Введение
В настоящее время внимание исследователей направлено на изучение влияния новой коронавирусной инфекции (COVID-19) на здоровье населения и отсроченных постинфекционных последствий [1—3]. Инфицирование коронавирусом на первых этапах развития болезни проявляется преимущественно симптомами поражения органов дыхания, при этом установлена причинно-следственная связь поражения других органов и систем, в том числе нервной системы [4—6]. Согласно накопленным данным, у детей с диагностированным COVID-19 в большинстве случаев болезнь протекает в виде респираторного заболевания легкой степени или бессимптомно [7, 8]. В связи с таким течением инфекции большинство детей не протестированы на наличие у них COVID-19 [9]. Легкое течение COVID-19 у детей и отсутствие интенсивного каскада иммунологических реакций обусловлено как незрелостью иммунной системы, так и ее «тренированностью» другими респираторными вирусами [9, 10]. Незавершенность у детей развития нервной системы обусловливает ее восприимчивость к различным инфекционным агентам и формирование постинфекционных неврологических нарушений. Наибольший интерес представляют исследования, направленные на изучение прямых вирусных или иммуноопосредованных поражений как центральной, так и вегетативной нервной системы при COVID-19 с целью своевременной диагностики и предупреждения осложнений [6, 11, 12]. Несмотря на увеличивающееся количество публикаций, посвященных неврологическим проявлениям COVID-19, данных об особенностях поражения вегетативной нервной системы у детей недостаточно, что обусловливает актуальность целевого изучения в педиатрической популяции отдельных аспектов нарушений состояния здоровья, ассоциированных с перенесенной коронавирусной инфекцией [6, 13]. Объективным способом оценки состояния вегетативной нервной системы является метод записи 5-минутных отрезков кардиоинтервалографии (КИГ) с выполнением клиноортостатической пробы, в основе которого лежит регистрация синусового сердечного ритма с последующим математическим анализом его структуры [14—16].
Цель исследования — на основании исследования параметров спектрального и вариационного анализа стандартной КИГ установить у невакцинированных против COVID-19 детей в возрасте 7—17 лет, серопозитивных к вирусу SARS-CoV-2, особенности функционального состояния вегетативной нервной системы.
Материал и методы
Дизайн исследования. Выполнено одномоментное выборочное сравнительное исследование.
Критерии соответствия. В ходе исследования сформированы 2 группы детей с отсутствием в анамнезе данных о клинической манифестации COVID-19.
Критерии включения в группу «случай»: на момент обследования практически здоровые учащиеся общеобразовательных школ мужского и женского пола в возрасте от 7 до 17 лет включительно с наличием иммуноглобулинов класса G (IgG) к SARS-COV-2.
Критерии включения в группу «контроль»: на момент обследования практически здоровые учащиеся общеобразовательных школ мужского и женского пола в возрасте от 7 до 17 лет включительно с отсутствием IgG к SARS-COV-2.
Критерии исключения: жалобы обследуемого ребенка и данные медицинской документации (форма №026/у—2000 и форма №112/у), указывающие на наличие признаков острого инфекционного заболевания, обострения хронического заболевания, психических расстройств и расстройств поведения, лабильной или стабильной артериальной гипертензии; иная возрастная категория; отсутствие информированного добровольного согласия; положительный результат ПЦР-теста на РНК коронавируса SARS-CoV-2 в анамнезе (исключены 3 человека из 96 обследованных детей); выявленные в ходе исследования по результатам электрокардиографии и КИГ нарушения ритма сердца (миграция водителя ритма по предсердиям, экстрасистолы разной топики); ухудшение самочувствия при клиноортостатической пробе (исключено 7 человек). Из дальнейшего исследования также исключены дети с наличием результатов только лабораторного обследования, отказавшиеся от КИГ (исключено 8 человек). Всего исключено 18 школьников.
Способ формирования выборки из изучаемой популяции. В исследовании применен произвольный способ формирования групп исследования.
Условия проведения и продолжительность исследования. Исследование проведено на базе ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения». Исследование выполнено в рамках НИР «Научное обоснование способов диагностики и профилактики у детей заболеваний, связанных с особенностями комплексного воздействия современного образовательного процесса, факторов окружающей среды, питания и образа жизни». В рамках НИР всего обследовано 344 школьника двух средних общеобразовательных учреждений крупного города, у 96 (27,9%) учащихся определен уровень IgG к SARS-COV-2. Исследование (включая клиническое обследование, ретроспективное сравнение, статистическую и аналитическую обработку результатов) проведено с 01.03.21 по 15.03.21.
Описание методов и объема медицинского вмешательства
В ходе исследования проведен сравнительный анализ результатов лабораторного и инструментального исследования. Общая оценка состояния здоровья выполнена врачом-педиатром. Лабораторное исследование крови натощак в утренние часы включало анализ сыворотки крови на наличие антител класса IgG к белкам коронавируса SARS-CoV-2 твердофазным иммуноферментным методом («SARS-CoV-2-IgG-Вектор» по ТУ 21.20.23-093-05664012-2020 (ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспторебнадзора) с расчетом оптической плотности и коэффициента позитивности, указывающего кратность превышения порогового уровня распознавания антител. Для данного метода, согласно инструкции по применению реагентов, нижним порогом обнаружения считали коэффициент позитивности 0,8 (ИФА-анализатор — фотометр ELx808, «BioTek», США).
Изучение параметров вегетативной регуляции ритма сердца реализовано путем кардиоинтервалографического исследования ритма сердца с выполнением клиноортостатической пробы (Поли-Спектр-8/ЕХ, «Нейрософт», Россия). Выполнен анализ спектральных показателей вариабельности сердечного ритма: высокочастотных колебаний (HF — high frequency, отражающих контроль парасимпатического отдела вегетативной нервной системы (ВНС) на сердечный ритм, %); низкочастотных колебаний (LF — low frequency, указывающих в большей степени на влияние симпатического отдела ВНС, %); очень низкочастотных колебаний (VLF — very low frequency, в происхождении которых задействованы ренин-ангиотензин-альдостероновая система, катехоламины в плазме крови, системы терморегуляции и другие метаболические системы, %); коэффициента LF/HF, который характеризует баланс симпатических и парасимпатических влияний; суммарной мощности спектра, отражающей суммарную активность нейрогуморальных влияний на сердечный ритм (ТР, мс2). Соответствие мощности спектра высокому, умеренному, низкому уровню, условной норме определяли автоматически согласно установленному программному обеспечению. Дополнительно выполнен анализ вариационной пульсометрии по Р.М. Баевскому с оценкой моды (Мо — наиболее часто встречающееся значение RR, с), амплитуды моды (АМо — число значений интервалов соответствующих Мо, и выраженное в процентах к общему числу кардиоциклов массива), вариационного размаха (ВР — разница между максимальным и минимальным значениями RR, с), индекса вегетативного равновесия (ИВР = АМо/ВР, усл. ед.), показателя адекватности процессов регуляции (ПАПР = АМо/Мо, усл. ед.), вегетативного показателя ритма (ВПР = 1/Мо×ВР, усл. ед.), индекса напряжения регуляторных систем (ИН = АМо/2×ВР×Мо, усл. ед.), исходного вегетативного тонуса и вегетативной реактивности. К показателям активности парасимпатического звена относили ТР, HF, Mo, ВР, ПАПР при обратном изменении ВПР; активность симпатического звена оценивали по значениям LF, LF/HF, ЧСС, АМо, ИВР, ИН; гуморально-метаболического звена — по значению VLF [17, 18].
Этическая экспертиза. Медико-биологические исследования одобрены локальным этическим комитетом при ФБУН «ФНЦ медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения» (выписка из протокола №3 от 01.02.21). Исследования проведены с соблюдением этических принципов Хельсинкской Декларации (1975 г. с доп. 1983 г.) и Национального стандарта РФ ГОСТ-Р 52379-2005 «Надлежащая клиническая практика» (ICH E6 GCP) при наличии письменного информированного добровольного согласия от законных представителей обучающихся.
Статистический анализ
Статистический и математический анализ, включая построение корреляционных зависимостей, выполнен с применением пакета функций статистического приложения Jamovi 1.6.23.0. Проверку параметров на нормальность распределения осуществляли на основе теста Шапиро—Уилка. Количественные показатели КИГ представлены в виде значений медианы (Me), 25-го и 75-го перцентилей, качественные показатели — в абсолютном и процентном значениях. Статистическая значимость различий в значениях переменных между группами определена критерием Манна—Уитни, сила связей между переменными — расчетом коэффициента V Крамера (для выявления силы связи между переменными, выраженными номинальными шкалами с размерностью таблицы сопряженности большей, чем 2×2 (уровень мощности спектра, класс ритмограммы, исходный вегетативный тонус, вегетативная реактивность), коэффициента φ (для выявления силы связи между переменными, выраженными номинальными шкалами с размерностью таблицы сопряженности 2×2 (половая структура изучаемых групп), коэффициента Спирмена (для выявления силы связи между переменными, выраженными порядковыми шкалами и количественными параметрами). Силу связи оценивали по шкале Чеддока. Статистически значимыми считали различия при уровне p≤0,05.
Результаты
Объекты исследования. В ходе исследования ретроспективно проанализированы результаты иммуноферментного анализа содержания IgG к SARS-CoV-2 у 78 детей, которым одновременно проведено кардиоинтервалографическое исследование. В группу наблюдения включены 54 (69,2%) школьника с выявленными IgG к SARS-CoV-2. В группу сравнения включены 24 (30,8%) ребенка с отрицательным результатом иммуноферментного анализа. В ходе сравнительного анализа, результаты которого представлены в табл. 1, установлено, что группы сопоставимы по возрастному составу, антропометрическим данным (p=0,457—0,961) и половой структуре (φ=0,017; p=0,880).
Таблица 1. Характеристика групп исследования
| Показатель | Группа наблюдения (n=54) | Группа сравнения (n=24) | p |
| Возрастные и антропометрические данные | |||
| Возраст, годы | 13,0 (11; 15) | 13,0 (10,5; 15,5) | 0,870 |
| Рост, см | 160 (151; 172) | 162 (146; 168) | 0,457 |
| Масса, кг | 49 (40,5; 64,8) | 49 (37,5; 62) | 0,750 |
| ИМТ, кг/м2 | 19,1 (16,9; 21,7) | 17,5 (16,7; 24,9) | 0,961 |
| Половая структура | |||
| Мальчики | 26 (48,2) | 12 (50) | 0,880 |
| Девочки | 28 (51,9) | 12 (50) | 0,880 |
Примечание. Данные представлены в виде Me (25; 75) и n (%). ИМТ — индекс массы тела.
Основные результаты исследования
Основные результаты кардиоинтервалографического исследования и их сравнительный анализ представлены в табл. 2.
Таблица 2. Результаты фоновой записи и ортостатической пробы кардиоинтервалографии у детей исследуемых групп
| Показатель | Спектральные параметры КИГ | ||||||||||||||||||
| фоновая запись | ортостатическая запись | ||||||||||||||||||
| группа наблюдения (n=54) | группа сравнения (n=24) | p | группа наблюдения (n=54) | группа сравнения (n=24) | p | ||||||||||||||
| TP, мс2 | 4272 (3005; 8146) | 3213 (1706; 4656) | 0,025 | 3252 (1962; 4464) | 2717 (2077; 4712) | 0,803 | |||||||||||||
| VLF, % | 28,2 (18,9; 40,7) | 30,9 (25,1; 36,2) | 0,766 | 39 (31,3; 44) | 42 (33,8; 59,9) | 0,089 | |||||||||||||
| LF, % | 24,7 (18,6; 35,2) | 27,9 (23,2; 33,1) | 0,277 | 46,5 (41,7; 56,6) | 37,9 (28,1; 46,5) | 0,002 | |||||||||||||
| HF, % | 42,1 (27,4; 51,4) | 38,7 (29,5; 48,6) | 0,737 | 12 (9,06; 16,1) | 13,3 (9,64; 17,9) | 0,468 | |||||||||||||
| Мощность спектра, %* | |||||||||||||||||||
| Мощность спектра | Группа наблюдения (n=54) | Группа сравнения (n=24) | |||||||||||||||||
| n | % | n | % | ||||||||||||||||
| Высокая | 30 | 55,56 | 8 | 33,33 | |||||||||||||||
| Умеренная | 23 | 42,59 | 12 | 50,00 | |||||||||||||||
| Условная норма | 1 | 1,85 | 2 | 8,33 | |||||||||||||||
| Низкая | 0 | 0,00 | 2 | 8,33 | |||||||||||||||
| Класс ритмограммы, %** | |||||||||||||||||||
| Класс 1 | 28 | 51,85 | 14 | 58,33 | |||||||||||||||
| Класс 2 | 10 | 18,52 | 4 | 16,67 | |||||||||||||||
| Класс 3 | 16 | 29,63 | 6 | 25,00 | |||||||||||||||
| Вариационная пульсометрия по Р.М. Баевскому | |||||||||||||||||||
| Показатель | Фоновая запись | Ортостатическая запись | |||||||||||||||||
| группа наблюдения (n=54) | группа сравнения (n=24) | p | группа наблюдения (n=54) | группа сравнения (n=24) | p | ||||||||||||||
| ЧСС, уд /мин. | 76 (72; 80) | 77 (66; 87) | 0,770 | 102 (95; 112) | 101 (90; 110) | 0,420 | |||||||||||||
| Мо, с | 0,79 (0,75; 0,83) | 0,76 (0,69; 0,92) | 0,987 | 0,58 (0,54; 0,60) | 0,58 (0,55; 0,66) | 0,291 | |||||||||||||
| АМо, % | 33,6 (27,9; 39,6) | 38,5 (33,1; 48,1) | 0,17 | 41,1 (37,4; 46,9) | 45,5 (36,4; 48,5) | 0,965 | |||||||||||||
| ВР, с | 0,37 (0,30; 0,47) | 0,30 (0,26; 0,42) | 0,124 | 0,29 (0,22; 0,34) | 0,30 (0,21; 0,37) | 0,492 | |||||||||||||
| ИВР, у.е. | 85 (59; 127) | 115 (76; 183) | 0,054 | 140 (108; 212) | 137 (101; 227) | 0,705 | |||||||||||||
| ПАПР, у.е. | 42,6 (32,4; 52,7) | 47,1 (36,8; 67,6) | 0,110 | 72,3 (60,2; 87,1) | 81,8 (53,4; 89,3) | 0,845 | |||||||||||||
| ВПР, у.е. | 3,37 (2,67; 4,3) | 3,89 (2,31; 5,53) | 0,265 | 6,05 (4,77; 8,26) | 5,8 (4,46; 8,10) | 0,465 | |||||||||||||
| ИН, у.е. | 55,1 (39,8; 85,8) | 74,4 (38,9; 124) | 0,113 | 120 (93,2; 205) | 125 (73,3; 201) | 0,709 | |||||||||||||
| Исходный вегетативный тонус, %*** | |||||||||||||||||||
| Исходный вегетативный тонус | Группа наблюдения (n=54) | Группа сравнения (n=24) | |||||||||||||||||
| n | % | n | % | ||||||||||||||||
| Эйтония | 35 | 64,81 | 12 | 50,00 | |||||||||||||||
| Ваготония | 7 | 12,96 | 2 | 8,33 | |||||||||||||||
| Симпатикотония | 11 | 20,37 | 7 | 29,17 | |||||||||||||||
| Гиперсимпатикотония | 1 | 1,85 | 3 | 12,50 | |||||||||||||||
| Вегетативная реактивность, %**** | |||||||||||||||||||
| Вегетативная реактивность | Группа наблюдения (n=54) | Группа сравнения (n=24) | |||||||||||||||||
| n | % | n | % | ||||||||||||||||
| Нормальная | 25 | 46,30 | 15 | 62,5 | |||||||||||||||
| Гиперсимпатикотоническая | 29 | 53,70 | 9 | 37,5 | |||||||||||||||
| Асимпатикотоническая | 0 | 0,00 | 0 | 0,00 | |||||||||||||||
Примечание. Данные представлены в виде медианы и персентилей Me (25; 75), абсолютных (n) и относительных (%) частот. ИМТ — индекс массы тела. * — значимость межгрупповых различий по критерию Манна—Уитни — 0,025; коэффициент корреляции V Крамера — 0,324, p=0,042; ** — значимость межгрупповых различий по критерию Манна—Уитни — 0,602; *** — значимость межгрупповых различий по критерию Манна—Уитни — 0,104; **** — значимость межгрупповых различий по критерию Манна—Уитни — 0,100. TP — суммарная мощность спектра во всех диапазонах; HF — мощность высокочастотного спектра; LF — мощность низкочастотного спектра; VLF — мощность очень низкочастотного спектра; ЧСС — частота сердечных сокращений; Mo — мода нормальных кардиоинтервалов; AMo — амплитуда моды; ВР — вариационный размах; ИВР — индекс вегетативного равновесия; ПАПР — показатель адекватности процессов регуляции; ВПР — вегетативный показатель ритма; ИН — индекс напряжения.
В ходе анализа результатов КИГ покоя установлено, что у детей группы наблюдения статистически значимо выше уровень общей мощности спектра (p=0,025) при отсутствии разницы между процентным значением VLF, LF, HF в структуре мощности спектра нейрогуморальной модуляции синусового ритма (p=0,277—0,766). Изучение соответствия мощности спектра различным диапазонам показало статистически значимые различия в показателях переменной «Уровень спектра мощности» между группой наблюдения и группой сравнения (p=0,025; коэффициент корреляции V Крамера 0,324, p=0,042, связь умеренная). При этом статистически значимые прямые связи между интенсивностью образования антител IgG к SARS-CoV-2 и количественным значением ТР не установлены (коэффициент корреляции Спирмена 0,147; p=0,199). В показателях переменной «Класс ритмограммы» между группой наблюдения и группой сравнения статистически значимые различия не выявлены (p=0,602).
При проведении ортостатической пробы у детей и подростков группы наблюдения относительно группы сравнения установлено большее снижение значения ТР (в 1,3 и 1,2 раза соответственно). При наличии статистически значимой разницы между относительными значениями LF (p=0,002), между значениями HF и VLF разница не установлена (p=0,089—0,468). При корреляционном анализе не установлена статистически значимая связь между уровнем IgG к SARS-CoV-2 и значением суммарной мощности спектра ТР (коэффициент корреляции Спирмена — 0,100; p=0,386).
Анализ значений медиан показателей КИГ по Р.М. Баевскому не выявил статистически значимых межгрупповых различий при сопоставлении результатов фоновой записи (p=0,054—0,987) и клиноортостатической пробы (p=0,291—0,965) (см. табл. 2).
В показателях переменных «Исходный вегетативный тонус», «Вегетативная реактивность» между группой наблюдения и группой сравнения статистически значимые различия также не выявлены (p=0,104 и p=0,100 соответственно).
Нежелательные явления. К нежелательным явлениям отнесено ухудшение самочувствия при заборе крови и проведении клиноортостатической пробы (головокружение, тошнота, слабость). Других нежелательных явлений не было.
Обсуждение
Обсуждение основного результата исследования. Целью настоящего исследования было изучить особенности параметров спектрального и вариационного анализа стандартной КИГ с ортостатической пробой у детей в возрасте 7—17 лет с наличием IgG к SARS-CoV-2. Современные исследователи акцентируют внимание на необходимости изучения влияния коронавирусной инфекции на детский организм с целью прогнозирования осложнений, выявления групп риска и формирования реабилитационных мероприятий [19—22].
Выборка проведенного исследования по точности соответствует формату ориентировочного знакомства [23].
Настоящее исследование являлось ретроспективным, группы исследования сформированы по наличию IgG к SARS-CoV-2. Установлено, что у 54 из 78 школьников, включенных в исследование, без подтвержденного ПЦР-тестом диагноза COVID-19 в анамнезе выявлены IgG к SARS-CoV-2. Учитывая, что данное исследование проводили в период объявленной ВОЗ пандемии новой коронавирусной инфекции и до начала вакцинации подростков, можно предположить, что наличие антител к SARS-CoV-2 у детей и подростков обусловлено бессимптомной или легкой формой COVID-19, протекающей под маской сезонного респираторного заболевания, и не было необходимости в идентификации возбудителя. В группе наблюдения доли мальчиков и девочек близки по значению (48,2 и 51,9%), что совпадает с результатами ранее проведенных исследований [7, 13].
В ходе сравнительного анализа существенные различия между параметрами КИГ не выявлены, за исключением относительного значения низкочастотных колебаний (LF) и структуры мощности спектра при фоновой записи. При проведении корреляционного анализа не выявлена статистически значимая обратная связь между абсолютным значением ТР и уровнем IgG к SARS-CoV-2, что предполагает влияние неучтенных и невыявленных конфаундеров на установленную межгрупповую разницу. Установленные статистически значимые межгрупповые различия по относительному значению низкочастотных колебаний (LF) и структуре мощности спектра после поправки на множественное сравнение не являются значимыми на уровне 0,05 и могут быть ложноположительными отвержениями.
В настоящее время множество исследований направлены на поиск методов выявления специфичных нарушений состояния здоровья, ассоциированных с воздействием новой коронавирусной инфекции. Полученное в данном исследовании отсутствие статистически значимой межгрупповой разницы по данным спектральной КИГ и вариационной пульсометрии по Р.М. Баевскому, включая оценку исходного вегетативного тонуса и вегетативной реактивности, свидетельствует о том, что отрицательное воздействие коронавирусной инфекции на состояние ВНС у детей отсутствует или доказательные данные о наличии этого воздействия недостаточны из-за малого объема обследованной группы. Необходимо провести дальнейшие исследования на больших выборках, прежде чем рекомендовать применение метода КИГ в клинической практике.
Ограничения исследования. Результаты исследований могут быть экстраполированы на детей без указания в анамнезе на проведенную вакцинацию против новой коронавирусной инфекции, а также при качественном определении твердофазным иммуноферментным методом содержания IgG к белкам коронавируса SARS-CoV-2 «SARS-CoV-2-IgG-Вектор» тест-системой ФБУН ГНЦ ВБ «Вектор» Роспторебнадзора (Россия). Как любое серологическое исследование, определение IgG к SARS-CoV-2 может давать определенную долю ошибочных результатов. Проведенное исследование соответствует исследованию потенциально низкой мощности. Описанные результаты должны быть проверены в других исследованиях, поскольку получены на небольшой группе обследованных.
Направления дальнейших исследований. Перспективы дальнейшей работы состоят в увеличении объема выборки и расширении возрастного диапазона обследуемых (15—18 лет) для дальнейшего сравнительного анализа. Планируется проведение стандартного кардиоинтервалографического исследования у детей с подтвержденной методом ПЦР новой коронавирусной инфекцией и сравнительного анализа состояния ВНС по данным КИГ у детей с разной степенью тяжести COVID-19.
Заключение
На основании отсутствия статистически значимых межгрупповых различий между временными и спектральными показателями вариабельности сердечного ритма у серопозитивных и серонегативных школьников можно предположить, что диагностическая ценность стандартной кардиоинтервалографии для выявления врачами-педиатрами, специалистами по медицинской профилактике и медицинской реабилитации специфических постковидных нарушений вегетативной нервной системы у невакцинированных детей с сероконверсией к вирусу SARS-CoV-2, обусловленной вероятным инфицированием данным вирусом, неоднозначна, что обусловливает необходимость проведения исследования, соответствующего большей точности.
Участие авторов: концепция и дизайн исследования — И.Е. Штина, С.Л. Валина; сбор и обработка материала, статистическая обработка — И.Е. Штина; написание текста — И.Е. Штина, О.Ю. Устинова, С.Л. Валина; редактирование — О.Ю. Устинова, С.Л. Валина.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.