Влияние грибковых инфекций на течение COVID-19: проспективное обсервационное исследование

Введение

Несмотря на завершение пандемии новой коронавирусной инфекции, мутантные штаммы SARS-CoV-2 продолжают циркулировать в популяции и остаются причиной тяжёлого течения и высокой летальности госпитальных пациентов [1]. Даже с учётом внедрения современных методов терапии данная инфекция демонстрирует устойчиво высокие показатели неблагоприятных исходов, в особенности среди лиц старшего возраста, пациентов с отягощённым коморбидным фоном и обширным поражением лёгочной ткани [2]. Тяжесть течения при COVID-19 обусловлена не только прямым цитопатогенным воздействием вируса на лёгочную ткань, но и его угнетающим влиянием на иммунную систему, что проявляется острой дыхательной недостаточностью, сбоями в работе множества органов и систем, активацией оппортунистической микрофлоры [3–5]. Наибольшие риски присоединения вторичных инфекций фиксируются в отделениях реанимации, где тяжесть течения заболевания усугубляется проведением инвазивной искусственной вентиляции лёгких и агрессивной противовоспалительной терапией [6][7].

В спектре вторичных инфекционных осложнений особую значимость при COVID-19 приобрели грибковые инфекции [8–11]. Несмотря на относительно невысокую встречаемость, они могут быть связаны с неблагоприятным прогнозом [12–14]. Данные эпидемиологических исследований и клинических наблюдений подтверждают корреляцию между развитием инвазивной микотической инфекции и ухудшением исходов у данной категории пациентов [15–19]. В ряде научных работ продемонстрировано, что использование стероидов, длительная респираторная поддержка, катетеризация центральных вен и массивная терапия бактериальных инфекций повышают вероятность летального исхода при наличии грибковой инвазии [20][21]. Положение усугубляется сложностью верификации диагноза: отсутствие явных симптомов и трудности лабораторного подтверждения затягивают момент начала специфической терапии, что напрямую влияет на риск смерти у пациентов с тяжёлым течением болезни. Хотя научная литература подробно освещает этиологию и частоту выявления грибковой флоры, анализ факторов риска, особенностей проявления и влияния грибковых инфекций на течение и исходы COVID-19 не носит системного комплексного характера. Это диктует необходимость дальнейшего изучения проблемы микозов при COVID-19.

Цель исследования — анализ проявлений грибковых осложнений при COVID-19 и их влияния на характер течения и исход заболевания с учётом коморбидной патологии.

Материалы и методы

Проведено проспективное выборочное одномоментное исследование видов грибковых осложнений у пациентов с новой коронавирусной инфекцией COVID-19. Исходная выборка включала 6135 пациентов, проходивших лечение в 2022 г. в условиях краевого ковидного госпиталя, организованного на базе ГБУЗ «Специализированная клиническая инфекционная больница» Министерства здравоохранения Краснодарского края. Из них в иследование включены 118 пациентов (основная выборка), находившихся на стационарном лечении в одном из отделений ковидного госпиталя. Критериями включения были возраст старше 18 лет и диагноз «U07.1 COVID-19», вирус идентифицирован.

Внутри основной выборки были сформированы две группы сравнения с учётом исхода заболевания: I группа — 58 пациентов с летальным исходом заболевания, II группа — 60 пациентов с благоприятным исходом. Далее в зависимости от наличия или отсутствия грибковых осложнений были выделены следующие подгруппы: подгруппа 1 — умершие пациенты, с грибковыми осложнениями (23 человека); подгруппа 2 — умершие, у которых не обнаруживалась грибковая флора (35 человек); подгруппа 3 — выздоровевшие, у которых выделялась грибковая флора (35 человек); подгруппа 4 — выздоровевшие, у которых отсутствовала грибковая флора (25 человек).

На основе анализа клинических, инструментальных данных и результатов микробиологического исследования пациентов с COVID-19 определены вероятные факторы, способствовавшие появлению грибковых поражений в зависимости от половозрастных характеристик, коморбидной патологии, тяжести течения, клинической картины и видов терапии основного и сопутствующих заболеваний. Учтены результаты микробиологического исследования мокроты, бронхоальвеолярного лаважа (БАЛ), соскобов из очагов поражения в ротоглотке, мочи, крови, биопсийного и аутопсийного материала.

Критерием для постановки диагноза «Грибковой инфекция» служило комплексное обследование, включающее клиническую картину, лабораторные показатели и результаты микробиологического исследования. Диагноз верифицировался при обнаружении грибковой флоры в биоматериалах (кровь, моча, мокрота, мазок из зева) на фоне характерных клинико-инструментальных признаков поражения. Пациенты, у которых выделение грибов расценивалось как бессимптомная колонизация, в выборку не включены.

Количественные величины, имеющие нормальное распределение, оценены с помощью вычисления средних значений (М), стандартного отклонения (SD), ошибки среднего значения (m) в 95%-ных границах доверительного интервала. Анализ достоверности различий количественных данных, подчиняющихся закону нормального распределения, для независимых выборок оценивался с использованием t-критерия Стьюдента. Критический уровень достоверности нулевой статистической гипотезы принимали равным 0,05. Для сравнения независимых групп использовался U-критерий Манна — Уитни. Качественные переменные представлены в виде абсолютных значений и процентов, сравнение проводилось с использованием критерия χ² Пирсона. Анализ данных проводился с использованием программного обеспечения IBM SPSS Statistics версии 26.

Этическая экспертиза. Дизайн исследования и его документация одобрены Независимым Этическим Комитетом ФГБОУ ВО «Кубанский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Краснодар (протокол №125 от 12 сентября 2023 г.). Исследование проведено в соответствие с международными стандартами GCP.

Результаты

В основной выборке преобладали женщины (58,5%), в I группе доля женщин составляла 51,7%, во II — 65,0%, Преобладание мужчин отмечено только в подгруппе 1 пациентов с летальным исходом и грибковыми осложнениями (60,9%). Но гендерные различия были статистически недостоверны (табл. 1).

Возраст пациентов варьировался от 38 до 96 лет, средний возраст основной выборки составил 70,5±0,4 лет. Возрастная структура пациентов в зависимости от исхода заболевания и развития грибковых осложнений представлена на рисунке 1. В I группе с неблагоприятным исходом заболевания преобладали пациенты старше 80 лет, во II группе максимум пациентов находился в возрасте 60–69 лет. Пациенты с грибковыми осложнениями в группе с благоприятным исходом (подгруппа 3) были старше пациентов без грибковых осложнений (подгруппа 4) и имели средний возраст 65,9±0,62 лет (против 59,9±0,63 лет). В группе с летальным исходом средний возраст был выше, но не различался в подгруппах (подгруппы 1 и 2) в зависимости от наличия грибковых осложнений (табл. 1).

В I группе с неблагоприятным исходом закономерно преобладало крайне тяжёлое и тяжелое течение, во II группе выздоровевших болезнь имела тяжёлое и среднетяжёлое течение. Визуализация поражения лёгких с помощью КТ с большей частотой выявляла степень поражения КТ3 и КТ4 у пациентов с неблагоприятным исходом и КТ1 и КТ2 — в группе с благоприятным исходом. Связи уровня поражения лёгких, по данным КТ и присоединения грибковой флоры, в данных группах не наблюдалось (табл. 1).

Сопутствующие патологии различных видов присутствовали у всех наблюдаемых пациентов. С наибольшей частотой регистрировались патологии со стороны сердечно-сосудистой системы (77,4%), у большинства пациентов зарегистрированы гипертоническая болезнь и хроническая сердечная недостаточность. Разнообразные эндокринные патологии имели место у 54,8% пациентов общей выборки. При этом избыточная масса тела определена у 45,2%, а диагностированный диабет — только в 23,7% случаев, у 12,9% пациентов в процессе лечения регистрировалась транзиторная гипергликемия (табл. 2).

В группе с летальным исходом пациенты, имевшие грибковые осложнения, достоверно чаще страдали сердечно-сосудистыми заболеваниями (р<0,0083) и хронической патологией дыхательной системы (Р<0,0313). В группе с благоприятным исходом пациенты с выделением грибковой флоры значимо чаще имели ишемическую болезнь сердца (р<0,0185), а также в этой группе отмечались гипотиреоз (8,6%), онкологическая патология (17,1%) и ВИЧ-инфекция (2,9%).

Клиническая картина коронавирусной инфекции, обусловленной COVID-19, в начальный период заболевания выражалась в традиционных симптомах интоксикации, дыхательной недостаточности в соответствии с тяжестью течения, в редких случаях сопровождалась нарушениями вкуса (дисгевзия) и обоняния (гипосмия), (рис. 2).

Для неблагоприятного исхода заболевания были характерны рано появляющиеся симптомы нехватки воздуха (83,5% против 19,7% в группе с благоприятным исходом), одышка (84,9% против 65,5%), снижение аппетита (26,7% против 14,3%). Продуктивный кашель чаще регистрировался в группе с благоприятным исходом (30,3% против 18,7%). Нарушения обоняния (гипосмия) и дисгевзия чаще наблюдались при среднетяжёлом течении. Нарушения хемосенсорики (обоняние/вкус) могут указывать на вирусную этиологию с более благоприятным прогнозом, в отличие от бактериальных/грибковых суперинфекций.

В группе летального исхода заболевания в подгруппе 1 с грибковыми осложнениями наблюдалась парадоксально низкая частота продуктивного кашля — 8,7% против 28,6% в подгруппе 2 без грибковых осложнений — и более низкий процент сухого кашля (p<0.030). Также более характерны снижение аппетита, лихорадка свыше 39°C, свидетельствующие о выраженном системном токсическом эффекте. При этом локальные симптомы со стороны ЛОР-органов (боль в горле) регистрировались реже (17,4% против 31,4%).

В группе выздоровевших подгруппа 3 с грибковыми осложнениями также отличалась от подгруппы 4 более частым развитием симптоматики дыхательной недостаточности (чувство нехватки воздуха — 31,4% против 8,0%) при более низкой частоте сухого кашля (57,1% против 72,0%).

К универсальным симптомам, имеющим низкую прогностическую ценность из-за высокой распространённости во всех подгруппах независимо от исхода и присоединения грибковой инфекции, относятся общие признаки интоксикационного синдрома (общая слабость, недомогание), дискомфорт в грудной клетке.

При анализе температурного профиля установлено, что субфебрильная температура (37.0–37.9°C) чаще наблюдается при летальном исходе в группе Candida (+), что может свидетельствовать о случаях ареактивного течения заболевания. Высокая лихорадка >39°C не имеет чёткой связи с исходом, но несколько чаще регистрируется в группах с Candida (+), определяя пациентов с гиперреактивным ответом. Умеренная лихорадка (38.0–38.9°C) доминирует в группе выживших без выделения Candida, отражая адекватный уровень воспалительного ответа на инфекцию.

Таким образом, присоединение Candida spp. наблюдалось у пациентов с выраженными системными проявлениями (лихорадка, анорексия, дыхательная недостаточность) при невыраженных локальных респираторных и неврологических симптомах (боль в горле, нарушения обоняния/вкуса).

Пациенты поступали в стационар в среднем на 9,5±0,98-й день болезни (2–25-й дни). Средняя продолжительность лечения в стационаре составила 10,8±0,3 койко-дней.

В группе с летальным исходом обнаружение грибов происходило в среднем на 18,22±2,87 день болезни и на 5,17±0,92 день госпитализации (рис. 3). В группе больных с благоприятным исходом грибы Candida spp. выделены достоверно раньше на 6–15-й день болезни, в среднем на 13,37±0,97-й день (р<0,001) и на 1–5-й день госпитализации, в среднем на 2,60±0,17-й (р<0,01).         

В структуре грибковой флоры подавляющее большинство составили Candida albicans (96,6%%). В 3,4% случаев определены другие виды грибов: Candida krusei, Candida sphaericais, Candida parapsilosis, Candida boidinii. В 4 случаях выделены грибы рода Aspergillus spp. Спектрs выделенной грибковой флоры принципиально не различались в группах с летальным и благоприятным исходом (рис. 4). Существенные различия отмечены по локусам выделения. В I группе с летальным исходом в одном случае грибы рода Candida albicans выделены из крови, в 10 случаях получены культуры грибов Candida albicans, Candida boidinii и Aspergillus spp. из мокроты и БАЛ. В группе с благоприятным исходом грибы были выделены из ротоглотки, мочи, в одном случае — из мокроты (Aspergillus spp.). Выделение Candida spp. из мочи преобладало в группе с летальным исходом заболевания.

Определение чувствительности к антимикотикам выделенных штаммов грибов показало сохранение чувствительности к амфотерицину B и флуконазолу большинства исследованных культур. Исключение составила Candida krusei, имеющая природную резистентность к флуконазолу при сохраненной чувствительности к амфотерицину B.

При анализе частоты встречаемости другой бактериальной флоры установлено, что в I группе частота выделения условно-патогенной микробиоты из различных локусов в 3,7 раза превышает, частоту во II группе с благоприятным исходом. Так, в I группе всего выделено 78 культур различных возбудителей (против 21 культуры во II группе). Пациенты с грибковой флорой вне зависимости от исхода заболевания имели большую частоту выделения условно-патогенных микроорганизмов (рис. 5). При летальном исходе одновременное выделение грибковой и бактериальной флоры отмечено в 1,52 раза чаще, чем изолированно грибковой. В случае благоприятного исхода совместное выделение возбудителей различных групп, включая грибы, отмечено в 2,5 раза чаще, чем только Candida spp.

При анализе спектра выделенной флоры очевидно, что K. pneumoniae и A. baumannii являлись наиболее мощными микробиологическими предикторами неблагоприятного исхода и практически не встречались у выживших пациентов. Выделение E. coli и Enterococcus faecalis, относящихся к коменсалам, может отражать фоновую колонизацию, тогда как K. pneumoniae и A. baumannii — истинные патогены с высокой вирулентностью на фоне сниженной иммунореактивности. Госпитальные штаммы также представлены P. aeruginosa, который с одинаковой частотой выделялся при обоих исходах заболевания.

Выделение Candida spp. было ассоциировано с более частым присутствием Staphylococcus aureus и Stenotrophomonas maltophilia вне зависимости от исхода и с P. aeruginosa и MDR Acinetobacter при неблагоприятном исходе.

Среди патогенов, выделенных только в группе с летальным исходом: Acinetobacter pittii и Enterobacter cloacae — редкие виды, ассоциированные с летальным исходом без Candida spp. Напротив, Streptococcus pneumoniae, относящийся к внебольничной флоре, утяжелял прогноз при ко-инфекции с Candida spp. Выделение Proteus mirabilis, относящегося к уропатогенам, из мокроты может указывать на его гематогенное распространение. Эти микроорганизмы встречаются единично, но их обнаружение может указывать на специфические пути инфицирования или факторы риска.

В подгруппе с летальным исходом чаще обнаруживалось сочетание Candida spp. со смешанной условно-патогенной флорой в мокроте, БАЛ, крови. В группе с благоприятным исходом в большинстве случаев Candida spp. выделялась из ротоглотки в моноварианте (63,0%), а в 37,0% случаев обнаруживалась с другой бактериальной флорой (рис. 6).

Развитие бактериемии, безусловно, являлось наиболее мощным прогностическим маркером летального исхода и чаще регистрировалось одновременно с грибковой флорой различных локализаций. Выделение патогенной флоры из мокроты и БАЛ также значимо чаще наблюдалось одновременно с грибковыми инфекциями и при неблагоприятном прогнозе. Орофарингеальная колонизация встречается при обоих исходах и имеет низкую прогностическую специфичность.

Можно заключить, что при летальном исходе на фоне Candida (+) спектр выделенной бактериальной флоры смещается в сторону респираторных и системных локусов (мокрота, БАЛ, кровь), тогда как при Candida (-) оппортунистическая флора чаще выделяется из мочи.

Обсуждение

При анализе половозрасной структуры в исследуемых группах отмечено преобладание мужчин в подгруппе с летальным исходом и грибковыми осложнениями. Это согласуется с данными отдельных источников [22], указывающих на то, что женщины более устойчивы к тяжёлому течению COVID-19, при этом устойчивость отмечена и у мужчин-долгожителей старше 101 года, что, предположительно, объясняют связью с эпидемией испанского гриппа 1918 г. В нашем исследовании возраст долгожителей был ограничен 96 годами, при этом возрастная группа старше 80 лет была наиболее уязвимой по развитию летального исхода. Связь грибковой инфекции с возрастом старше 60 лет прослеживается при благоприятном исходе заболевания.

Высокий уровень коморбидности у пациентов с COVID-19 подтверждён многими исследованиями. Описана роль патологии сердечно-сосудистой системы [4], эндокринной системы [23], состояния печени и патологии желудочно-кишечного тракта [5], рассмотрена роль хронического стресса, приводящего к угнетению иммунной системы [24]. Перечисленные заболевания вносят свой отрицательный вклад в тяжесть течения болезни, увеличивая риск летального исхода [20].

Установлено дифференцированное влияния коморбидной патлогии на риск обнаружения грибковых инфекций. Обнаружена достоверная связь частоты грибковых осложнений с сердечно-сосудистыми заболеваниями (в большей степени ишемической болезни сердца), хронической патологией дыхательной системы, гипотиреозом, онкологической патологией и ВИЧ-инфекцией. При этом заболевания центральной нервной системы не были связаны с риском грибковых осложнений. Не оказывало достоверного влияния на присоединение грибковой патологии и состояние эндокринной системы (диабет, избыточная масса тела или дефицит массы, транзиторная гипергликемия). Не установлено значимой связи с заболеваниями печени и желчевыводящих путей.

Следует подчеркнуть, что данная закономерность характерна преимущественно для грибковой инфекции, обусловленной Candida spp., которая преобладала в нашем исследовании. В случаях инвазивной грибковой инфекции, обусловленной грибами рода Mucor spp., описана связь с диабетом как с самым частым заболеванием у пациентов с рино-орбито-церебральным мукормикозом, при коронавирусной болезни [25].

Клинические проявления коронавирусной инфекции, обусловленной COVID-19, при поступлении в стационар в рассмотренных группах отличались уровнем интоксикационноьго синдрома и неспецифическими проявлениями дыхательной недостаточности, соответствующими тяжести течения, и не позволяли достоверно прогнозировать риск развития грибковых инфекций. Грибковые осложнения были диагностированы у пациентов с выраженными системными проявлениями (лихорадка, анорексия, дыхательная недостаточность) при невыраженных локальных респираторных и неврологических симптомах (боль в горле, нарушения обоняния/вкуса).

Обращает на себя внимание тот факт, что поздняя диагностика грибковых инфекций (на 3-й неделе и позже) была ассоциирована с летальным исходом заболевания. При диагностике на 1–2-ой неделях и своевременном начале противогрибковой терапии исход заболевания был благоприятным. Поздняя диагностика характерна для инвазивных микозов (мукормикоз, аспергиллёз) [20].

Структура выделяемой в период пандемии COVID-19 грибковой флоры не имела существенных отличий в зависимости от региона и была представлена преимущественно Candida spp. [12, 21]. В нашем исследовании основным возбудителем явилась Candida albicans (96,6%%). В единичных случаях определены грибы рода Aspergillus spp.

Существенное влияние на исход заболевания оказывал локус выделения грибковой флоры. Безусловным прогнозом неблагоприятного развития болезни являлась кандидемия. Тяжёлое течение грибкового сепсиса на фоне COVID-19 описано с начала пандемии [15, 19]. Выделение грибковой флоры из бронхоальвеолярного лаважа и мокроты является грозным сигналом распространения грибковой инфекции и требует инструментального контроля состояния лёгких (КТ), исследования крови на стерильность и подключения противогрибковой терапии. Выделение грибковой флоры из ротоглотки при своевременном назначении противогрибковой терапии не ухудшали прогноз и наблюдались в том числе при благоприятном исходе. Грибковая флора сохраняла чувствительность к амфотерицину B и флуконазолу.

Выделение грибковой флоры из мочи заслуживает отдельного внимания. Показано, что у пациентов с кандидурией при COVID-19 существует более высокий риск длительной госпитализации и летальности. Классические факторы, такие как применение кортикостероидов и антибактериальных препаратов, ухудшение функции почек предрасполагают к кандидурии [26]. В нашем исследовании частота бактериурии была выше в группе с летальным исходом заболевания.

Помимо грибковой флоры, у пациентов с тяжёлым неблагоприятным течением COVID-19 регистрировалось выделение условно-патогенной микрофлоры, относящейся как внебольничным, так и типичным внутрибольничным возбудителям. Сочетание грибковой инфекции с бактериальной являлось маркером неблагоприятного исхода.

Описано влияние бактериальной флоры на течения COVID-19. Тяжесть заболевания была связана с таксономическими и функциональными различиями кишечного микробиома. Показано, что численность Actinomyces oris предсказывает смертность на уровне популяции от COVID-19 [27].

В нашем исследовании выделение Candida spp. сочеталось с обнаружением Staphylococcus aureus и Stenotrophomonas maltophilia вне зависимости от исхода и с P. aeruginosa и MDR Acinetobacter при летальном исходе. K. pneumoniae и A. baumannii служили микробиологическими предикторами неблагоприятного исхода.

Анализ значимости выделения грибковой и бактериальной флоры из различных локусов для прогнозирования тяжести течения COVID-19 установил, что развитие бактериемии, как и кандидемии, служит прогностическим маркером летального исхода и чаще регистрировалось одновременно с грибковой флорой других локализаций. Выделение бактериальной флоры из мокроты в сочетании с грибковыми инфекциями также указывает на неблагоприятный прогноз, в то время как орофарингеальная бактериальная и грибковая колонизация имеет низкую прогностическую специфичность.

Полученные данные свидетельствуют о модифицирующем влиянии грибковой инфекции на течение COVID-19.

Заключение

Результаты проведённого проспективного обсервационного исследования подтверждают значимое модифицирующее влияние грибковых инфекций на течение новой коронавирусной инфекции. Анализ полученных данных позволяет сформулировать следующие основные выводы.

Присоединение грибковой флоры утяжеляет течение COVID-19, будучи ассоциированным с неблагоприятным прогнозом, при этом ключевое значение имеют сроки диагностики и локус выделения возбудителя. Позднее выявление грибковой инфекции (на третьей неделе и позже) достоверно связано с летальным исходом, тогда как своевременная верификация на 1–2-й неделях и раннее начало противогрибковой терапии обеспечивают благоприятный исход. Неблагоприятным прогностическим признаком являлась кандидемия, а также выделение грибов из бронхоальвеолярного лаважа и мокроты, что требует незамедлительного инструментального контроля и назначения противогрибковой терапии.

Определены факторы риска развития грибковых осложнений при COVID-19. Показано, что грибковые инфекции чаще регистрируются у пациентов старше 60 лет, а наиболее уязвимыми категориями являются мужчины в возрасте старше 80 лет, а также лица с определённой коморбидной патологией: сердечно-сосудистыми заболеваниями (прежде всего ишемической болезнью сердца), хроническими болезнями дыхательной системы, гипотиреозом, онкологическими заболеваниями и ВИЧ-инфекцией.

Спектр грибковых возбудителей представлен преимущественно Candida albicans (96,6%).

Прогностическим маркером неблагоприятного исхода является сочетание грибковой и бактериальной инфекции, особенно при выделении P. aeruginosa, MDR Acinetobacter, K. pneumoniae и A. baumannii.

Таким образом, полученные данные обосновывают необходимость раннего микологического мониторинга у пациентов с COVID-19, особенно при наличии факторов риска, с целью своевременного выявления грибковых осложнений и назначения адекватной терапии, что может существенно улучшить прогноз заболевания.