В ходе выполнения НИР было выделено три основных направления исследования: 1) Изучение факторов риска цитокинового шторма; 2) Изучение генома коронавируса COVID-19; 3) Исследование генома и экзома пациентов с различной степенью тяжести COVID-19.
В ходе исследования были получены следующие результаты:
1) Изучение факторов риска цитокинового шторма
По данному пункту были получены следующие результаты:
К основным факторам риска развития цитокинового шторма у больных COVID-19 относятся мужской пол, возраст старше 40 лет, положительный тест на РНК SARS-CoV-2, лимфопения, уровни ЛДГ, D-димера, ферритина и IL-6, динамика индекса по шкале NEWS. Лабораторными критериями для диагностики и динамического контроля за течением цитокинового шторма являются абсолютное количество лимфоцитов, уровни ЛДГ, СРБ, ферритина, D-димера и IL-6. Разработанная прогностическая шкала позволяет выделить группу пациентов с высоким риском развития ЦШ для раннего назначения противовоспалительной терапии;
2) Изучение генома коронавируса COVID-19
По данному пункту были получены следующие результаты:
а) В нашем исследовании образцы пациентов из Санкт-Петербурга были инфицированы 14 линиями SARS-CoV-2, из которых 5 имели российское происхождение. Выявлено, что мутации в линиях SARS-CoV-2 не российского генеза ассоциированы c повышенным риском летального исхода в группе российских пациентов.
б) Количество SNP в S-белке в образцах пациентов с третьей степенью тяжести было выше (p<0,001), чем число SNP в образцах пациентов со второй степенью тяжести COVID-19 инфекции.
в) Сравнительный анализ частот для каждого SNP в группах образцов пациентов с риском летального исхода позволил сгруппировать SNP в 3 кластера: I) ассоциированные с тяжестью COVID-19 инфекции и риском летального исхода (OR>1), локализованные в 5'-концевой cap-области и генах, кодирующих Nsp1, Nsp2, Nsp3, Nsp4 белки, PНК-зависимую-РНК-полимеразу (Nsp12), геликазу (Nsp13), S, Orf3a белки и 3'-концевую poly-A-последовательность. II) нейтральные SNP (OR=1), локализованные в генах, кодирующих Nsp3 и N-белки. III) потенциально протекторные SNP (OR<1), локализованнные в генах, кодирующих Nsp2, Nsp3, Nsp7 белки, эндонуклеазу (Nsp14), эндоРНКазу (Nsp15), S- и N-белки;
3) Исследование генома и экзома пациентов с различной степенью тяжести COVID-19
По данному пункту были получены следующие результаты:
С учетом невысокой степени достоверности обнаруженных маркеров, мы также решили валидировать полученные результаты при помощи методов машинного обучения. Так, если идентифицированные варианты действительно влияют на уровни исследуемых лабораторных показателей, совокупность генотипов по отобранным позициям должна быть информативной для предсказания тяжести течения заболевания и/или его исхода. Для проверки этой гипотезы мы построили модель на основе логистической линейной регрессии для предсказания летального исхода и цитиокинового шторма на основе генотипов по идентифицированным маркерам. В соответствии с нашими ожиданиями, обе модели демонстрировали ненулевую предсказательную эффективность для оценки риска как смерти (средний ROC/AUC при 3-кратной кросс-валидации = 0.56), так и цитокинового шторма (средний ROC/AUC = 0.60). Интересно, что при сравнении с результатами проекта COVID-19HG мы обнаружили, что из 9 идентифицированных варианта 2 преодолевают порог номинальной статистической значимости при анализе ассоциации с наличием заболевания, а 1 из маркеров (rs33985936) преодолевал порог статистической значимости ассоциации с учетом поправки на множественные сравнения. Этот результат дополнительно подтверждает потенциальную релевантность найденных генетических маркеров