En cytokinstorm representerar ett våldsamt inflammatoriskt svar som blir utom kontroll av vår kropp. Normalt är det inflammatoriska svaret på en virusinfektion till exempel självbegränsande, men hos vissa är aktiveringen av immunsystemet så stark att det kan orsaka skador på många organ och så småningom till och med döden. Nya studier har visat att cytokinstorm är en av de viktigaste dödsorsakerna hos personer som lider av COVID-19.
Innehållsförteckning:
- Cytokinstorm - vad är det?
- Cytokinstorm - mekanismen för dess bildning
- Cytokinstorm - orsaker
- Cytokinstorm - konsekvenser
- Cytokinstorm - symtom
- Cytokin storm - behandling
- Cytokine Storm - COVID-19 och andra pandemier
Cytokinstorm - vad är det?
En cytokinstorm, eller hypercytokineemia eller cytokinkaskaden, är ett överdrivet och okontrollerat svar från immunsystemet som frigör massiva mängder proinflammatoriska ämnen. Obehandlade cytokinstormar kan leda till allvarliga komplikationer som sepsis, chock, vävnadsskada och multipelt organsvikt med efterföljande död.
Cytokinstorm klassificeras inte som en sjukdomsenhet, utan som ett komplex av immunsvar som kan förekomma under olika kliniska tillstånd, t.ex. infektionssjukdomar.
Uttrycket "cytokinstorm" användes först 1993 för att beskriva effekterna av transplantat mot värdsjukdom som kan uppstå i mottagarens kropp efter organtransplantation. 2003 visades det också att en cytokinstorm kan vara relaterad till kroppens svar på infektion med virus, bakterier eller svampar.
Uttrycket "cytokinstorm" tycks användas för första gången i samband med infektion av H5N1 av fågelinfluensavirus 2005. Sedan började den användas mer och mer i den vetenskapliga litteraturen.
Cytokinstorm - mekanismen för dess bildning
Initieringen av en cytokinstorm kan till exempel inträffa under en infektion med ett influensavirus. Efter infektion kommer viruset in i epitelcellerna i övre och nedre luftvägarna genom endocytosprocessen. Då känns igen det virala genetiska materialet av det så kallade patogenrelaterade molekylära mönster (förkortat som PAMP), som i sin tur kan initiera ett immunsvar, inklusive en cytokinstorm.
Under en cytokinstorm aktiveras cellerna i immunsystemet snabbt. Snabb uppdelning av T-lymfocyter och B-lymfocyter, monocyter, makrofager, dendritceller och NK-celler och deras överproduktion av över 150 olika cytokiner.
Ett inslag i cytokinstormen är förlusten av negativ återkoppling från immunsystemet, vilket fysiologiskt hämmar överdriven produktion av proinflammatoriska cytokiner. Frisättning av cytokiner inducerar frisättning av ytterligare cytokiner, vilket initierar en ostoppbar kedjereaktion. Den kommer till ett slags självgående ond cirkel.
Cytokiner är en varierande grupp av små molekyler som huvudsakligen utsöndras av celler i immunsystemet för att kommunicera med varandra. Bland de viktigaste funktionerna hos cytokiner är kontrollen av uppdelning och differentiering av immunceller och reglering av det inflammatoriska svaret.
Cytokinerna inkluderar proteiner såsom:
- Interferoner (IFN) som spelar en viktig roll i medfödd immunitet mot virus och andra mikrober
- Interleukiner (IL) som främst reglerar differentiering och aktivering av immunceller. De kan ha proinflammatoriska (aktiverar det inflammatoriska svaret) eller antiinflammatoriska (hämmar det inflammatoriska svaret) funktioner
- Kemokiner fungerar som ämnen som "lockar" cellerna i immunsystemet och kontrollerar deras rörelse till inflammationsställen
- Kolonistimulerande faktorer (CSF) styr hematopoies, processen att producera mogna immunceller från blodstamceller
- Tumörnekrosfaktor (TNF) är kanske den mest studerade proinflammatoriska cytokinet som spelar en central roll i cytokinstormen
Cytokinstorm - orsaker
Faktorer som leder till en cytokinstorm är associerade med en mängd olika infektiösa och icke-infektiösa sjukdomar. De smittsamma ämnena inkluderar:
- grupp A streptokocker
- cytomegalovirus
- Epstein-Barr-virus
- Ebolavirus
- influensavirus
- smittkoppsvirus
- koronavirus t.ex. SARS-CoV, MERS-CoV
De icke-infektiösa faktorerna inkluderar:
- transplantat kontra värdsjukdom
- multipel skleros
- juvenil idiopatisk artrit
- inflammation i bukspottkörteln
- cancer t.ex. lymfom
- biologiska terapier t.ex. rituximab
- hemofagocytiskt syndrom
- makrofagaktiveringssyndrom
Ett av de största mysterierna kring en cytokinstorm är varför vissa människor verkar vara särskilt utsatta och andra motståndskraftiga mot utvecklingen av en cytokinstorm. Detta är förmodligen relaterat till den genetiska variabiliteten hos immunsvaret i den mänskliga befolkningen.
Cytokinstorm - konsekvenser
Cytokinstormen är en viktig dödsorsak hos patienter som är infekterade med virus som Ebola, Marburg, coronavirus och pandemisk influensa. Akut lungskada (ALI) är en vanlig följd av en cytokinstorm i virus som påverkar lungorna, såsom SARS-CoV och influensavirus.
ALI kännetecknas av ett akut inflammatoriskt svar från lungvävnad följt av en kronisk fas av lungkollagenavsättning och fibros. Med tiden kan ALI utvecklas till sin allvarligare form, akut andningsnedsyndrom (ARDS).
Lokal lunginflammation kan spridas genom cirkulationssystemet i hela kroppen och orsaka kaos i andra organ. Så småningom kan ett allvarligt kliniskt syndrom i form av sepsis observeras.
Människor med svår infektionsinducerad sepsis har karakteristiska blodcytokinprofiler som förändras över tiden. De akuta responscytokinerna är TNF, interleukin-1 och 8, som uppträder tidigt minuter eller timmar efter infektion följt av en markant ökning av interleukin-6-nivåerna. Det antiinflammatoriska interleukin-10 uppträder lite senare när kroppen försöker kontrollera det akuta systemiska inflammatoriska svaret.
Förutom lunginfektioner är cytokinstorm en konsekvens av allvarliga infektioner i mag-tarmkanalen, urinvägarna, centrala nervsystemet, hud- och ledrum.
Cytokinstorm - symtom
- feber
- Trötthet
- aptitlöshet
- smärta i muskler och leder
- illamående och kräkningar
- diarre
- blodtrycksfall
- snabb hjärtslag
- kramper
- Huvudvärk
- delirium och hallucinationer
- förveckling
- utslag
Emellertid visar laboratorietester en hög nivå av:
- kväveföreningar i blodet
- D-dimerer
- aminotransferaser
- ferritin
- CRP-proteiner
- interleukin-6
- laktatdehydrogenas
- förlängd protrombintid
- lågt antal blodplättar
Cytokin storm - behandling
För närvarande finns det ingen enda cytokinstormterapi och läkemedel som är specifikt utformade för att behandla den. Huvudmetoden vid behandling av detta syndrom är att inducera immunsuppression, dvs. minska immunsystemets respons. För detta ändamål kan läkemedel som:
- kortikosteroider
- cytokinhämmare, t.ex. tocilizumab
Cytokine Storm - COVID-19 och andra pandemier
Ackumulerande kliniska bevis tyder på att SARS-CoV-2-virusinducerad undergrupp av grav COVID-19-patienter kan uppvisa cytokinstormsyndrom.
En multicenter retrospektiv studie publicerad av Ruan et al. I vilken 150 bekräftade COVID-19-fall analyserades, fann att COVID-19-dödlighet kan bero på en virusaktiverad cytokinstorm. Hos dessa patienter observerades ökade nivåer av ferritin och interleukin-6 i blodet. Detta kan ha viktiga konsekvenser för behandlingen av sjukdomen, eftersom COVID-19-behandling för närvarande är stödjande.
Därför föreslås att patienter med svår COVID-19 ska screenas för cytokinstormar (t.ex. genom att mäta ferritin) för att identifiera en delmängd av patienter för vilka immunsuppressiv behandling skulle vara effektiv. Denna nya terapeutiska metod testas vid avdelningen för infektionssjukdomar vid det oberoende offentliga kliniska sjukhuset nr 1 i Lublin.
En cytokinstorm kan förklara dödsgraden bland ungdomar från COVID-19, eftersom en liknande situation observerades 1918 under den spanska influensapandemin. Då inträffade mer än hälften av dödsfallet hos friska försökspersoner mellan 18 och 40 år och orsakades av cytokinstormen som ledde till syndromet med akut andningsbesvär.
Å andra sidan förklarar fenomenet en cytokinstorm varför barn blir mildare av att smittas med SARS-CoV-2-viruset. Deras immunsystem är helt enkelt underutvecklat och reagerar inte så våldsamt på virusets närvaro.
Läs också:
- Hur utvecklas SARS CoV-2-coronavirusinfektion? Nya arrangemang!
- Coronavirus farligt för äldre - hur skyddar man äldre?
- Varför dödar coronavirus unga människor?
- Läkare visar hur koronavirus förstör unga människors lungor
- Dödlighet hos personer som är smittade med koronavirus
Litteratur:
- Tisoncik J. R. et al. Into the Eye of the Cytokine Storm. Microbiol Mol Biol Rev. 2012 mar; 76 (1): 16–32. - online-åtkomst
- Mehta P. et al. COVID-19: överväga cytokinstormsyndrom och immunsuppression. Lansett. 2020 28 mars; 395 (10229): 1033-1034. - online-åtkomst
- Osterholm M.T. Förbereder sig för nästa pandemi. N Engl J Med. 2005 5 maj; 352 (18): 1839-42. onlineåtkomst
- Lee D.W. et al. Aktuella begrepp i diagnos och hantering av cytokinfrisättningssyndrom. Blod. 2014 10 juli; 124 (2): 188–195. - online-åtkomst
- Behrens E.M. och Koretzky G.A. Review: Cytokine Storm Syndrome: Ser mot Precision Medicine Era. Reumatol. 2017 juni; 69 (6): 1135-1143. - online-åtkomst
- Ruan Q. et al. Kliniska prediktorer för dödlighet på grund av COVID-19 baserat på en analys av data från 150 patienter från Wuhan, Kina. Intensive Care Med 2020. - online-åtkomst
- En innovativ metod för behandling av koronavirus testad i Lublin - onlineåtkomst
Läs fler texter av denna författare
