Доклады Российской академии наук. Науки о жизни, 2021, T. 496, № 1, стр. 94-98

Борьба с коронавирусной инфекцией – чрезвычайно острая проблема, требующая разработки новых методов, расширяющих диапазон возможностей современной терапии и профилактики [1]. Применяемые в настоящее время антивирусные и общеукрепляющие терапевтические средства зачастую недостаточно эффективны и приводят к глубокому поражению многих систем организма и часто к смерти пациента [2]. Большие надежды возлагаются на создание синтетических вакцин, действующих на уровне синтеза антител, специфически взаимодействующих с теми или иными белками вируса.

Нами разработана новая методика борьбы с коронавирусным поражением организма, основанная на использовании термогелиокса (ингаляции высокотемпературной смесью гелия и кислорода). Проведены клинические испытания на базе отделения реанимации и интенсивной терапии НИИ скорой помощи им. Н.В. Склифосовского. В клинику поступали пациенты средней и высокой тяжести поражения коронавирусом (20–50% поражения легких). Подавляющее большинство больных имеют сопутствующие заболевания: артериальная гипертония различной степени, хронический обструктивный бронхит, ХОБЛ, ишемическая болезнь сердца, атеросклероз нижних конечностей, бронхиальная астма, язвенная болезнь желудка и др. Результаты клинических испытаний в высшей степени положительны. Как правило, на 2–3-и сутки использования термогелиокса с применением медицинского аппарата “Гелиокс-экстрим” (ООО “Медтехинновации”) у пациента не обнаруживается вирус, определяемый по стандартной методике полимеразной цепной реакции (ПЦР), и возникает устойчивый антительный ответ. Эти эффекты были предсказаны на основе кинетической модели, включающей динамику роста и размножения вируса в организме, динамику поражения вирусом клеток-реципиентов, эффекты термодеструкции вирусов и динамику антительного ответа. Теоретический анализ предсказывает потенциальные эффекты термовакцинации – выработку антител на белки разрушенных вирусных частиц [3–5].

На основе изучения белкового состава конденсата выдыхаемого воздуха пациента показана безопасность применения термогелиокса [6, 7]. Нами проведено экспериментальное исследование кинетики накопления специфических антител (IgG, IgM) у пациентов, пораженных коронавирусом. В исследование были включены 60 пациентов с COVID-19, поделенные на две равные группы. В первую (“рабочую”) группу (N = 30) вошли пациенты, которым в стандартный протокол лечения COVID-19 была включена терапия термогелиоксом, во вторую (контрольную) группу 2 (N = 30) – пациенты, получавшие стандартную терапию согласно временным методическим рекомендациям Минздрава России.

Из 60 пациентов, включенных в исследование, 28 (46.7%) были медицинскими работниками. В “рабочей” группе соотношение мужчины/женщины – 17/13, а в контрольной группе – 16/14 соответственно. В обеих группах пациенты были сопоставимы по полу, p – 0, 403 – точный критерий Фишера. Средний возраст пациентов в исследовании составлял 56.7 года (45 лет; 61 год). При этом в “рабочей” группе – 58 лет (45 лет; 59.5 года), а в контрольной – 55 лет (46 лет; 66 лет). Пациенты были сопоставимы по возрасту, p – 0.537 (критерий Манна–Уитни). Объем поражения легких на момент включения в исследование составлял: в “рабочей” группе – 25.2% (21%, 42.5%), в контрольной – 26% (25%, 41.7%). При этом средняя длительность заболевания в “рабочей” группе составляла 2 дня (1 и 4), в контрольной – 3 дня (1 и 5). Общая характеристика клинических симптомов пациентов обеих групп включала в себя: ощущение потери обоняния и вкуса, насморк, чувство нехватки воздуха, одышку, слабость, повышение температуры, головную боль, боль в мышцах и в горле, сухой кашель.

Лечение пневмонии, вызванной вирусом SARS – CoV 2, проводили всем пациентам, включенным в протокол исследования № 11–20 от 20.04.2020, одобренный этическим комитетом по биомедицинской этике НИИ СП им. Н.В. Склифосовского ДЗМ, в период с 21 апреля по июнь 2020 года включительно.

Всем пациентам проводили забор мазка со слизистой полости носа и ротоглотки для выявления РНК коронавируса SARSCoV-2 методом ПЦР (детектирующий амплификатор CFX-96 “REAL TIME” (Bio-Rad, США)) [8–10]; компьютерная томография (КТ) легких [11]; забор венозной крови для анализа содержания иммуноглобулинов IgG (п/кол.) и IgM (п/кол.) к шиповому S-белку поверхности коронавируса SARS-CoV-2 по стандартной методике иммуноферментного анализа (ИФА) (иммунохемилюминесцентный анализатор, Mindray 6000, США) [10]. ИФА-тестирование на наличие IgG помогает детектировать контакт иммунной системы организма с вирусом, если с момента заражения прошло 2 нед.

Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием программного пакета SPSS 17.0 (SPSS Inc., USA). Использовались методы непараметрической статистики с применением U-критерия Манна–Уитни (сравнение 2 независимых переменных), точный критерий Фишера. Различия считались статистически значимыми при p <0.05.

На рис. 1 представлена динамика изменения количества пациентов в контрольной и “рабочей” группах с положительным тестом РНК коронавируса SARSCoV-2 по времени. В “рабочей” группе отмечалось статистически достоверное снижение количества пациентов с положительным тестом РНК коронавируса SARSCoV-2. По нашим наблюдениям, в “рабочей” группе больных COVID-19, получавшей ингаляции термогелиоксом, отрицательный результат ПЦР определялся на третий день, а у некоторых больных отрицательный результат определялся уже в первые сутки после начала терапии. На фоне стандартной терапии в контрольной группе положительная реакция на РНК коронавируса выявлялась от семи дней до четырех недель с начала заболевания, в отдельных случаях и дольше (рис. 1).

Рис. 1.

Количество ПЦР положительных тестов в контрольной и “рабочей” группах (*p ≤ 0.05).

Полученные результаты демонстрируют, что использование термогелиокса эффективно стимулирует синтез антител, как типа иммуноглобулина G, так и типа иммуноглобулина M. В клинику поступает часть больных с уже сформировавшимся высоким уровнем IgG и IgM. Как в “рабочей”, так и в контрольной группе таких больных около 25%. Для кинетического анализа оказались пригодны данные с полным набором измерения уровня антител (4 измерения: при поступлении, на 3-и, 7-е сутки и при выписке). На рис. 2 и 3 приведены экспериментальные данные по динамике накопления IgG в контрольной (рис. 2) и “рабочей” группе (рис. 3). Видно принципиальное различие в кинетике иммунного ответа.

Рис. 2.

Динамика накопления IgG к шиповому S-белку поверхности коронавируса SARS-CoV-2 в контрольной группе при стандартном лечении (приведены типичные кривые).

Рис. 3.

Динамика накопления IgG к шиповому S-белку поверхности коронавируса SARS-CoV-2 в “рабочей” группе при лечении термогелиоксом (приведены типичные кривые).

При лечении пациентов контрольной группы без использования ингаляций термогелиоксом в течение первых трех суток синтез антител IgG практически блокирован (период индукции на кинетической кривой накопления IgG). Использование термогелиокса (4 ингаляционных процедур по 15 мин с 15-минутным перерывом) пациентам “рабочей” группы элиминирует период индукции и включает синтез иммуноглобулина G с первого момента применения процедуры. Следует отметить, что приблизительно 30% пациентов поступают в клинику с уже завершенным этапом активации иммунного ответа (на кинетических кривых накопления IgG не наблюдается период индукции).

Термогелиокс также стимулирует образование IgM. Различия в кинетике накопления IgM в “рабочей” и контрольной группе не столь значительны, как в случае IgG. Термогелиокс заметно стимулирует накопление IgM на начальном этапе развития процесса. Например, среднее значение IgM(3)/IgM(0) для всей совокупности данных для пациентов, прошедших ингаляцию термогелиоксом, равно 4.1, а для контрольной группы – 3.2.

Полученные результаты по динамике синтеза иммуноглобулинов IgG и IgM однозначно демонстрируют, что применение термогелиокса при лечении поражения коронавирусной инфекцией приводит к активации иммунной системы и стимулирует образование специфических антител.

Иммунный ответ организма имеет сложный характер, при этом включаются различные биохимические системы организма [12, 13]. В частности, С-реактивный белок (СРБ) рассматривается как один из компонентов сложной цепи биохимических процессов, одним из первых реагирующих на бактериальную и вирусную инфекцию. Синтез СРБ индуцируется цитокинами и разрушением легочных тканей [14, 15]. Нами исследована сравнительная динамика накопления и уменьшения СРБ в процессе стандартного лечения и лечения с участием ингаляций термогелиоксом. Обнаружено принципиальное отличие в динамике ответа (рис. 4).

Рис. 4.

Динамика изменения содержания СРБ в крови пациентов контрольной (кривые с максимумом) и “рабочей” (экспоненциальное падение) групп (результаты эксперимента нормированы на показатель СРБ₀ при поступлении пациента (t = 0)).

Видно, что при “нормальном” течении болезни в контрольной группе в большинстве случаев происходит относительно медленное накопление СРБ, достигающее максимального значения на 2–4-е сутки лечения (рис. 4, кривые выше пунктирной линии). Последующий процесс лечения в динамике характеризуется уменьшением СРБ до нуля. Ингаляция термогелиоксом в “рабочей” группе стимулирует быстрое накопление СРБ с переходом системы с самого начального периода к экспоненциальному уменьшению уровня СРБ (рис. 4, кривые ниже пунктирной линии). Среднестатистически применение термогелиокса уменьшает время пребывания пациента в больнице на 2–2.5 дня.

Стимулирование иммунного ответа термогелиоксом можно определить термином “термовакцинация”. Нами экспериментально показано, что на 2–3-и сутки использования термогелиокса в большинстве случаев организм освобождается от вирусных частиц по результатам ПЦР анализа. Мы предполагаем, что ускоренная выработка антител происходит, по-видимому, на белки-продукты термодеструкции вирусных частиц в легких пациентов. Таким образом, в обсуждаемом нами случае имеет место “классическая” вакцинация ослабленным или разрушенным антигеном. Принципиально положительное отличие заключается в том, что процесс идет in vivo с участием естественных вирусных белков, и “термовакцинация” может иметь широкий спектр специфичности.

Механизм наблюдаемого нами эффекта стимуляции иммунного ответа термогелиоксом требует дальнейшего исследования. Развитая и исследованная нами кинетическая модель [3–5] объясняет наблюдаемые эффекты увеличением концентрации антигена при термодеструкции вируса.

Впервые обнаруженные и описанные нами эффекты “термовакцинации” при лечении коронавирусного поражения – стимуляция иммунного ответа термогелиоксом – могут иметь общий характер и быть применены при лечении поражения вирусами другой природы.