ВЛИЯНИЕ НОВОЙ КОРОНАВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ COVID-19 НА СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ СТАТУС ПАЦИЕНТА – МОЛЕКУЛЯРНЫЕ АСПЕКТЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
ВЛИЯНИЕ НОВОЙ КОРОНАВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИИ COVID-19 НА СТОМАТОЛОГИЧЕСКИЙ СТАТУС ПАЦИЕНТА – МОЛЕКУЛЯРНЫЕ АСПЕКТЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
Аннотация
COVID-19 протекает как тяжелое гриппоподобное респираторное заболевание вирусного генеза. Потенциальными патогенными факторами SARS-CoV-2 являются четыре основных структурных белка, из которых S-белок связывается с рецепторами ангиотензинпревращающего фермента 2 человека, тем самым облегчая проникновение вируса в клетки-хозяева. По этой причине ткани и органы, клетки которых экспрессируют ангиотензинпревращающий фермент 2, становятся мишенями для SARS-CoV-2. Такими органами и тканями являются печень, почки, легкие, нервная система, слизистая оболочка верхних дыхательных путей, полости рта, а также язык и слюнные железы. Полость рта по причине непосредственного сообщения с окружающей средой является благоприятной средой для проникновения SARS-CoV-2, так как вирус воздействует на клетки-мишени напрямую. В данном обзоре литературы представлены результаты анализа зарубежных научных публикаций, посвященных клиническим проявлениям SARS-CoV-2 в полости рта.
1. Введение
Данный обзор научных публикаций был осуществлен для анализа патофизиологических процессов в полости рта, вызванных SARS-CoV-2. Существует два пути проникновения вируса в клетки организма: через мембраносвязанные пептидазы хозяина или эндоцитоз. Основной механизм проникновения инициируется связыванием шиповидного белка (S-белка) вирусной оболочки с ангиотензинпревращающим ферментом 2 (ACE2), который представляет собой металлопептидазу, скрытую в клеточной мембране. S-белок расщепляется на S1 и S2 протеазой клетки-хозяина, которая предположительно является фурином. S1 отделяется от остальной части S-белка, а S2 расщепляется мембрано-связанной сериновой протеазой 2 клетки-хозяина (TMPRSS2), с последующим проникновением в клетку. Эндосомальный путь инициируется взаимодействием S-белка SARS-CoV2 с рецептором клетки-хозяина ACE2, расположенным на клеточной мембране, с последующим эндоцитозом вируса. S-белок в данном случае расщепляется на S1 и S2 под влиянием катепсина L в эндосоме, что обеспечивает слияние вирусного капсида с эндосомальной мембраной. Данный процесс приводит к высвобождению вирусного генома. Тем не менее ACE2 и TMPRSS2 являются важнейшими факторами в процессе заражения SARS-CoV-2 .
Цель работы — изучить влияние новой коронавирусной инфекции COVID-19 на стоматологический статус пациента (молекулярные аспекты), по данным литературы.
При написании данного литературного обзора были использованы научные публикации из базы данных PubMed, посвященные воздействию новой коронавирусной инфекции COVID-19 на стоматологический статус пациента (молекулярные аспекты). Для данного исследования были проанализированы полнотекстовые статьи за последние 3 года.
2. Основные результаты
Экспрессия основных факторов проникновения SARS-CoV-2, т.е. ACE2 и TMPRSS2, была выявлена в слизистой оболочке полости рта, языке и слюнных железах . В слизистой оболочке щек и губ ACE2 обнаруживается в цитоплазме и на клеточной мембране, а TMPRSS2 на клеточной мембране . Okui T. и соавторы подтверждают иммунолокализацию ACE2 в клетках слизистой оболочки десны, а также отмечают, что уровень ACE2 в ороговевающей слизистой оболочке неба был очень низким . Эти данные указывают на то, что многочисленные участки слизистой оболочки полости рта очень восприимчивы к SARS-CoV-2, что увеличивает риск инфицирования с возможностью передачи вируса в дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт. Вирусный S-белок располагался внутри эпителиальных клеток и на поверхности их мембран. Данные исследования также выявили наличие и репликацию вируса во всех слоях слизистой оболочки. Таким образом, эти клетки могут играть роль вирусоносителей и способствовать стабильности вируса и его трансмиссивности.
Изменение вкусовых ощущений было отмечено примерно у 40% пациентов с COVID-19. Данный симптом диагностировался в период от 2 до 14 дней с момента заражения SARS-CoV-2 , . Дисгевзия была обусловлена вирусной инвазией вследствие экспрессии ACE2 и TMPRSS2 в клетках эпителия сосочков языка . Иммуногистохимическое окрашивание продемонстрировало коэкспрессию ACE2–TMPRSS2 в клеточных мембранах ороговевающих клеток плоского эпителия задней поверхности языка. Иммуногистохимический анализ также продемонстрировал локализацию ACE2 в ядре и слабую экспрессию и локализацию TMPRSS2 в цитоплазме клеток сосочков языка . Цитологическое исследование мазков с тыльной стороны языка показало, что у 71% пациентов с COVID-19 эпителиальные клетки были положительными на наличие S-белка SARS-CoV-2 .
В эпителии слюнных желез были обнаружены более высокие уровни ACE2 и TMPRSS2, чем в других эпителиальных клетках полости рта, что подтверждает предположение о том, что SARS-CoV-2 в первую очередь прикрепляется к отверстиям протоков слюнных желез, а также располагается в малых слюнных железах . Высокий уровень инвазивности SARS-CoV-2 в слюнных железах был подтвержден Zhu F. и соавторами, которые показали, что S-белки SARS-CoV-2 способны связываться в гомогенатах слюнных желез с клетками околоушной, подчелюстной и подъязычной желез человека . Huang N. и соавторы выявили реплицированный SARS-CoV-2 в ацинусах и протоках малых слюнных желез у пациентов с COVID-19. В околоушных слюнных железах также был выявлен SARS-CoV-2, но в меньшей степени . Анализ биоматериалов, полученных при вскрытии пациентов, умерших от COVID-19, показал наличие РНК SARS-CoV-2 в 60% образцов подчелюстной и околоушной желез .
Местный воспалительный процесс в полости рта может играть роль в процессе проникновения SARS-CoV-2. Исследования in vitro показали, что воздействие интерлейкина-1β (IL1β), фактора некроза опухоли-α (TNFα), и простагландина Е2 (PGE2) на фибробласты, расположенные в деснах человека, приводило к значительному повышению уровня ACE2 и TMPRSS2. . Marouf, N. и соавторы сообщили о том, что наличие пародонтита у пациента было связано с более высоким риском госпитализации в отделение интенсивной терапии, необходимостью искусственной вентиляции легких и смертью у пациентов с COVID-19 .
Другим фактором, присутствующим в слюне и оказывающим влияние на степень заражения SARS-CoV-2, является IgA, который частично подавляет связывание S-белка SARS-CoV-2 с рецепторами ACE2. Снижение уровня IgA у пожилых людей способствует более высокому риску заболеваемости COVID-19 у этой группы населения . Данное предположение подтверждается клиническими данными о более легком (и часто бессимптомном) течении COVID-19 у детей и подростков , . Антитела IgA против SARS-CoV-2, которые представляют собой ранний специфический гуморальный ответ, сохраняются в слюне в течение 49-73 дней после появления симптомов . Эти антитела можно рассматривать как специфический защитный механизм и использовать в качестве диагностического параметра.
Аэрозольные частицы отделяемого из носа, полости рта и дыхательных путей, представляют собой один из основных путей передачи SARS-CoV-2 , наибольшее значение из которых имеет слюна. Концентрация SARS-CoV-2 РНК в ротовой жидкости колеблется от 9,9×102 до 7,1×1010 копий/мл, достигая максимума в первую неделю появления симптомов и снижаясь по мере выздоровления. Слюна людей с бессимптомным течением COVID-19, содержащая РНК SARS-CoV-2, помимо репликации вируса способна вызывать цитопатический эффект, типичный для коронавирусной инфекции , , таким образом слюна этих пациентов является источником воздушно-капельной передачи SARS-CoV-2. Слюна пациентов с бессимптомным течением COVID-19 может очищаться от SARS-CoV-2 в период от 0,5 до 3,5 недель (от первого теста до отрицательного), а у лиц с клиническими проявлениями – примерно на 1 неделю больше даже при условии исчезновения SARS-CoV-2 из носоглотки .
Так как ткани полости рта могут быть входными воротами для вируса, то поражения полости рта станут первыми проявлениями COVID-19. Таким образом, практикующие стоматологи играют важную роль в диагностике COVID-19 в инкубационном и продромальном периодах . Одним из основных симптомов COVID-19 в полости рта является потеря вкуса, о которой сообщают примерно 40% пациентов . Экспрессия ACE2 и TMPRSS2 была определена во вкусовых клетках грибовидных сосочков . Репликация SARS-CoV-2 была выявлена с помощью гибридизация in situ в клетках II типа (которые содержат связанные с G-белком вкусовые рецепторы для горького, сладкого и умами). Средняя продолжительность восстановления вкуса у большинства пациентов колеблется от 4 до 17 дней. Часто встречающейся нозологией при COVID-19 является хронический сиаладенит, что в свою очередь приводит к дисфункции слюнных желез и ксеростомии . Нарушение функции иммунной системы при COVID-19 может способствовать размножению патогенных микроорганизмов в пародонтальных карманах, например, таких как Prevotella intermedia, стрептококки и фузобактерии, способствуя развитию острых заболеваний пародонта , .
Наличие частиц вируса SARS-CoV-2 в слюне позволяет рассматривать ее как ценный диагностический материал. По сравнению с мазками из носоглотки (стандарт диагностики SARS-CoV-2) обнаружение SARS-CoV-2 методом ПЦР в слюне продемонстрировало 96,1% соответствия мазкам из носоглотки с чувствительностью обнаружения 95,7% и специфичностью 97,62% .
Измерение уровня IgA-антител против SARS-CoV-2 также может быть использовано в процессе диагностики, так как повышение данного показателя представляет собой раннюю специфическую гуморальную реакцию (обнаруживаемую через 2 дня после появления симптомов). Эти антитела сохраняются в слюне в течение 49-73 дней после появления симптомов . В слюне обнаруживаются устойчивые антитела IgG против SARS-CoV-2 также и у пациентов с бессимптомным течением COVID-19 . Системные антитела IgG могут сохраняться у пациентов с COVID-19 по крайней мере в течение 12 месяцев после появления симптомов . Помимо этого, амилаза, содержащаяся в слюне, выделяется в периферическую кровь после цитолиза серозных ацинарных клеток, вызванного SARS-CoV-2. Таким образом, измерение этого показателя может быть использовано для определения степени повреждения слюнных желез .
Некоторые исследования показали, что применение антисептиков для полости рта может способствовать элиминации SARS-CoV-2 из полости рта. Тремя наиболее рекомендуемыми антисептиками против SARS-CoV-2 являются повидон-йод, перекись водорода и хлорид цетилпиридиния. Эти вещества снижали вирусную нагрузку в слюне на срок до 2-3 часов после полоскания рта у 50% пациентов с COVID-19 . Основные ингредиенты зубных паст и жидкостей для полоскания рта также могут влиять на взаимодействие S-белка с ACE2 и на активность TMPRSS2 . Следовательно, гигиена полости рта с помощью, например, зубных паст и жидкостей для полоскания рта, может помочь предотвратить заражение SARS-CoV-2 или сыграть определенную роль в развитии осложнений COVID-19 и течении заболевания. Таким образом, адекватная гигиена полости рта может сократить попадание патогенных микроорганизмов из полости рта в легкие, а также уменьшить вирусную нагрузку, снижая риск респираторных инфекций и поствирусных бактериальных осложнений.
3. Заключение
Все вышеперечисленные данные демонстрируют, что различные структуры полости рта (такие, как ороговевающий и неороговевающий эпителий слизистой оболочки полости рта, а также эпителий слюнных желез) включают в себя протеины, обеспечивающие проникновение и передачу SARS-CoV-2, такие, как ACE2 и TMPRSS2, которые считаются основными. Заражение клеток, содержащих указанные протеины, было подтверждено клиническими наблюдениями и исследованиями клеточных культур. Заражение SARS-CoV-2 различными подмножествами клеток в полости рта может объяснить некоторые клинические особенности заболевания, но для установления патофизиологической роли вируса необходимы дополнительные исследования. Слюнная жидкость, как клеточная, так и бесклеточная фракции, содержит обнаруживаемые количества частиц SARS-CoV-2, которые, находясь в каплях слюны, обуславливают воздушно-пылевой (аэрозольный) путь передачи другим людям и потенциально влияют на распространение вируса по дыхательным путям и желудочно-кишечному тракту. Предварительные клинические наблюдения свидетельствуют о том, что снижение вирусной нагрузки в полости рта может оказать благоприятное воздействие на клиническое течение COVID-19.