Вклад дисрегуляции триптофана и триметиламин-N-оксида в молекулярные механизмы формирования Long COVID-19 в зависимости от КТ-стадии поражения легких

Актуальность. COVID-19, вызываемый вирусом SARS-CoV-2, характеризуется многообразием клинических проявлений — от бессимптомного течения до критических форм с полиорганной недостаточностью. Одним из ключевых прогностических факторов тяжести заболевания является степень поражения легочной ткани по данным КТ, отражающая выраженность воспалительного и иммунного ответа. У пациентов сохраняются симптомы после острого периода, включая усталость, когнитивные нарушения и миалгии, патогенез которых до конца не изучен. Современные данные указывают на значимую роль метаболических нарушений в развитии Long COVID-19. Показано, что у пациентов с тяжелым течением COVID-19 и более высоким баллом по КТ наблюдается снижение уровня триптофана, активация его катаболизма по кинурениновому пути, а также повышение уровней триметиламин-N-оксида (TMAO), обладающего провоспалительной активностью. Несмотря на многочисленные исследования данных о роли молекул триптофана и триметиламин-N-оксида в патогенезе Long COVID-19 и их связь со степенью тяжести в период острого COVID-19 недостаточно.

Цель. Изучение взаимосвязи между степенью тяжести поражения легких по данным КТ при остром COVID-19 и уровнями триптофана и TMAO у пациентов с Long COVID-19.

Материалы и методы. Проведено ретроспективное когортное исследование, которое включало в себя 30 человек. Определение концентрации триптофана и ТМАО в плазме пациентов проводилось с помощью метода высоко эффективной жидкостной хроматографии с масс-селективной масс-спектрометрической детекцией (ВЭЖХ-МС/МС).

Результаты и обсуждение. В результате медиана уровня триптофана в группе средней степени тяжести составила 9,62 [8,11; 10,50] мкмоль/л, в группе тяжелой степени тяжести – 4,68 [2,81; 5,05] мкмоль/л соответственно. Медиана уровня ТМАО в группе средней степени тяжести составила 0,57 [0,51; 0,81] мкмоль/л, в группе тяжелой степени тяжести – 1,88 [1,07; 3,08] мкмоль/л.

Выводы. Были выявлены статистически значимые различия между уровнем триптофана и группами «средней степени» и «тяжелой степени» тяжести поражения легких. Уровень значимости при сравнении концентраций триптофана составил р<0,001. Также были обнаружены статистически значимые различия между уровнем ТМАО и степенями тяжести поражения легких, уровень значимости составил р<0,001.

1. Abdallah A.M., Doudin A., Sulaiman T.O. Metabolic predictors of COVID-19 mortality and severity: a survival analysis. Frontiers in Immunology. 2024; 15: 135.

2. Ahmed J.O., Ahmad S.A., Hassan M.N. Post COVID-19 neurological complications; a meta-analysis. Annals of Medicine and Surgery. 2022; 76: 1-6.

3. Aksoyalp Z.Ş., Erdoğan B.R., Aksun S. Trimethylamine N-oxide as a potential prognostic biomarker for mortality in patients with COVID-19 disease. Advances in Medical Sciences. 2025; 70 (1): 174-183.

4. Almulla A.F., Thipakorn Y., Vasupanrajit A. The tryptophan catabolite or kynurenine pathway in a major depressive episode with melancholia, psychotic features and suicidal behaviors: a systematic review and meta-analysis. Cells. 2022; 11: 1-19.

5. Cai Y., Kim D.J., Takahashi T. Kynurenic acid may underlie sex-specific immune responses to COVID-19. Science Signaling. 2021; 14: 1-11.

6. Chen P., Wu M., He Y. et al. Metabolic alterations upon SARS-CoV-2 infection and potential therapeutic targets against coronavirus infection. Signal Transduction and Targeted Therapy. 2023; 1: 237.

7. Costanzo M., Caterino M., Fedele R. COVIDomics: the proteomic and metabolomic signatures of COVID-19. International Journal of Molecular Sciences. 2022; 23: 24.

8. Cucinotta D., Vanelli M. WHO declares COVID-19 a pandemic. Acta Bio Medica: Atenei Parmensis. 2020; 91 (1): 157.

9. Furie B., Furie B.С. Mechanisms of thrombus formation. New England Journal of Medicine. 2008; 359 (9): 938-949.

10. Kanova M., Kohout P. Tryptophan: a unique role in the critically ill. International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22: 1-21.

11. Karki R., Kanneganti T.D. Innate immunity, cytokine storm, and inflammatory cell death in COVID-19. Journal of Translational Medicine. 2022; 20 (1): 542.

12. Khan S., Siddique R., Bai Q. Coronaviruses disease 2019 (COVID-19): causative agent, mental health concerns, and potential management options. Journal of Infection and Public Health. 2020; 13 (12): 1840-1844.

13. Lionetto L., Ulivieri M., Capi M. Increased kynurenine-to-tryptophan ratio in the serum of patients infected with SARS-CoV2: An observational cohort study. Biochim. Biophys. Acta. Mol. Basis. Dis. 2021; 1867: 1-8.

14. McCabe J.J., Walsh C., Gorey S. C-reactive protein, interleukin-6, and vascular recurrence according to stroke subtype: an individual participant data meta-analysis. Neurology. 2024; 2.

15. National Institute for Health and Care Excellence (NICE). COVID-19 rapid guideline: managing the longterm effects of COVID-19 – 18 December 2020. https://www.nice.org.uk/guidance/ng188 (дата обращения: 24.05.2025)

16. Ottiger M., Nickler M., Steuer C. et al. Trimethylamine-N-oxide (TMAO) predicts fatal outcomes in community-acquired pneumonia patients without evident coronary artery disease. Eur. J. Intern. Med. 2016; 36: 67-73.

17. Pannone G., Caponio V.C.A., De Stefano I.S. et al. Lung histopathological findings in COVID-19 disease – a systematic review. Infectious Agents and Cancer. 2021; 16 (1): 34.

18. Seldin M.M., Meng Y., Qi H. Trimethylamine N-Oxide Promotes Vascular Inflammation Through Signaling of Mitogen-Activated Protein Kinase and Nuclear Factor-kappaB. J. Am. Heart. Assoc. 2016; 5 (2): 1-12.

19. Sun X., Jiao X., Ma Y. Trimethylamine N-oxide induces inflammation and endothelial dysfunction in human umbilical vein endothelial cells via activating ROS-TXNIP-NLRP3 inflammasome. Biochemical and Biophysical Research Communications. 2016; 481 (1-2): 63-70.

20. Tay M.Z., Poh C.M., Rénia L. The trinity of COVID-19: immunity, inflammation and intervention. Nature Reviews Immunology. 2020; 20 (6): 363-374.

21. Valdés A., Moreno L.O., Rello S.R. Metabolomics study of COVID-19 patients in four different clinical stages. Scientific Reports. 2022; 12: 1-11.

22. World Health Organization. Report of the WHO-China Joint Mission on Coronavirus Disease 2019 (COVID-19), 28 февраля 2020. https://www.who.int/publications/i/item/report-of-the-who-china-joint-missionon-coronavirus-disease-2019-(covid-19) (дата обращения: 30.05.2025).

23. Zhu W., Gregory J.C., Org E. Gut Microbial Metabolite TMAO Enhances Platelet Hyperreactivity and Thrombosis Risk. Cell. 2016; 165 (1): 111-124.

24. Долгополов И.С., Менткевич Г.Л., Рыков М.Ю. и др. Неврологические нарушения у пациентов с long COVID синдромом и методы клеточной терапии для их коррекции: обзор литературы. Сеченовский вестник. 2021; 12 (3): 56-67.

25. Морозов С.П., Гомболевский В.А., Чернина В.Ю. Прогнозирование летальных исходов при COVID-19 по данным компьютерной томографии органов грудной клетки. Туберкулез и болезни легких. 2020; 98 (6): 7-14.

26. Хасанова Д.Р., Житкова Ю.В., Васкаева Г.Р. Постковидный синдром: обзор знаний о патогенезе, нейропсихиатрических проявлениях и перспективах лечения. Неврология, нейропсихиатрия, психосоматика. 2021; 13 (3): 93-98.