-альдостероновой системы, а нарушение его экспрессии приводит к ИР и сердечно-сосудистой дисфункции. Деградация ангиотензина-2 способствует снижению ИР за счет уменьшения окислительного стресса, улучшения передачи сигналов инсулина и усиления его транспорта. Предполагается, что выработка инсулина и SARS-CoV-2 взаимосвязаны [4, 19]. Важно нормализовать уровень глюкозы и инсулина в крови, тем самым снижая экспрессию АПФ2, а в конечном итоге – тяжесть COVID-19. Однако ИР и взаимодействие с COVID-19 еще не до конца изучены.

Лица с CД относятся к группе повышенного риска тяжелых форм COVID-19 без каких-либо различий между типами СД. Тем не менее из-за патофизиологических различий прогностическая траектория COVID-19 в зависимости от типа СД считается установленной проблемой.

Представляют значительный интерес эпидемиологические и клинические результаты опубликованного в 2022 г. крупного многоцентрового исследования CORONADO, которые считаем важным привести более подробно. В него вошел 2951 госпитализированный больной из 68 клиник Франции, у всех имела место инфекция COVID-19 в сочетании с СД; наблюдение осуществлялось с использованием как проспективного, так и ретроспективного подходов [20–22]. Средний возраст больных был 69,7 года; средний уровень гликированного гемоглобина (HbA1с) – 7,7%; средняя длительность СД – 11 лет. СД2 был представлен в 88,2% случаев; впервые диагностированный диабет – лишь в 2,8% (что существенно ниже, чем в других подобных сообщениях [23–26]). Среди всех больных 63,7% составляли мужчины; у 39% индекс массы тела был ≥30 кг/м2, артериальная гипертензия имела место в 76,8% случаев, дислипидемия – в 46,8%, микрососудистые осложнения СД – в 44,2%, сердечная недостаточность – в 11,4%, синдром обструктивного апноэ сна – в 10,5%, хроническая обструктивная болезнь легких – в 9,9%. Из сахароснижающих препаратов на момент госпитализации в стационар метформин получали 55,6% больных, инсулин – 37,2%, препараты сульфонилмочевины или глиниды – 28%, ингибиторы дипептидилпептидазы-4 (иДПП-4) – 22%, агонисты рецепторов глюкагоноподобного пептида-1 – 9,1%. Блокаторы ренин-ангиотензин-альдостероновой системы принимали 56,2% больных, статины – 45,9% [20–22].

Результаты наблюдения за больными из исследования CORONADO продемонстрировали высокую частоту неблагоприятных исходов. Так, первичная комбинированная конечная точка, включившая смерть или перевод на инвазивную механическую вентиляцию легких в течение первых 7 дней после госпитализации, составила 29,0%, а смертность достигла 20,6% за 28 дней. Показательны данные оценки факторов, связанных с неблагоприятным прогнозом. В число таких факторов, ассоциированных с повышением риска, вошли старший возраст, наличие микрососудистых осложнений, лечение до поступления препаратами инсулина или статинами (как отражение более тяжелого течения СД в сочетании с сердечно-сосудистыми осложнениями), одышка при поступлении, а также исходно высокие уровни аминотрансфераз, С-реактивного белка, лейкоцитоз, тромбоцитопения. Применение метформина до госпитализации оказалось фактором, ассоциированным с меньшим риском в этой категории больных [20–24].

Однако вероятность развития СД1 (как у молодых взрослых, так и у подростков и детей) значительно возрастает в ходе инфекции, причем его течение в таком дебюте весьма агрессивное (с нередким манифестированием клиникой диабетического кетоацидоза, в т.ч. тяжелого). Количество диагностированных в 2020–2021 гг. случаев СД1 в Лондоне оказалось на 80% выше, чем за аналогичные периоды прошлых лет, что в т.ч. связывают с пандемией (у значительной части этих лиц присутствовала инфекция COVID-19) [7, 27].

Формирование гипергликемии и СД (1 или 2) de novo на фоне инфекции COVID-19 сопровождается ухудшением прогноза (с повышением риска неблагоприятного исхода в 1,8–2,4 раза). В исследовании CORONADO пациенты с впервые диагностированным СД, определяемые как люди без диабета в анамнезе и имеющие HbA1c ≥6,5% в первые дни госпитализации, составляли только 2,8% популяции [20, 22].

Отдельное место в структуре СД при инфекции COVID-19 занимает глюкокортикоид-индуцированный диабет. До пандемии COVID-19 считалось, что в течение жизни около 1% лиц общей популяции принимают глюкокортикоиды, а среди лиц в возрасте 70–79 лет этот процент доходит до 2,5. Среди больных, получающих эти препараты, не менее ¼ нуждаются в их длительном (>6 месяцев) приеме. Надежные данные о частоте применения глюкокортикоидов на фоне пандемии пока отсутствуют, но несомненно, что доля лиц, получающих эти препараты, сейчас возросла (особенно после предоставления данных рандомизированного клинического исследования RECOVERY о благоприятном влиянии дексаметазона на прогноз у лиц с тяжелым течением COVID-19). Среди лиц с СД в целом глюкокортикоид-индуцированный диабет составляет около 2% случаев, хотя сейчас высказывается предположение о более высокой доле этого состояния в общей структуре СД. Доля лиц с глюкокортикоид-индуцированной гипергликемией среди больных, длительно принимающих эти лекарственные средства (например, с системными заболеваниями соединительной ткани), составляет 25–32%, а глюкокортикоид-индуцированного СД – 12–17%. Риск развития СД у больных, длительно получающих глюкокортикоиды, считается в 1,4–2,3 раза выше, чем у лиц, не получающих такого лечения [7, 18, 27].

Авторы статьи располагают собственными данными анализа частоты гипергликемии и СД у лиц с инфекцией CОVID-19 разной степени тяжести. На базе ЦГКБ № 1 Донецка и Дорожной клинической больницы станции Донецк в течение 20 месяцев оценивалось состояние углеводного обмена у пациентов с пневмонией COVID-19: всего 613 пациентов, среди них 285 мужчин и 328 женщин, средний возраст 57,6±6,3 лет. Среди больных с тяжелым течением этой инфекции, госпитализированных в реанимационные отделения и требовавших респираторной поддержки, доля лиц с гипергликемией составила 37,4%, при этом у 27,6% имел место СД. Частота как гипергликемии в целом (11,2%), так и СД (5,8%) оказалась значительно ниже в группе лиц со среднетяжелым течением CОVID-19, находившихся на лечении в терапевтических отделениях. При анализе данных наблюдения за больными после выписки отмечено, что среди пациентов, у которых в период пребывания в стационаре впервые выявлена гипергликемия, она сохранялась через 3 месяца в 65,8% и через 6 – в 55,2% случаев.

По нашим данным, факторами неблагоприятного прогноза течения СД при инфекции COVID-19 стали возраст, уровни HbA1с ≥8%, острая гипергликемия при поступлении в стационар ≥10,5 ммоль/л, а также наличие микрососудистых осложнений диабета; менее высокий риск осложнений в период госпитализации был ассоциирован с приемом ранее метформина, ингибиторов дипептидилпептидазы-4 (иДПП-4) и ингибиторов натрийглюкозного ко-транспортера-2. Более продолжительное и тяжелое течение постковидного синдрома имело место у лиц старшего возраста (>65 лет) с неустойчивым контролем гликемии, наличием макрои/или микрососудистых осложнений СД; ниже риск оказался у больных, получавших метформин, ингибиторы натрий-глюкозного ко-транспортера-2, а также длительно принимавших умеренные дозы статинов, в части случаев в сочетании с эзетимибом.

Сахароснижающие препараты могут влиять на патогенез и исходы инфекции COVID-19. В нескольких обсервационных исследованиях анализировалось влияние этих средств на течение COVID-19, однако интерпретация этих результатов должна быть осторожной, поскольку можно выделить только статистические ассоциации. На сегодняшний день проведено очень мало интервенционных исследований гипогликемических препаратов на пациентах с COVID-19. Ниже перечислены данные о возможностях применения разных классов сахароснижающих средств во время инфекции COVID-19. Метформин в экспериментальных исследованиях показал ряд потенциальных благоприятных эффектов при COVID-19. В анализе CORONADO использование данного препарата, применяемого для лечения СД2, было связано с более низкой смертностью в течение 28 дней. Эти результаты согласуются с недавно опубликованным обсервационным общенациональным исследованием в Англии, которое также показало более низкий риск смертности среди пациентов, получавших метформин, который считается достаточно безопасным для амбулаторных больных с нетяжелым течением этой инфекции. В связи с риском дегидратации и лактатацидоза у госпитализированных лиц с COVID-19 его следует применять с осторожностью, а больным, пребывающим в реанимационных отделениях, – не использовать (заменять на инсулин). При приеме требуется регулярный контроль уровней креатинина крови [28–30].

В ряде экспериментальных и эпидемиологических исследований продемонстрированы потенциальные позитивные биологические эффекты иДПП-4 при инфекции COVID-19, хотя благоприятное влияние на прогноз не доказано [4, 30]. Установлено, что дипептидилпептидаза-4 (ДПП-4) может действовать как ко-рецептор SARS-CoV-2 [16, 31]. В связи с потенциальным участием ДПП-4 в проникновении вируса предложена защитная роль иДПП-4. Однако результаты обсервационных анализов были противоречивыми в отношении связи между смертностью от COVID-19 и лечением иДПП-4. В ретроспективном исследовании случай– контроль, проведенном в Северной Италии, лечение ситаглиптином во время госпитализации было связано со снижением смертности и улучшением клинических исходов у таких пациентов [32]. В другой итальянской серии случаев описана связь между лечением иДПП-4 и статистически значимым снижением смертности; однако этот результат основан только на 11 пациентах (из которых один умер) [33]. Еще в одном исследовании лечение иДПП-4 связано с худшими результатами (показатели летальности не представлены) у 27 пациентов с СД2, получавших данные препараты, чем у 49, получавших другие сахароснижающие средства [34]. Тем не менее показано, что препараты этого класса хорошо переносятся даже при тяжелом течении инфекции. Поэтому их использование можно продолжать при COVID-19 различной степени тяжести. Необходимы более подробные исследования, чтобы полностью охарактеризовать роль иДПП4 для пациентов с COVID-19 и СД2. Показаны благоприятные биологические эффекты ингибиторов натрий-глюкозного котранспортера-2 (иНГЛТ-2) при COVID-19.

Исследование DARE-19, проведенное на 1250 пациентах, госпитализированных по поводу COVID-19, с одним и более кардиометаболическим фактором риска (артериальная гипертензия, СД2, ишемическая болезнь сердца, сердечная недостаточность или хроническая болезнь почек) является единственным двойным рандомизированным плацебо-контролируемым клиническим исследованием, оценивавшим влияние дапаглифозина на исходы COVID-19 [35]. Рандомизация проводилась на прием дапаглифлозина 10 мг/сут или плацебо. В результате исследования не отмечено снижения риска развития респираторной, сердечно-сосудистой или почечной дисфункции и смертности на фоне дапаглифлозина, однако подтверждена его удовлетворительная переносимость. Данные DARE-19 позволяют достаточно уверенно использовать препараты иНГЛТ-2 при нетяжелом течении COVID-19, а у лиц с его средней тяжестью – с осторожностью. Из-за риска дегидратации, диабетического кетоацидоза и острого повреждения почек при тяжелом течении инфекции их не назначают [30, 35, 36].

В эпидемиологических исследованиях эффекты агонистов рецепторов глюкагоноподобного пептида-1 на смертность при сочетании СД и COVID-19 оказывались нейтральными. При тяжелом течении COVID-19 их применение могут ограничивать снижение аппетита и желудочнокишечные побочные эффекты. В то же время могут быть благоприятными потенциальные противовоспалительные эффекты [17, 18, 30].

Препараты сульфонилмочевины при сочетании СД и COVID-19 изучены меньше других средств. В связи с риском развития гипогликемии даже при нетяжелом течении COVID-19 рекомендуют соблюдать особую осторожность. При среднетяжелом и тяжелом течениях этой инфекции прием препаратов сульфонилмочевины считают нежелательным [5, 18, 30].

Данные о применении тиазолидиндионов при COVID-19 также весьма ограниченны. Хотя потенциально они могут оказывать органопротекторные эффекты, их осторожное применение ограничивают лицам с нетяжелым течением COVID-19; они не используются при среднетяжелом и тяжелом течениях заболевания [5, 18, 30].

Препараты инсулина – ведущий класс сахароснижающих препаратов при тяжелом течении COVID-19 (внутривенное применение) для обеспечения адекватного контроля гликемии и снижения риска ацидоза. Во многих случаях потребность в инсулине может быть очень высокой, отражая негативное влияние «гипервоспаления» на инсулинорезистентность. Препараты инсулина также обладают противовоспалительными эффектами (снижая оксидативный и воспалительный стресс). Многие из больных, ранее получавших пероральные сахароснижающие препараты, в острой фазе COVID-19 будут нуждаться в переводе на инсулин, подкожное введение которого затем нужно будет продолжать и после перехода на амбулаторный режим лечения. Важные задачи – это адекватный подбор дозы инсулина, уменьшение риска развития гипогликемии, возможный возврат приема пероральных сахароснижающих средств [30, 36, 37].

Заключение

Пандемия COVID-19 является катастрофой для мирового здравоохранения. Сочетание одной медицинской пандемии (COVID-19) с другой медицинской эпидемией (СД) представляется серьезной угрозой для жизни человека. Врачам разных специальностей (терапевты, эндокринологи, инфекционисты и др.) сложно одновременно бороться с двумя или более заболеваниями, одно из которых инфекционное, вызванное новым вирусом. Лучшее понимание различных способов, которыми гликемический статус влияет на COVID-19, и наоборот, может помочь улучшить терапевтические результаты. Необходимы дальнейшие исследования в этой области для лучшего понимания возможных изменений генетической предрасположенности в разных популяциях, фундаментального патофизиологического механизма действия COVID-19 и диабета с последующим клиническим лечением.

Вклад авторов. Багрий А.Э.: создание дизайна рукописи, критический обзор материала, окончательное редактирование рукописи. Михайличенко Е.С.: сбор и анализ литературных данных. Могилевская К.Э.: сбор, анализ и подача клинико-лабораторных данных пациентов. Приколота А.В.: написание обзорной части и заключения рукописи.

Финансирование. Работа не имела спонсорской поддержки.

About the Authors

Corresponding author: Kristina E. Mogilevskaya, Teaching Assistant at the Department of Therapy, Faculty of Internship and Postgraduate Education n.a. prof. A.I. Dyadyk, M. Gorky Donetsk National Medical University, Donetsk, DPR; dzkristi@yandex.com

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.