Воспаление — первая линия защиты организма, возникающая по мере того, как масса иммунных клеток устремляется к месту повреждения или острого заболевания, чтобы остановить воздействие повреждающих агентов и продуктов повреждения и предотвратить дальнейший урон. В случае успеха воспаление помогает организму выжить и исцелиться после травмы. Но когда восстановление после воспалительной реакции идёт наперекосяк, это сигнализирует о том, что повреждение всё ещё происходит, а само воспаление может вызвать дальнейшее повреждение, что может привести к более тяжёлой болезни или даже к смерти. Но что отличает хорошую работу воспаления от плохой?
Новое исследование, проведённое учёными и врачами из Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School) и Массачусетской больницы общего профиля (Massachusetts General Hospital), опубликованное 22 августа в Nature Communications, даёт важные подсказки.
Хотя клиницисты сегодня хорошо идентифицируют пациентов, у которых наблюдается воспаление, на основе таких признаков, как высокое количество лейкоцитов или лихорадка, «нет никаких указаний по оценке того, надлежащим ли образом протекает воспаление», — сказал старший автор исследования Джон Хиггинс (John Higgins), профессор системной биологии Гарвардской медицинской школы. «Как врачи мы на удивление плохо подготовлены к тому, — добавил он, — чтобы отличать пациентов, у которых воспалительная реакция протекает хорошо, от тех, у кого не очень».
Тем не менее важно знать, эффективно ли воспаление реагирует на болезнь и ведёт ли к выздоровлению, поскольку это может помочь врачам решить, оставаться ли в стороне и позволить организму пациента исцелиться самостоятельно или вмешаться.
Хиггинс и его команда задались целью понять воспалительное восстановление, чтобы определить, есть ли более или менее универсальные черты успешного выздоровления.
Чтобы определить закономерности воспалительного восстановления, исследователи изучили данные историй болезни 4693 пациентов Массачусетской больницы общего профиля, перенесших сердечно-сосудистую операцию. Проанализировав десятки измерений одновременно, они построили графики и обнаружили общие черты в их траекториях у пациентов, которые хорошо выздоравливали. Они сосредоточились на двух переменных, которые надёжно определили траектории успешного выздоровления в ходе воспаления: количество лейкоцитов, которое, что неудивительно, повышается во время воспаления, и количество тромбоцитов, которое уменьшается по мере использования последних организмом для свёртывания и заживления.
У пациентов, которые хорошо восстановились после операции, по мере того, как воспаление спадало, количество лейкоцитов с определённой скоростью уменьшалось, в то время как количество тромбоцитов увеличивалось — с другой, но также точной скоростью. По словам исследователей, траектории изменения этих показателей могут быть использованы для индивидуального мониторинга выздоровления.
«Врачи обычно не могут отслеживать изменения двадцати различных переменных одновременно. Мы хотели получить возможность определять хорошие показатели выздоровления с помощью небольшого числа измерений, с которыми уже знакомы врачи и даже пациенты», — пояснил Джонатан Карлсон (Jonathan Carlson), гематолог и один из авторов исследования.
Затем команда расширила исследование, чтобы рассмотреть другие виды операций, вызывающих значительное воспаление, включая ампутации конечностей, замену тазобедренного сустава, кесарево сечение и частичное удаление толстой кишки. Они также рассмотрели инфекции, вызывающие воспаление, такие как COVID-19 и псевдомембранозный колит, вызываемый Clostridium difficile, а также сепсис. Наконец, они проанализировали закономерности восстановления после таких событий, как сердечные приступы и инсульты, которые вызывают недостаток кислорода в тканях и могут вызвать аберрантное воспаление.
Исследователи обнаружили, что пациенты, которые хорошо выздоравливали, следовали всё тем же характерным траекториям, по которым количество лейкоцитов и тромбоцитов возвращалось к нормальному диапазону, и делали это независимо от общего состояния организма или возраста. Эти закономерности также были постоянными независимо от того, как быстро пациенты выздоравливали или какими были начальные показатели количества лейкоцитов и тромбоцитов.
Более того, учёные смогли математически определить точные траектории, которые указывали на успешное выздоровление: количество лейкоцитов уменьшалось экспоненциально, тогда как количество тромбоцитов линейно увеличивалось после короткой задержки.
«Что интересно в этом исследовании, так это то, что оно предполагает наличие общих черт пути выздоровления для удивительно широкого спектра заболеваний, и если мы знаем, как выглядит хорошее выздоровление, то мы в состоянии определить и плохое», — отметил Хиггинс.
Исследователи собираются как можно быстрее довести свои результаты до практикующих врачей, чтобы помочь тем лучше понять, как пациенты восстанавливаются после воспаления.
Однако Хиггинс предупреждает, что ещё предстоит выяснить, может ли какое-либо раннее вмешательство, основанное на этих предвестниках плохого выздоровления, улучшить результат. Это должно стать предметом дальнейших исследований.