COVID-19-Infektion und die Nieren: Die Lektion lernen

edmund.chen@wecistanche.com

ABSTRAKT

Die Pandemie des neuartigen Coronavirus 2019 hat sich zu einer globalen Gesundheitskrise entwickelt. In einem Versuch zu entschlüsseln, wieNierenvon einer COVID-19-Infektion betroffen sind, konzentriert sich diese Übersicht auf pathogene und klinische Zusammenhänge zwischen einer COVID-19-Infektion und derNieren. Ziel sind SARS-CoV-2-infizierte PatientenNierenerkrankung, Nierentropismus, neben anderen Multiorgankomplikationen. COVID-19 im ZusammenhangNiereAffektion wird nicht nur bei infizierten chronischen berichtetNierenerkrankung Patienten, sondern auch bei Patienten ohne VorgeschichteNierenerkrankung.Während Nephrologen versuchen, mit den sich schnell entwickelnden, manchmal voreiligen Berichten über Nierenerkrankungen bei COVID-19 Schritt zu halten,Nierenweiterhin schädlich beeinträchtigt werden, insbesondere in der Intensivpflege. Diese Übersicht zielt darauf ab, die Beteiligung der Nieren an COVID-19 inmitten dieser beispiellosen Flut wissenschaftlicher Daten kurz darzustellen. Basierend auf dem gewonnenen Wissen und Fachwissen ist es ratsam, präventive, diagnostische und therapeutische Strategien zu entwickeln und regelmäßig zu aktualisieren, um die klinischen Ergebnisse zu verbessern und die Sterblichkeit zu reduzieren.

Einführung

COVID-19 ist eine neu auftretende menschliche Infektionskrankheit, die den Beginn des dritten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts markierte. Das neuartige Coronavirus, das COVID-19 verursacht, wird als schweres akutes respiratorisches Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) bezeichnet. Es wurde erstmals in der Stadt Wuhan, China, gemeldet und breitete sich schnell im ganzen Land aus und verursachte eine Epidemie . COVID-19 betraf die meisten Länder auf der ganzen Welt und wurde in allen Altersgruppen, einschließlich Kindern, gemeldet [1]. Am 11. März 2020 erklärte die WHO COVID-19 zu einer Pandemie, die später von der WHO am 23. März als "beschleunigende Pandemie" beschrieben wurde, als 350 Fälle überstiegen wurden000. Bis heute steigen die weltweiten Fälle auf über 116 Millionen und die Todesfälle auf über 2,5 Millionen [2]. Coronaviren (CoV) sind tierische und menschliche Krankheitserreger, die tödliche zoonotische Infektionen verursachen können. CoV besitzt eine charakteristische Morphologie mit kronenartigen Stacheln auf ihrer Oberfläche, daher der Name "Corona". Im Jahr 2003 erlangte CoV als bedeutende Ursache für schwere Erkrankungen der unteren Atemwege erhebliche Aufmerksamkeit. Seit 2003 ist SARS-CoV-2 das dritte Auftreten einer CoV-Infektion mit schwerer Erkrankung der unteren Atemwege nach dem Coronavirus mit schwerem akutem respiratorischem Syndrom (SARS-CoV) im Jahr 2003 und dem Coronavirus mit respiratorischem Syndrom im Nahen Osten (MERS-CoV) im Jahr 2012 [3–5]. Die COVID-19-Pandemie hat jeden tiefgreifend getroffen, doch ihre Auswirkungen auf die Patienten entfalten sich weiterhin. Bis heute befindet sich das Verständnis seiner Epidemiologie, Pathogenese und klinischen Manifestationen noch in der Entwicklung. Wissenschaftler und Forscher auf der ganzen Welt untersuchen die Krankheit ausgiebig, um das derzeit begrenzte wissenschaftliche Wissen über dieses neuartige Virus zu erweitern. Obwohl COVID-19 hauptsächlich die Lunge betrifft, die sich als akute Atemwegserkrankung manifestiert, wurde über eine Beteiligung anderer Organe berichtet, einschließlichNiere,Magen-Darm-Trakt, Leber, Herz und zentrales Nervensystem. Daher hat die neuartige Coronavirus-Pandemie 2019 zu einer beispiellosen Alarmbereitschaft in fast allen Disziplinen des Gesundheitswesens, einschließlich der Nephrologie, geführt [6–8].

Schlüsselwörter:SARS-CoV-2, Pathogenese; Akute Nierenschädigung; Dialyse; Transplantation; Diagnose

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Pathogenese

SARS-CoV-2 hat eine identische Begrenzungsstruktur wie SARS-CoV-1, daher ähnelt die COVID-19-Pathogenese weitgehend der von SARS-CoV-1. Das auf der Virushülle exprimierte Spike-Glykoprotein von SARS-CoV-2 bindet das Angiotensin-Converting-Enzym 2 (ACE2) mit einer etwa 10-fach höheren Affinität als SARS-CoV1. Es ist bekannt, dass ACE2 reichlich auf Zellen des Atemwegsepithels mit mehreren Flimmerhärchen exprimiert wird, die vorzugsweise von SARS-CoV-2 infiziert werden. Nach der Bindung dringt SARS-CoV-2 in Wirtszellen ein, wo es auf die angeborene Immunantwort trifft. Es infiziert den neuen Wirt, indem es seine angeborene Immunsignalisierung hemmt oder sich ihr entzieht. Dennoch ist noch weitgehend unklar, wie SARS-CoV-2 es schafft, sich der Immunantwort zu entziehen und die Pathogenese voranzutreiben [9]. SARS-CoV-2 schädigt die auskleidenden Epithelzellen der Atemwege, was zu zytopathischen Effekten und Zilienfunktionsstörungen führt [10]. Ein Zytokinsturm führt zu einer Hyperinflammation mit einer schweren Entzündungskaskade, die zunächst auf Makrophagen, Lymphozyten und Pneumozyten abzielt. Wenn SARS-CoV-2 in die Zelle eindringt, übernimmt es die Kontrolle über die endogene Transkriptionsmaschinerie der Alveolarzellen, um sich zu replizieren und im gesamten Lungengewebe zu verbreiten [8,11]. Wenn die meisten Flimmerzellen in den Alveolen infiziert sind, hören sie auf, ihre normale Funktion zur Reinigung der Atemwege zu erfüllen, mit fortschreitender Ansammlung von Trümmern und Flüssigkeiten in der Lunge und akutem Atemnotsyndrom (ARDS) [12]. Eine übermäßige Freisetzung von Plasminogenaktivatoren aufgrund einer entzündungsinduzierten Endothelzellschädigung könnte die hohen Konzentrationen von D-Dimer- und Fibrinabbauprodukten bei Patienten mit schwerem COVID erklären -19 [13]. Obduktionsberichte bestätigen eine erhöhte Gerinnung und disseminierte intravasale Gerinnung mit mikrovaskulärer Thrombose und Lungeninfarkt [14]. Es wurde vermutet, dass eine lokale Beeinträchtigung des feinen Gleichgewichts zwischen Wirtskoagulation und fibrinolytischem Weg innerhalb der Alveolarräume vermutlich die Ursache ist, die durch die Vasokonstriktion und die reduzierte Durchblutung, die durch die tiefe Hypoxämie in den Lungenkapillaren induziert wird, signifikant verstärkt wird [13] In Bei einigen COVID-19-Patienten wurde eine Mikroangiopathie in anderen Organen bestätigt, die zu Milzinfarkt, Niereninfarkt und Myokardschädigung führte, möglicherweise aufgrund von Myokarditis und Mikroangiopathie [15].

Pathogenese der NierenschädigungObwohl über eine Nierenbeteiligung bei einer COVID-19-Infektion berichtet wurde, ist das Spektrum vonNierenverletzungentwickelt und erweitert sich ständig. WieNierenan COVID beteiligt sind-19, ist noch unklar, es wurde jedoch das Zusammenspiel der folgenden Mechanismen postuliert:

1) Direkte Zellschädigung mit verheerender Stoffwechselveränderung und Aktivierung katabolischer Stoffwechselwege, die zu einer schweren und unkontrollierbaren Elektrolytstörung führt [16]. ACE2, das auf tubulären Nierenzellen und Podozyten exprimiert wird, wurde als Bindungspartner für eine SARS-CoV-2-Infektion identifiziert. Daher kann die COVID-19-vermittelte Angiotensin-II-Akkumulation eine unausgeglichene RAAS-Aktivierung fördern, was zu Entzündungen, Fibrose und Vasokonstriktion führt [17]. Virale RNA wurde zuvor in identifiziertNiereGewebe und Urin bei SARS-CoV-Infektion [18]. Darüber hinaus aktuelle Berichte über die Isolierung von SARS-CoV-2 aus der Urinprobe eines infizierten Patienten; und immunhistochemische Identifizierung von angesammeltem SARS-CoV-2-Nukleokapsid-Antigen inNieretubuläre Zellen, machen dieNiereals mögliches Ziel dieses neuartigen Coronavirus [19,20]. Jüngste RNA-Sequenzierungsdaten aus menschlichem Gewebe demonstriertNiereAnreicherung mit ACE2, Transmembran-Serinprotease 2 (TMPRSS2) und Cathepsin L (CTSL)-Genen, die eine SARSCoV-2-Infektion erleichtern, wodurch dieNiereein besonderes Ziel für SARS-CoV-2-assoziiertNierenverletzung [21,22].

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2) Entzündungs- und Immunüberreaktionen sind durch eine verstärkte Freisetzung zirkulierender Mediatoren gekennzeichnet. Kritisch kranke Patienten haben signifikant höhere Plasmaspiegel von TNF; IFN- -induziertes Protein 10 (IP10); Makrophagen-Entzündungsproteine ​​1A (MIP1A); Granulozyten-Kolonie-stimulierender Faktor (GCSF) und Monozyten-Chemoattractant-Protein-1 (MCP1), was auf die wahrscheinliche Rolle eines stark entzündungsfördernden Zustands und eines Zytokinsturms für das Fortschreiten und die Schwere der Krankheit hindeutet [8]. Die hohen Konzentrationen zirkulierender schädlicher Mediatoren scheinen zu interagierenNiere-residente Zellen, die zu endothelialer Dysfunktion, mikrozirkulatorischer Störung und tubulärer Verletzung führen [23].

3) Eine schwere COVID-19-Infektion führt zu einem prokoagulanten Zustand mit offensichtlichen vaskulären Folgen einer durch SARS-CoV-2 induzierten Koagulopathie wie mikrovaskuläre Thrombose, akute tubuläre und kortikale Nekrose mit nachfolgender fibrinoide Nekrose und glomerulärer Ischämie und irreversibelNiereSchädigung [24] SARS-CoV-2-Infektion erleichtert die Induktion von Endothelinen in mehreren Organen als direkte Folge der viralen Beteiligung und der Entzündungsreaktion des Wirts [25]. Dies liefert eine Begründung für Therapien zur Stabilisierung des Endothels bei gleichzeitiger Bekämpfung der viralen Replikation, insbesondere bei Patienten mit vorbestehender endothelialer Dysfunktion wie Diabetes, Bluthochdruck und Fettleibigkeit [26].

4) Bei kritisch kranken Patienten mit längerem Aufenthalt auf der Intensivstation tragen andere Faktoren dazu beiNierenverletzungeinschließlich hämodynamischer Instabilität, nephrotoxischer Medikamente, mechanischer Beatmung und Sepsis. Septische AKI bei solchen Patienten wirken synergistisch mit anderen Mechanismen vonNierenschäden[27].

Lungen-Nieren-ÜbersprechenEntzündungs- und Immunüberreaktion mit Zytokin-Überproduktion ist in der Lunge beteiligt –Nierebidirektionaler Schaden und spielt eine entscheidende Rolle beim Fortschreiten der Krankheit . Dennoch muss der Mechanismus der IL-6-Schädigung von Lungenepithel- und Endothelzellen noch aufgeklärt werden. Außerdem kann ARDS zu einer Nierenmarkshypoxie führen, die eine noch stärkere Schädigung der tubulären Zellen hervorruft [27]. Das Zusammenspiel dieser Mechanismen hat beträchtliche therapeutische Implikationen, einschließlich der extrakorporalen Entfernung von entzündlichen Zytokinen.

Klinische Folgen von COVID-19 auf die Nieren

NiereBeteiligung ist eine der Hauptkomplikationen einer COVID-19-Infektion und ein signifikanter Risikofaktor für den Tod. Auswirkungen von COVID-19 auf Gesunde und KrankeNierenentfaltet sich weiter.

Akute Nierenschädigung (AKI)Die Daten zu AKI bei COVID-19 nehmen mit der variablen Inzidenz dieser schweren Komplikation zu. Angesichts des beschleunigten Tempos der Pandemie erscheint dies verständlich, insbesondere angesichts der überwältigenden Auswirkungen der Beteiligung der unteren Atemwege und des Atemversagens. AKI ist eine häufig berichtete Komplikation von COVID-19, die mit erhöhter Morbidität und Mortalität in Verbindung gebracht wurde. Kürzlich wurde SARS-CoV-2-RNA in der nachgewiesenNierenvon 23 (72 Prozent) von 32 Patienten mit AKI, verglichen mit einer geringeren Häufigkeit von SARS-CoV-2 Nierentropismus bei Patienten ohne AKI mit viraler RNA, die nur bei drei (43 Prozent) von sieben Patienten gefunden wurde [28]. In einer großen Kohorte von 1099 Patienten mit COVID-19 wurden 93,6 % ins Krankenhaus eingeliefert, 91,1 % hatten eine Lungenentzündung, 5,3 % wurden auf die Intensivstation eingeliefert, 3,4 % hatten noch ein akutes Atemnotsyndrom (ARDS). nur 0,5 Prozent hatten AKI [29]. In einer anderen monozentrischen Fallserie von 138 hospitalisierten Patienten mit bestätigter COVID-19-Pneumonie in Wuhan, China, wurde AKI bei 3,6 % aller Patienten berichtet. Es überrascht nicht, dass der AKI auf 8,3 Prozent angestiegen ist, wenn man ihn unter der Untergruppe der auf der Intensivstation aufgenommenen Patienten der Studie berechnet [7]. Darüber hinaus berichteten Forscher über einen Zusammenhang zwischenNierenerkrankungund Sterblichkeit bei Krankenhauspatienten. Mehr als 40 Prozent hatten Anzeichen von AbnormalitätNierenfunktionund 5,1 Prozent hatten AKI während ihres Krankenhausaufenthalts. Die Inzidenz von AKI war bei Patienten mit erhöhtem Ausgangsserumkreatinin (11,9 Prozent) signifikant höher als bei Patienten mit normalen Ausgangswerten (4,0 Prozent). Auch Proteinurie, Hämaturie und AKI über Stufe 2 waren mit einem Anstieg verbunden Sterblichkeitsrisiko. Über ein mindestens 4-fach erhöhtes Sterblichkeitsrisiko wurde bei Patienten mit AKI im Stadium 3 mit der scheinbar kritischen Rolle des Lungen-Nieren-Crosstalks berichtet [30].

Eine gepoolte Analyse mit fünf Studien mit einer Gesamtstichprobengröße von 1415 COVID-19-Patienten zur Analyse von Elektrolyten bei COVID-19-Patienten mit und ohne schwere Form bestätigte, dass der Schweregrad von COVID-19 mit niedrigerem Serum assoziiert ist Konzentrationen von Natrium, Kalium und Calcium [31]. Kürzlich umfasste eine Fall-Kontroll-Studie in drei Krankenhäusern in Frankreich 594 COVID-19-Patienten in der Notaufnahme (ED) für Erwachsene, die mit 594 Nicht-COVID-19-ED-Patienten (Alters- und Geschlechtskontrollen) aus der Gruppe abgeglichen wurden Derselbe Zeitraum zeigte, dass Hyponatriämie und Hypokaliämie bei Erwachsenen, die die Notaufnahme aufsuchten, unabhängig voneinander mit einer COVID-19-Infektion assoziiert waren [32]. Elektrolytstörungen haben nicht nur klinische Auswirkungen auf das Patientenmanagement, sondern helfen auch bei der Erforschung der zugrunde liegenden pathogenetischen Mechanismen bei COVID-19. Eine erhöhte Freisetzung von antidiuretischem Hormon als Reaktion auf einen Volumenmangel trägt vermutlich zur Hyponatriämie bei COVID-19-Patienten bei. Da SARS-CoV-2 an seinen ACE2-Wirtsrezeptor bindet, reduziert es die ACE2-Expression, was als Reaktion auf hohes Angiotensin II zu einem erhöhten Kaliumgehalt im Urin führt. Hypokaliämie verschlimmert ARDS und akute Herzverletzungen weiter, insbesondere bei Patienten mit Lungen- oder Herzkomorbiditäten [31,32]. In diesem Zusammenhang engmaschige Überwachung vonNierenfunktionund Elektrolyte bei hospitalisierten COVID-19-Patienten, insbesondere solchen in kritischem Umfeld, und Verwendung empfindlicher AKI-Biomarker wie Neutrophilen-Gelatinase-assoziiertes Lipocalin (NGAL) und/oderNierenverletzungMolekül 1 (KIM-1) sind gerechtfertigt, um Patienten einer Risikostratifizierung zu unterziehen und Ressourcen auf die Prävention oder Früherkennung von AKI und rechtzeitige Interventionen zu lenken, um die AKI-Progression und das Mortalitätsrisiko zu reduzieren.

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Dialyse und Transplantation in Zeiten von COVID-19Die medizinische Versorgung von Dialysepatienten während der COVID-19-Pandemie ist eine ziemliche Herausforderung, da die Patienten ein geschwächtes Immunsystem haben, ganz zu schweigen von Begleiterkrankungen wie Diabetes und Herz-Kreislauf-Erkrankungen. Viele Strategien für das Management der Dialyse und die Bereitstellung von Dialyseunterstützung für Patienten während dieses COVID-19-Ausbruchs wurden entwickelt. In einem kürzlich erschienenen Bericht teilten die Autoren die wichtigsten Überlegungen bei der Planung von Dialysediensten mit, um angemessene Ressourcen für die Bereitstellung einer ununterbrochenen Dialyse bis zum Endstadium sicherzustellenNierenerkrankungPatienten, während das Risiko einer Übertragung von COVID-19 zwischen einzelnen Patienten, der Gemeinde und dem Gesundheitspersonal minimiert wird [33]. Es wurden Empfehlungen für die Prävention und Behandlung von COVID-19-Patienten bei Hämodialyse, Peritonealdialyse und kontinuierlicher Nierenersatztherapie (CRRT) auf der Intensivstation veröffentlicht. Es ist zwingend erforderlich, dies in einem multidisziplinären Ansatz zu tun, um eine sichere, effektive und ununterbrochene Dialyse zu gewährleisten und gleichzeitig das Infektionsrisiko zu minimieren [33,34].

In einem frühen Bericht aus Wuhan, China; Eine COVID-19-Infektion wurde bei 37 von 230 Hämodialysepatienten (16,1 Prozent) bestätigt und bei 4 von 33 Mitarbeitern (12,1 Prozent) wurde COVID-19 diagnostiziert. Bemerkenswerterweise hatten Hämodialysepatienten mit COVID-19 weniger Lymphopenie, niedrigere Serumspiegel von entzündlichen Zytokinen und eine mildere klinische Erkrankung als andere Patienten mit COVID-19-Infektion [35].NierentransplantationDie Empfänger benötigen eine lebenslange Erhaltungstherapie zur Immunsuppression, die darauf ausgelegt ist, Wirksamkeit (Verhinderung einer Abstoßung) und Sicherheit (Minimierung des Infektionsrisikos) zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Transplantation in Einklang zu bringen. Von 1073 Patienten mit COVID-19 undNierenversagenaus 26 Ländern, die in ERACODA, der ERA-EDTA-COVID-19-Datenbank, eingegeben wurden, 21 ProzentNiereTransplantationspatienten und 25 Prozent der Dialysepatienten waren am 28- Tag der Nachuntersuchung gestorben [36].

Während dieser Pandemie ist das Hauptanliegen daher die Wiederherstellung der ImmunsuppressionNiereTransplantatempfänger anfälliger für Infektionen einschließlich COVID-19. Diese Pandemie wirkte sich nicht nur auf unsere Pflege ausNiere transplantiertPatienten, sondern wirkte sich auch einschränkend ausNiereTransplantation zu lebensrettenden Bedingungen und LebendsetzungNierentransplantationin der Warteschleife, wo ein VerstorbenerNierentransplantationist machbar. Darüber hinaus dient es als Erinnerung daran, nicht nur bei Nierentransplantationspatienten, sondern auch bei anderen Patienten mit immunsupprimiertem nephrotischem Syndrom und renaler Vaskulitis ständig das Risiko einer Infektion gegen die Krankheitskontrolle abzuwägen. In Ermangelung einer spezifischen Therapie für SARS-CoV-2-Infektionen haben die meisten nephrologischen Gesellschaften Empfehlungen herausgegeben, die Immunsuppression auf ein Niveau zu reduzieren, das als sicher gilt, wobei anerkannt wird, dass die Abwägung zwischen Risiken und Nutzen recht komplex sein kann [37]. Die erheblichen Belastungs- und Ressourcenbeschränkungen inmitten dieses Ausbruchs erfordern Modellvorhersagen, Notfallplanung und Ressourcenmanagement, um der sich entwickelnden COVID-19-Pandemie zu begegnen [38].

Fazit

Die neuartige Coronavirus-Pandemie 2019 hat sich zur schlimmsten Krise der öffentlichen Gesundheit seit einem Jahrhundert entwickelt und stellt die globalen Gesundheitssysteme vor zahlreiche beispiellose Herausforderungen. Als Auswirkungen von COVID-19 aufNierenentwickelt sich ständig weiter, Nephrologen sind mit zunehmenden Berichten über zunehmend in Alarmbereitschaft geratenNiereBeteiligung. Darüber hinaus fordert die Pandemie chronisch ihren TributNierenerkrankungPatienten stören ihre konservative Nachsorge, dennoch ist zunehmend auf smarte medizinische Lösungen zu setzen. Kürzlich herausgegebene Empfehlungen sind nützlich, um die ungünstigen Auswirkungen der COVID-19-Infektion auf Dialyse- und Transplantationspatienten zu lindern. Davon abgesehen, die vollen Auswirkungen einer COVID-19-Infektion auf chronischeNierenerkrankungPatienten bleibt abzuklären. Umfassende Strategien einschließlich Notfallplänen, Ressourcenmanagement und Maßnahmen zur Infektionskontrolle sollten in Dialyse- und Transplantationseinheiten entwickelt und regelmäßig aktualisiert werden. Darüber hinaus engmaschige Überwachung vonNierenfunktionund frühe Urintests auf Urinsediment sowie Urin-Biomarker bei COVID-19-Patienten werden dringend empfohlen, um die Frühdiagnose und rechtzeitige therapeutische Intervention zu optimieren. Die regelmäßige Aktualisierung präventiver, diagnostischer und therapeutischer Strategien ist entscheidend, um die klinischen Ergebnisse zu verbessern und weitere Morbiditäts-/Mortalitätsrisiken zu reduzieren.