Annals of Clinical and Experimental NeurologyAnnals of Clinical and Experimental NeurologyАнналы клинической и экспериментальной неврологии2075-54732409-2533Eco-Vector85410.54101/ACEN.2022.3.2Original articlesОригинальные статьиResearch ArticleInflammation and endothelial toxicity: pathogenetic aspects of central nervous system damage due to novel coronavirus diseaseВоспаление и эндотелиотоксичность: патогенетические грани поражения центральной нервной системы при новой коронавирусной инфекцииhttps://orcid.org/0000-0003-3412-0038ProkhorovaMaria V.ПрохороваМария Викторовна
Russian Federation

neurologist, junior researcher, Department of acute cerebrovascular pathology

врач-невролог, м.н.с. отдела острой цереброваскулярной патологии

airty@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7648-4388YakovlevAleksandr I.ЯковлевАлександр Игоревич
Russian Federation

neurologist, Department of acute cerebrovascular pathology

врач-невролог отдела острой цереброваскулярной патологии

yakovlevai92@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7192-0961VoznyukIgor A.ВознюкИгорь Алексеевич
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Professor, Deputy director for science, professor, Department of nervous diseases named after M.I. Astvatsaturov, professor, Department of nervous diseases

д.м.н., профессор, зам. директора по научной работе, профессор каф. нервных болезней им. М.И. Аствацатурова, профессор каф. нервных болезней

voznjouk@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-1395-6234MorozovaElena M.МорозоваЕлена Михайловна
Russian Federation

neurologist, researcher, Department of acute cerebrovascular pathology

врач-невролог, н.с. отдела острой цереброваскулярной патологии

novaj44@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-8184-6283GogolevaEkaterina A.ГоголеваЕкатерина Александровна
Russian Federation

Cand. Sci. (Med.), Head, Department of neurology No. 2 for patients with acute cerebrovascular accident, researcher, Department of acute cerebrovascular pathology

к.м.н., зав. отд. неврологии № 2 для пациентов с острым нарушением мозгового кровообращения, н.с. отдела острой цереброваскулярной патологии

katygog@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9492-4516PivovarovaLyudmila P.ПивовароваЛюдмила Павловна
Russian Federation

D. Sci. (Med.), Head, Department of laboratory diagnostics

д.м.н., рук. отдела лабораторной диагностики

tshumakova@rambler.ruSt. Petersburg I.I. Dzhanelidze Research Institute of Emergency CareГБУ СПб «Научно-исследовательский институт скорой помощи имени И.И. Джанелидзе»S.M. Kirov Military Medical AcademyФГБВОУ ВО «Военно-медицинская академия имени С.М. Кирова»Pavlov First Saint Petersburg State Medical UniversityФГБОУ ВО «Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени И.П. Павлова»1010202216315241006202225072022Copyright ©; 2022, Prokhorova M.V., Yakovlev A.I., Voznyuk I.A., Morozova E.M., Gogoleva E.A., Pivovarova L.P.Copyright ©; 2022, Прохорова М.В., Яковлев А.И., Вознюк И.А., Морозова Е.М., Гоголева Е.А., Пивоварова Л.П.2022Prokhorova M.V., Yakovlev A.I., Voznyuk I.A., Morozova E.M., Gogoleva E.A., Pivovarova L.P.Прохорова М.В., Яковлев А.И., Вознюк И.А., Морозова Е.М., Гоголева Е.А., Пивоварова Л.П.https://creativecommons.org/licenses/by/4.0https://annaly-nevrologii.com/pathID/article/view/854

Introduction. There are inconsistent data on the incidence of stroke in patients with COVID-19, including acute cerebrovascular accidents in younger people without obligate risk factors, as well as the risk of SARS-CoV-2 infection in patients with acute stroke.

The aim of the study was to evaluate the features of concomitant stroke and COVID-19, and the role of inflammation and endothelial toxicity in cerebral damage.

Materials and methods. The study included 1,524 patients admitted to vascular clinics across St. Petersburg in 2020–2021, including 1,068 people with confirmed COVID-19 infection and 551 death cases. The patients were divided into four groups depending on disease severity, for clinical and laboratory data analysis.

Results. There were marked changes in the laboratory markers of inflammation, haemostasis, fibrinolysis, cytolysis, iron metabolism, cerebral ischaemia, proteolysis, immunodeficiency (lymphocytopenia, monocytopenia, elevated white blood cell count, elevated levels of C-reactive protein, fibrinogen, D-dimer, creatine kinase, ferritin and neutrophil elastase), with statistically significant differences when compared with patients without COVID-19. Changes in inflammatory markers in the first 24–72 hours provided the most information. A multifold increase (escalation) in the marker values was always correlated with an imminent adverse outcome and was usually accompanied by subsequent laboratory confirmation of COVID-19 infection or specific signs of viral pneumonia.

Conclusion. COVID-19 should be considered an independent risk factor for acute stroke, while the virus-induced thrombosis, manifesting in an escalation in inflammatory factors and products of endothelial damage, should be considered a pathogenetic link leading to cerebral tissue damage.

Введение. Данные о частоте развития инсультов у пациентов с COVID-19, в том числе о случаях острого нарушения мозгового кровообращения у лиц молодого возраста, не имеющих облигатных факторов риска, а также о риске заражения SARS-CoV-2 пациентов в остром периоде инсульта противоречивые.

Цель исследования — оценить особенности течения инсульта в сочетании с COVID-19 и роль воспаления и эндотелиотоксичности в патогенезе церебрального поражения.

Материалы и методы. В исследование включены 1524 пациента, находившихся на стационарном лечении в сети сосудистых центров г. Санкт-Петербурга в 2020–2021 гг., в том числе 1068 человек с подтверждённой COVID-19, 551 случаев с летальным исходом. Для анализа клинико-лабораторных данных пациенты были разделены на 4 группы в зависимости от тяжести течения заболевания.

Результаты. Выявлены выраженные изменения лабораторных показателей активации системы воспаления, гемостаза, фибринолиза, цитолиза, обмена железа, ишемии мозга, протеолиза, иммунной недостаточности (лимфоцитопения, моноцитопения, увеличение содержания в крови лейкоцитов, концентрации С-реактивного белка, фибриногена, D-димера, креатинкиназы, ферритина, эластазы нейтрофильных гранулоцитов), которые достоверно отличались от таковых у пациентов без COVID-19. Наиболее информативной была динамика изменений маркеров воспаления в первые 24–72 ч. Многократное увеличение (эскалация) значений всегда коррелировало с ближайшим неблагоприятным исходом и, как правило, сопутствовало последующему лабораторному подтверждению COVID-19 или появлению специфичных признаков вирусной пневмонии.

Заключение. COVID-19 следует рассматривать как самостоятельный фактор риска развития острого нарушения мозгового кровообращения, а вирус-индуцированный тромбоваскулярный процесс, проявляющийся эскалацией воспалительных факторов и продуктов повреждения эндотелия, должен расцениваться как патогенетическое звено, обусловливающее повреждение вещества головного мозга.

acute cerebrovascular accidentstrokenovel coronavirus infectionCOVID-19laboratory predictorsострое нарушение мозгового кровообращенияинсультновая коронавирусная инфекцияCOVID-19лабораторные предикторыMao L., Jin H., Wang M. et al. Neurologic manifestations of hospitalized patients with Coronavirus Disease 2019 in Wuhan, China. JAMA Neurol. 2020; 77(6): 683–690. DOI: 10.1001/jamaneurol.2020.1127Qureshi A.I., Abd-Allah F., Al-Senani F. et al. Management of acute ischemic stroke in patients with COVID-19 infection: report of an international panel. Int. J. Stroke. 2020; 15(5): 540–554. DOI: 10.1177/1747493020923234 [published correction appears in: Int. J. Stroke. 2020:1747493020935396.]Smeeth L., Thomas S.L., Hall A.J. et al. Risk of myocardial infarction and stroke after acute infection or vaccination. N. Engl. J. Med. 2004; 351(25): 2611–2618. DOI: 10.1056/NEJMoa041747Warren-Gash C., Blackburn R., Whitaker H. et al. Laboratory-confirmed respiratory infections as triggers for acute myocardial infarction and stroke: a self-controlled case series analysis of national linked datasets from Scotland. Eur. Respir. J. 2018; 51(3): 1701794. DOI: 10.1183/13993003.01794-2017Logroscino G., Beghi E. Stroke epidemiology and COVID-19 pandemic. Curr. Opin. Neurol. 2021; 34(1): 3–10. DOI: 10.1097/WCO.0000000000000879Tang N., Bai H., Chen X. et al. Anticoagulant treatment is associated with decreased mortality in severe coronavirus disease 2019 patients with coagulopathy. J. Thromb. Haemost. 2020; 18(5): 1094–1099. DOI: 10.1111/jth.14817Iba T., Levy J.H., Warkentin T.E. et al. Diagnosis and management of sepsis-induced coagulopathy and disseminated intravascular coagulation. J. Thromb. Haemost. 2019; 17(11): 1989–1994. DOI: 10.1111/jth.14578Belani P., Schefflein J., Kihira S. et al. COVID-19 is an independent risk factor for acute ischemic stroke. AJNR Am. J. Neuroradiol. 2020; 41(8): 1361–1364. DOI: 10.3174/ajnr.A6650Avula A., Nalleballe K., Narula N. et al. COVID-19 presenting as stroke. Brain Behav. Immun. 2020; 87: 115–119. DOI: 10.1016/j.bbi.2020.04.077Oxley T.J., Mocco J., Majidi S. et al. Large-vessel stroke as a presenting feature of COVID-19 in the young. N. Engl. J. Med. 2020; 382(20): e60. DOI: 10.1056/NEJMc2009787Nannoni S., de Groot R., Bell S., Markus H.S. Stroke in COVID-19: a systematic review and meta-analysis. Int. J. Stroke. 2021; 16(2): 137–149. DOI: 10.1177/1747493020972922Ameriso S.F., Wong V.L., Quismorio F.P. Jr., Fisher M. Immunohematologic characteristics of infection-associated cerebral infarction. Stroke. 1991; 22(8): 1004–1009. DOI: 10.1161/01.str.22.8.1004Muhammad S., Haasbach E., Kotchourko M. et al. Influenza virus infection aggravates stroke outcome. Stroke. 2011; 42(3): 783–791. DOI: 10.1161/STROKEAHA.110.596783Танашян М.М., Кузнецова П.И., Раскуражев А.А. Неврологические аспекты COVID-19. Анналы клинической и экспериментальной неврологии. 2020; 14(2): 62–69. Tanashyan M.M., Kuznetsova P.L., Raskurazhev A.A. Neurological aspects of COVID-19. Annals of clinical and experimental neurology. 2020; 14(2): 62–69. (In Russ.) DOI: 10.25692/ACEN.2020.2.8Valderrama E.V., Humbert K., Lord A. et al. Severe acute respiratory syndrome Coronavirus 2 infection and ischemic stroke. Stroke. 2020; 51(7): e124–e127. DOI: 10.1161/STROKEAHA.120.030153Ranucci M., Ballotta A., Di Dedda U. et al. The procoagulant pattern of patients with COVID-19 acute respiratory distress syndrome. J. Thromb. Haemost. 2020; 18(7): 1747–1751. DOI: 10.1111/jth.14854Iba T., Levy J.H., Wada H. et al. Differential diagnoses for sepsis-induced disseminated intravascular coagulation: communication from the SSC of the ISTH. J. Thromb. Haemost. 2019; 17(2): 415–419. DOI: 10.1111/jth.14354Connors J.M., Levy J.H. COVID-19 and its implications for thrombosis and anticoagulation. Blood. 2020; 135(23): 2033±2040. DOI: 10.1182/blood.2020006000Tang N., Li D., Wang X., Sun Z. Abnormal coagulation parameters are associated with poor prognosis in patients with novel coronavirus pneumonia. J. Thromb. Haemost. 2020; 18(4): 844–847. DOI: 10.1111/jth.14768