Changes in the leucocyte formula in pregnant women with a new coronavirus infection, depending on the fact of the presence of thrombogenesis

• Natalya V. Spiridonova
• Taras A. Gritsenko
• Elena F. Khurtova

Abstract

During the pandemic of a new coronavirus infection, one of the most common complications of the infectious process in patients was the development of hypercoagulation and, as a consequence, the development of thrombogenesis and embolism. Pregnancy period is physiologically accompanied by a decrease in the activity of the immune system and, accordingly, the risk of infection of pregnant women with a new coronavirus infection increases. In addition, physiological pregnancy itself is accompanied by an increased risk of thrombogenesis. Accordingly, the appearance of a new coronavirus infection caused an increase in thrombotic complications in pregnant women, which also adversely affected maternal mortality.

Object of the study. The results of a general clinical blood test of pregnant women infected with the SARS-CoV-2 virus.

The aim of the study was to evaluate the dynamics of the total number of leucocytes and changes in the leucocyte formula in blood against the background of a new coronavirus infection in pregnant women, depending on the day of the disease. To trace the presence or absence of a connection of changes with the process of thrombogenesis.

Material and methods. 99 case histories of patients with a new coronavirus infection who were pregnant during the 3rd trimester of gestation were retrospectively analyzed. All women were divided into 2 groups: the control group included 94 pregnant women in whom no thrombotic complications were recorded. The mean age of patients in the control group was 31.5 [28.0; 35.0] years, the average duration of pregnancy due to the onset of the disease was 34.1 [30.2; 37.6] weeks; the main group included 5 pregnant women who developed thrombotic complications: thrombosis of the veins of the upper and extremities; massive pulmonary embolism, thrombosis of the splenic vein at the hilum of the spleen; left atrial thrombus. The average age of patients in the main group was 33.0 [28.5; 37.5] years, the average duration of pregnancy due to the onset of the disease was 33.2 [30.2; 37.8] weeks. A comparative analysis of the leucocyte formula data was carried out in the group of patients without thrombotic complications and in patients with thrombogenesis. A correlation analysis was also carried out with the day of illness and the days of thrombogenesis.

Results. In both groups of patients during the course of the disease, an increase in the level of the total number of leucocytes was recorded, not exceeding the normal values of Me 8.60×10⁹/l (Q1–Q3 6.85–11.35), more pronounced in the group of women with thrombogenesis [Me 10.55×10⁹/l (Q1–Q3 7.63–13.15)], p=0.001. On the 16^th–23^rd day of the disease, the median of the total number of leucocytes in the group with thrombosis reached maximum during the disease period [Me 13.00 (Q1–Q3 10.70–15.60)] (p<0.001). The increase in the level of neutrophils was also reflected in their quantitative index (Me 6.60×10⁹/l (Q1–Q3 4.80–8.70) – in the group without thrombogenesis and Me 8.85×10⁹/l (Q1–Q3 6.70–12.15) – in the group with thrombogenesis, p<0.001), and on their percentage ratio (Me 75.10% (Q1–Q3 67.90–82.60) and Me 84.30% (Q1–Q3 78.70–88.50), respectively, p<0.001). The correlation analysis revealed a positive correlation between the absolute number of neutrophils and the days of the disease (r=0.171, p<0.004), more expressed in the group of patients with thrombogenesis (r=0.578, p<0.001). During the study of the percentage of neutrophils in the group of patients without thrombogenesis, a negative correlation with day of disease was recorded (r=-0,242, p<0.001), and in the group of patients with thrombotic complications, a positive correlation relationship (r=0.303, p=0.038). A comparative study of the average number of lymphocytes over the entire observation period in the group of patients with thrombosis revealed lymphopenia (Me 1.00×10⁹/l (Q1–Q3 0.70–1.80)×10⁹/l), and in the group of patients without thrombosis, the number of lymphocytes, although it aspired to the lower limit of the norm, still did not reach the level of lymphopenia at normal median values (Me 1.50×10⁹/l (Q1–Q3 1.10–2.00)×10⁹/l), p<0.001. In the group of patients with thrombogenesis, the lowest lymphocyte counts were recorded on the 12^th–15^th day of the disease (Me 0.60×10⁹/l (Q1–Q3 0.50–1.00), p<0.001), with a gradual subsequent restoration of the number of lymphocytes by 24 days. When conducting a correlation analysis of the absolute number of lymphocytes with the day of the disease, a positive relationship was established in the group of patients without thrombosis (r=0.454, p<0.001) and in the group of patients with thrombosis (r=0.655, p<0.001). When analyzing the percentage of lymphocytes in both groups, similar data were obtained (r=0.195, p<0.001 – in the group without thrombosis and r=0.460, p<0.001 – in the group of patients with thrombosis).

Conclusion. These studies reflect the dependence of changes in the parameters of the leucoformula on the process of thrombogenesis and can be used in clinical practice to assess the condition of pregnant patients with coronavirus infection and timely measures to prevent the development of thrombotic complications.

Keywords:coronavirus infection; pregnancy; leucocytes; neutrophils; NETosis; lymphocytes; lymphopenia; thrombogenesis

С 11 марта 2022 г. ВОЗ объявлена пандемия коронавирусной инфекции. Первая вспышка была зафиксирована в городе Ухань Китайской Народной Республики (КНР) [1]. При распространении инфекции и возрастающем росте заболевания из разных стран стали поступать данные о развитии состояния гиперкоагуляции и возникновении большого числа тромботических осложнений у пациентов с коронавирусной инфекцией. В мае 2020 г. группа итальянских ученых в European Heart Journal представила клинический случай двусторонней тромболии легочной артерии (ТЭЛА) у 75-летней пациентки, находившейся на лечении по поводу тяжелой двусторонней пневмонии, у которой был выявлен вирус SARS-CoV-2 [2]. Во Франции также в 2020 г. было проведено проспективное многоцентровое когортное исследование, посвященное выявлению риска тромбоза у пациентов с тяжелой инфекцией SARS-CoV-2. В исследование были включены 150 пациентов, среди которых зафиксировано 64 случая тромботических осложнений. Чаще всего это была легочная эмболия (16,7%). У 28 из 29 пациентов (96,6%), находившихся на гемодиализе, наблюдался тромбоз контура [3]. Исследователи из Нидерландов в июле 2020 г. опубликовали статью, посвященную развитию тромботических осложнений у тяжелобольных пациентов с COVID-19, находящихся на лечении в условиях палаты интенсивной терапии. В исследование были включены 184 пациента. У 27% из них выявлены венозные тромбоэмболические осложнения (ВТЭО), а у 3,7% зафиксирован артериальный тромбоз.

Появление все новых сообщений о развитии тромбозов и рост числа публикаций, посвященных тромботическим осложнениям коронавирусной инфекции, служит достоверным основанием для утверждения, что вирус SARS-CoV-2 является мощным фактором риска возникновения ВТЭО. Уровень заболеваемости новой коронавирусной инфекцией среди беременных значительно выше, чем в общей популяции, что доказано большим количеством исследований [4-8]. Также давно известен факт, что при физиологическом течении беременности в организме женщины развивается состояние гиперкоагуляции, предназначенное для снижения кровопотери в предстоящих родах. В связи с этим риск возникновения ВТЭО у беременных возрастает [9-12]. В 2020 г. J. Servante и соавт., используя данные Medline, Embase и Базы данных по охране материнства и младенчества, провели систематический обзор опубликованных случаев коронавирусной инфекции у беременных. При проведении анализа возникновения гематологических осложнений у беременных было выявлено, что при инфицировании SARS-CoV-2 тромботические осложнения возникают значительно чаще (1,26%), чем у здоровых женщин (0,45%) [13].

Проблема тромбоэмболических осложнений у беременных продолжает оставаться актуальной. С появлением новой коронавирусной инфекции частота возникновения тромбозов у беременных заметно возросла, что закономерно отразилось на увеличении материнской смертности. В связи с этим по всему миру продолжается изучение данной проблемы и ведется поиск способов профилактики развития тромбозов, ранней диагностики развития коагулопатии и снижения числа случаев материнской смертности.

Цель данного исследования - оценить изменения показателей лейкоформулы общеклинического анализа крови у беременных на фоне новой коронавирусной инфекции в зависимости от суток заболевания и факта наличия тромбообразования.

Материал и методы

В ходе исследования проводился ретроспективный анализ историй болезни 99 беременных, находившихся на стационарном лечении по поводу новой коронавирусной инфекции. Все пациентки проходили лечение в ковидном госпитале ГБУЗ СОКБ им. В.Д. Середавина.

Критерии включения в исследование: наличие лабораторно подтвержденной инфекции COVID-19, III триместр беременности.

Все женщины были поделены на 2 группы: в группу контроля вошли 94 беременных, у которых не было зафиксировано тромботических осложнений. Средний возраст пациенток из группы контроля составил 31,5 (28,0; 35,0) года, средний срок беременности на момент возникновения заболевания 34,1 (30,2; 37,6) года; в основную группу были выделены 5 беременных, у которых развились тромботические осложнения: тромбоз вен верхних и нижних конечностей; массивная ТЭЛА; тромбоз селезеночной вены в воротах селезенки; тромб левого предсердия. Средний возраст пациенток основной группы составил 33,0 (28,5; 37,5) года, средний срок беременности на момент возникновения заболевания 33,2 (30,2; 37,8) нед.

Все пациентки - жительницы Самарской области. Оценивались следующие показатели: общее количество лейкоцитов, уровень нейтрофилов и лимфоцитов (абсолютное количество и процентное соотношение).

Также был выполнен сравнительный анализ вышеуказанных показателей в обеих группах пациенток по критерию Манна-Уитни, проведен корреляционный анализ с сутками заболевания и моментом тромбообразования с использованием корреляционного критерия Спирмена. Сбор и хранение данных осуществляли с помощью пакета Microsoft Excel.

Статистический анализ выполнен с использованием специализированного программного обеспечения: IBM SPSS Statistics software Version 25.0 (IBM Corporation, Armonk, New York, USA, лицензия № 5725-А54).

Результаты

При оценке усредненных показателей лейкоформулы в группах беременных, перенесших новую коронавирусную инфекцию без последующих тромбозов и со свершившимся в последующем тромбозом, нами установлены следующие особенности: при нормальном абсолютном количестве лейкоцитов наблюдались более высокий их уровень, повышение уровня нейтрофилов и снижение уровня лимфоцитов в группе женщин с последующим тромбозом. При сравнении количества лейкоцитов в группах пациенток с тромбозами и без тромбозов в разные сутки заболевания была выявлена следующая зависимость: в группе пациенток без тромбозов отмечалось постепенное увеличение числа лейкоцитов, не выходящее за пределы нормальных значений. Максимальное их количество было зафиксировано на 16-23-и сутки болезни, после чего наметилась тенденция к их снижению (см. таблицу).

В группе пациенток с тромбозами также отмечался рост числа лейкоцитов, но более выраженный, чем у пациенток без тромботических осложнений. На 16-23-и сутки также отмечалось увеличение количества лейкоцитов, но оно было более резким, и медиана показателя превысила верхнюю границу нормы (р<0,001). При сравнительном анализе уровня нейтрофилов отмечалось повышение их количества, превышающее верхнюю границу нормы в обеих группах пациенток. Однако особенно обращает на себя внимание более высокий уровень нейтрофилов в группе женщин с последующим тромбозом (р<0,001). В ходе наблюдения за изменением количества нейтрофилов в разные дни болезни выявлено максимальное его увеличение в группе пациенток с тромботическими осложнениями на 16-23-и сутки (р<0,001), что совпадает с моментом образования тромба. В ходе проведения корреляционного анализа выявлена слабая положительная корреляционная связь количества нейтрофилов с сутками заболевания в группе пациенток без тромбоза (r=0,152, р<0,008); в группе пациенток с тромбозами значимой корреляционной связи выявлено не было.

Повышение уровня нейтрофилов отразилось и на количественном показателе, и на процентном соотношении. В ходе сравнительного анализа процентного соотношения нейтрофилов в разные сутки болезни в группе пациенток с тромботическими осложнениями отмечается их рост уже с 9-11-х суток (р=0,011), но особенно выражено повышение процентного соотношения нейтрофилов на 16-23-и сутки (р<0,001), с последующим их снижением. В группе пациенток без тромбозов, наоборот, отмечалось постепенное уменьшение их количества. При проведении корреляционного анализа уровня нейтрофилов с сутками заболевания на удивление прослеживалась отрицательная связь как в группе пациенток без тромбоза (r=-0,275 р<0,001), так и в группе пациенток с тромбозами (r=-0,568, р<0,001). Результат математического анализа вызвал некоторые недоумения, потому что данные корреляций и простых сравнений были противоположными. В связи с этим показатели нейтрофилов были подвергнуты более детальному изучению, и выявлено следующее: если при проведении корреляционного анализа показателей нейтрофилов в абсолютных цифрах и в процентном соотношении ограничиться 23-ми сутками заболевания, то данные сравнительного и корреляционного анализа совпадают.

В группе пациенток без тромбозов имеет место слабая положительная корреляционная связь абсолютного количества нейтрофилов с сутками болезни (r=0,171, р<0,004), но в группе пациенток с тромбозами она намного сильнее (r=0,578, р<0,001). При исследовании процентного соотношения нейтрофилов в группе пациенток без тромбозов была четко зафиксирована отрицательная корреляционная связь (r=-0,242, р<0,001), а в группе пациенток с тромботическими осложнениями четко прослеживалась менее выраженная, но все же положительная связь (r=0,303, р=0,038). При сравнительном исследовании количества лимфоцитов в группе пациенток с тромбозами четко прослеживается наличие лимфопении, а в группе пациенток без тромбозов - тенденция к лимфопении при нормальных значениях медианы количества лимфоцитов. В ходе наблюдения за количеством лимфоцитов в зависимости от суток заболевания в группе пациенток с тромбозами самые низкие показатели были зафиксированы на 12-15-е сутки (р<0,001) с постепенным последующим восстановлением количества лимфоцитов к 24-м суткам.

При проведении корреляционного анализа с сутками заболевания положительная связь выявлена как в группе пациенток без тромбозов (r=0,454, р<0,001), так и в группе пациенток с тромбозами (r=0,655, р<0,001). Показатель процентного соотношения лимфоцитов при сравнительном анализе был достоверно ниже нормы в обеих группах. Однако в группе женщин с наличием тромботических осложнений снижение данного показателя было более выраженным (р<0,001). При поиске зависимости изменения процента лимфоцитов от суток заболевания выявлено следующее: в группе женщин без тромбозов минимальные значения были зафиксированы на 9-11-е сутки, а с 12-15-х суток отмечалось восстановление процентного соотношения лимфоцитов до нормальных значений с постепенным увеличением к 24-м суткам.

REFERENCES

1. Temporary methodological recommendations Prevention, diagnosis and treatment of new coronavirus infection (COVID-19). Version 17. 2022. (in Russian)

2. Danzi G.B., Loffi M., Galeazzi G., Gherbesi E. Acute pulmonary embolism and COVID-19 pneumonia: a random association. Eur Heart J. 2020; 41 (19): 1858.

3. Helms J., Tacquard C., Severac F., Leonard-Lorant I., Ohana M., Delabranche X., et al.; CRICS TRIGGERSEP Group (Clinical Research in Intensive Care and Sepsis Trial Group for Global Evaluation and Rеsearch in Sepsis). High risk of thrombosis in patients with se vere SARS-CoV-2 infection: a multicenter prospective cohort study. Intensive Care Med. 2020; 46 (6): 1089–98.

4. Pazos M., Sperling R.S., Moran T.M., et al. The influence of pregnancy on systemic immunity. Immunol Res. 2012; 54: 254–61.

5. Kraus T.A., Engel S.M., Sperling R.S., et al. Characterizing the pregnancy immune phenotype: results of the viral immunity and pregnancy (VIP) study. J Clin Immunol. 2012; 32: 300–11.

6. Jamieson D.J., Theiler R.N., Rasmussen S.A. Emerging infections and pregnancy. Emerg Infect Dis. 2006; 12 (11): 1638–43. DOI: https://doi.org/10.3201/eid1211.060152 PMID: 17283611; PMCID: PMC3372330.

7. Mor G., Cardenas I. The immune system in pregnancy: a unique complexity. Am J Reprod Immunol. 2010; 63 (6): 425–33.

8. Sappenfield E., Jamieson D.J., Kourtis A.P. Pregnancy and susceptibility to infectious diseases. Infect Dis Obstet Gynecol. 2013; 2013: 752852.

9. Dolgov V.V., Svirin P.V. Laboratory diagnostics of hemostasis disorders. Moscow; Tver’, Triada, 2005: 227 p. ISBN 5-94789-114-X. (in Russian)

10. Shmakov R.G., Kiryushchenkov P.A., Pyregov A.V., Vinogradova M.A., Baev O.R., Kan N.E., et al. Study of the hemostasis system during pregnancy and after childbirth. A short protocol. Akusherstvo i ginekologiya [Obstetrics and Gynecology]. 2015; (4): 1–2. (in Russian)

11. Lelevich S.V. Clinical and laboratory features of the pregnancy period. An educational and methodological guide for students of medical, pediatric faculties and doctors. Grodno: GrGMU, 2010: 52 p. (in Russian)

12. Hemostasis system during pregnancy: signs of norms and pathologies. Textbook. In:: A.G. Yashchuk, A.V. Maslennikov, Sh.N. Galimov, R.A. Naftulovich, R.M. Zaynullina, A.M. Ziganshin, L.A. Dautova (comp.). Ufa: Pervaya typografiya, 2018: 74 p. (in Russian)

13. Servante J., Swallow G., Thornton J.G., et al. Haemostatic and thrombo-embolic complications in pregnant women with COVID-19: a systematic review and critical analysis. BMC Pregnancy Childbirth. 2021; 21: 108.

14. Wu C., Chen X., Cai Y., Xia J., Zhou X., Xu S., et al. Risk factors associated with acute respiratory distress syndrome and death in patients with coronavirus disease 2019 pneumonia in Wuhan, China. JAMA Intern Med. 2020; 180 (7): 934–43. DOI: https://doi.org/10.1001/jamainternmed.2020.0994 PMID: 32167524; PMCID: PMC7070509.

15. Chen N., Zhou M., Dong X., Qu J., Gong F., Han Y., et al. Epidemiological and clinical characteristics of 99 cases of 2019 novel coronavirus pneumonia in Wuhan, China: a descriptive study. Lancet. 2020; 395 (10 223): 507–13. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(20)30211-7 Epub 2020 Jan 30. PMID: 32007143; PMCID: PMC7135076.

16. Wang D., Hu B., Hu C., Zhu F., Liu X., Zhang J., et al. Clinical characteristics of 138 hospitalized patients with 2019 novel coronavirus-infected pneumonia in Wuhan, China. JAMA. 2020; 323 (11): 1061–9. DOI: https://doi.org/10.1001/jama.2020.1585 PMID: 32031570; PMCID:PMC7042881.

17. Middleton E.A., He X.Y., Denorme F., Campbell R.A., Ng D., Salvatore S.P., et al. Neutrophil extracellular traps contribute to immunothrombosis in COVID-19 acute respiratory distress syndrome. Blood. 2020; 136 (10): 1169–79. DOI: https://doi.org/10.1182/blood.2020007008 PMID: 32597954; PMCID: PMC7472714.

18. Demers M., Krause D.S., Schatzberg D., et al. Cancers predispose neutrophils to release extracellular DNA traps that contribute to cancerassociated thrombosis. Proc Natl Acad Sci USA. 2012; 109 (32): 13 076–81.

19. Thaler J., Ay C., Kaider A., Reitter E.-M., Haselböck J., Mannhalter C., et al. Biomarkers predictive of venous thromboembolism in patients with newly diagnosed high-grade gliomas. Neurooncology. 2014; 16 (12): 1645–51.

20. Galstyan G.M. Coagulopathy in COVID-19. Pul’monologiya [Pulmonology]. 2020; 30 (5): 645–57. (in Russian)

21. Arentz M., Yim E., Klaff L., et al. Characteristics and outcomes of 21 critically ill patients with COVID-19 in Washington State. JAMA. 2020; 323 (16): 1612–4. DOI: https://doi.org/10.1001/jama.2020.4326

22. Li T., Lu H., Zhang W. Clinical observation and management of COVID-19 patients. Emerg Microbes Infect. 2020; 9 (1): 687–90. DOI: https://doi.org/10.1080/22221751.2020.1741327

23. Abdullaev A., Odilov A., Ershler M., Volkov A., Lipina T., Gasanova T., et al. Viral load and patterns of SARS-CoV-2 spread to the lungs, mediastinal lymph nodes and spleen of patients with COVID-19-related lymphopenia. Virusy [Viruses]. 2021; 13 (7): 1410. (in Russian)

24. Terpos E., Ntanasis-Stathopoulos I., Elalamy I., et al. Hematological findings and complications of COVID-19. Am J Hematol. 2020; 95 (7): 834–47. DOI: https://doi.org/10.1002/ajh.25829

All articles in our journal are distributed under the CC BY-NC-ND 4.0 (Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International)