Những gì chúng ta chưa biết về Coronavirus/Chinavirus-What We Don’t Know About the Coronavirus-The New Yorker

Scientist in clean suit examining silicon wafer in telescope in laboratory


NHỮNG GÌ CHÚNG TA KHÔNG ĐƯỢC BIẾT VỀ CORONAVIRUS

By Clifford Marks and Trevor Pour / April 29, 2020

Chúng ta nghĩ rằng COVID-19 là một bệnh về đường hô hấp. Khi các thế hệ tương lai nhìn lại đại dịch này, biểu tượng mang tính biểu tượng của nó có lẽ sẽ là máy thở. Nhưng, mặc dù các vấn đề về hô hấp là cốt lõi của bệnh, COVID-19 đã tiết lộ rằng nó không chỉ là một bệnh viêm phổi do virus đơn giản. Các bác sĩ trên toàn thế giới, bao gồm cả ở khoa cấp cứu nơi chúng tôi làm việc, tại Bệnh viện Mount Sinai, Manhattan đã học được cách khó mà coronavirus không bị giam cầm trong phổi. COVID-19 có thể đẩy cơ thể vào tình trạng thất bại, đưa hệ thống miễn dịch của cơ thể vào tình trạng quá tải thảm khốc và gây ra các cục máu đông cản trở máu lưu thông đến phổi, tim hoặc não. Nó là một căn bệnh phức tạp đáng chú ý, mà ngay cả những bác sĩ giàu kinh nghiệm nhất cũng phải vật lộn để hiểu.

Trên blog, podcast, và #medtwitter, các thành viên của cộng đồng y tế đã trao đổi những câu chuyện và lý thuyết về những rắc rối của COVID-19. Thông thường, cuộc trò chuyện của họ đã tuân theo phương pháp của các bác sĩ chăm sóc quan trọng. Các bác sĩ làm việc tại I.C.U. có xu hướng không nói về các triệu chứng hoặc bệnh đau ngực, bệnh tiểu đường, nhưng về các hệ thống cơ quan, có thể gặp trục trặc và tương tác theo những cách phức tạp. Hệ thống theo hệ thống, một hình ảnh của COVID-19 đang xuất hiện. Làm rõ nó có thể có nghĩa là sự khác biệt giữa sự sống và cái chết cho hàng ngàn người trong những tháng tới.

Khó thở mà đặc trưng nhất của COVID-19 được hiểu một cách hợp lý.

Nó bắt nguồn từ các túi khí của phổi, được gọi là phế nang, nơi máu và không khí được ngăn cách bởi các màng mỏng đến mức oxy và carbon dioxide có thể đi vào và ra khỏi máu, tương ứng. Giữa họ, phổi có một nơi nào đó trong khu phố sáu trăm triệu phế nang. COVID-19 nghiêm trọng khiến nhiều người trong số họ sụp đổ hoặc đổ đầy chất lỏng. Virus tấn công các tế bào lót phế nang; hệ thống miễn dịch hoạt động quá mức của chúng ta, trong nỗ lực chống lại virus, cũng có thể gây hại cho chúng. Kết quả là không đủ oxy vào máu.

Các bác sĩ cố gắng giải quyết vấn đề này có hai công cụ cơ bản theo ý của họ: oxy và áp lực. Họ có thể cung cấp cho bệnh nhân oxy tập trung vượt quá hai mươi mốt phần trăm thông thường được tìm thấy trong không khí bình thường. Ngoài ra, bằng cách sử dụng máy CPAP hoặc máy thở, họ có thể tạo ra một loại áp suất không khí duy trì trong phổi. phổi thường sẽ trống rỗng không khí. (Hãy tưởng tượng hơi thở vào và thở ra khi nhìn qua cửa sổ của một chiếc ô tô đang di chuyển: cảm giác đầy hơi đó là PEEP.) Các bác sĩ cũng đã cải thiện quá trình oxy hóa bằng cách “proning” bệnh nhân, đó là, định kỳ đưa chúng vào bụng.

Định vị như vậy tận dụng trọng lực để phù hợp với các khu vực của phổi chứa đầy không khí với các khu vực lưu lượng máu cao hơn.

Tất cả điều này làm cho ý nghĩa cơ học đơn giản. Tuy nhiên, những bí ẩn lơ lửng xung quanh những điều chắc chắn. Các bác sĩ theo dõi độ “bão hòa oxy” của các bệnh nhân mắc COVID-19, họ theo dõi tỷ lệ phần trăm của các phân tử “hemoglobin” trong máu hiện đang mang oxy.

Thông thường, ở những bệnh nhân có phổi khỏe mạnh, mức bão hòa oxy dưới chín mươi phần trăm là nguyên nhân gây lo ngại nghiêm trọng: khi các cơ quan quan trọng như tim và não bị thiếu oxy, nguy cơ tử vong. Nhưng các bác sĩ đang tìm thấy, thật kỳ lạ, một số bệnh nhân COVID-19 vẫn có thể thoải mái chủ quan ngay cả khi mức độ bão hòa của họ giảm xuống dưới các phạm vi này. Tình trạng thiếu oxy máu thầm lặng này là đáng sợ đối với các bác sĩ, những người liên kết số lượng thấp như vậy với cái chết sắp xảy ra. Và nó bí ẩn sâu sắc, vì những con số có vẻ không hợp lý.

Có phải giảm oxy máu thầm lặng là một dấu hiệu cho thấy, mặc dù một bệnh nhân cảm thấy tương đối tốt, nhưng cuối cùng là mất thở? Hoặc là do virus bằng cách nào đó can thiệp vào máu hemoglobin, hoặc với các phần của não cảnh báo chúng ta khi chúng ta cần nhiều oxy hơn? Lý thuyết rất nhiều. Trong khi đó, thiếu oxy máu thầm lặng làm phức tạp quyết định đặt nội khí quản. Trong những ngày đầu điều trị COVID-19, độ bão hòa oxy thấp mà không cải thiện thường được xem là một dấu hiệu cho thấy đặt nội khí quản là cần thiết ngay lập tức.

Nhưng vào đầu tháng 3, các báo cáo về các bệnh nhân thoải mái với tỷ lệ bão hòa thấp bất thường đã bắt đầu lan truyền nhanh chóng giữa các bác sĩ trực tuyến. Một hình ảnh đặc biệt ghi lại, được đăng trên Twitter bởi một bác sĩ y khoa cấp cứu ở thành phố New York, cho thấy một bệnh nhân bình tĩnh đọc trên điện thoại của mình trong khi màn hình trên cao của cô cho thấy tỷ lệ bão hòa chỉ là năm mươi bốn phần trăm. Cho đến khi chúng ta hiểu rõ hơn đằng sau tình trạng thiếu oxy trong im lặng và tại sao một số người gặp phải nó và những người khác thì không, chúng ta sẽ không có lựa chọn nào khác ngoài việc sống với bí ẩn, nghiên cứu kỹ một số bệnh nhân có nồng độ oxy trong những năm bảy mươi và tám mươi, và những ai là chúng ta có thể đã vội vàng đặt nội khí quản trong quá khứ.

Trong vài giờ sau khi bị virus xâm nhập, hệ thống miễn dịch cơ thể có thể biến thành hành động. Hệ thống miễn dịch bẩm sinh, nhận ra các cấu trúc protein phổ biến đối với nhiều mầm bệnh, phản ứng đầu tiên, bằng cách loại bỏ các tín hiệu suy yếu hóa học gọi là cytokine. Chúng lây lan từ vị trí nhiễm trùng, hướng dẫn cơ thể tăng nhiệt độ và chuyển lưu lượng máu đến khu vực bị ảnh hưởng; chúng cũng kích hoạt các tế bào hệ thống miễn dịch khác, bắt đầu phát triển các kháng thể đặc biệt chống lại sự nhiễm trùng. Không có cytokine, hệ thống miễn dịch sẽ chùng xuống trong khi nhiễm trùng tàn phá. Nhưng hệ thống cytokine có một điểm yếu. Một số mầm bệnh có thể kích động nó một cách sai lầm, do đó, nó khiến cho hệ thống miễn dịch nói chung trở nên quá tải. Trong những gì được biết đến như một cơn bão cytokine, sốt và viêm tăng vọt ngoài tầm kiểm soát. Nó không rõ tại sao một số bệnh nhân có thể gặp hiện tượng này trong khi những người khác thì không.

Đối mặt với một cơn bão cytokine ở một bệnh nhân, bác sĩ có thể cố gắng điều chỉnh phản ứng của hệ thống miễn dịch. Vấn đề là nổi bật sự cân bằng đúng. Trong khi một số bệnh nhân có thể được hưởng lợi từ một mức độ ức chế miễn dịch gây ra về mặt y tế, có những người khác mà sự can thiệp như vậy có thể gây ra tác hại lớn. Một số bệnh viện đã bắt đầu thận trọng sử dụng steroid hoặc thuốc ức chế cytokine IL-6.

Nhưng dữ liệu thử nghiệm lâm sàng chất lượng cao về các phương pháp điều trị như vậy đã giành được sự sẵn sàng trong một thời gian dài. Hơn nữa, ngay cả khi kết quả ban đầu rất đáng khích lệ, chúng tôi vẫn sẽ phải phân biệt giữa những bệnh nhân sẽ được hưởng lợi từ việc ức chế miễn dịch và những người đã phục hồi. Trước đây, các bác sĩ đã giải thích nồng độ protein ferritin trong máu tăng cao là dấu hiệu cho thấy một cơn bão cytokine đang diễn ra. Một số hiện đang sử dụng phân tích đó trong điều trị COVID-19. Chỉ có thời gian mới trả lời được họ có đúng không.

Nó không chỉ có hệ thống miễn dịch mà phải duy trì sự cân bằng tinh tế. Dòng máu cũng vậy, tồn tại trong một cuộc chiến giằng co không ngừng giữa chảy máu và đông máu. Chảy máu quá nhiều, và chấn thương nhỏ nhất có thể gây xuất huyết, thậm chí đến mức tử vong (mối nguy hiểm mà những người mắc bệnh máu khó đông phải đối mặt); quá xa theo hướng khác, và cục máu đông sẽ hình thành trong trường hợp không có chấn thương, có khả năng gây tắc nghẽn mạch máu và gây ra thiệt hại chết người nếu chúng di chuyển đến tim, phổi hoặc não.

Bằng cách đo một loại protein trong máu có tên là D-dimer, các bác sĩ có thể hiểu được mức độ đông máu dư thừa đang diễn ra trong máu. Nhiều nhiễm trùng gây ra sự gia tăng đông máu.

Nhưng ở một số bệnh nhân COVID-19, các bác sĩ đang nhìn thấy gai nhọn. Một vài bệnh nhân dường như có cục máu đông bệnh lý lan rộng. Một trong những bệnh nhân của chúng tôi, một người đàn ông khỏe mạnh ở độ tuổi 50, đã đến bệnh viện của chúng tôi I.C.U. với cấp độ D-dimer của một nghìn độ cao nhưng không đáng kể. Nhưng khi một bác sĩ cố gắng đặt một I.V. vào một trong những người đàn ông, những người có xương đùi, những người có mạch máu lớn nhất ở chân, bác sĩ đã phát hiện ra, thông qua việc sử dụng siêu âm đầu giường, nó chứa đầy những cục máu đông. Thử nghiệm D-dimer thứ hai, được thực hiện chỉ vài giờ sau lần đầu tiên, đã đăng ký mức hơn mười nghìn. Người đàn ông chết vài giờ sau đó.

Nó có thể là cơn bão cytokine đang gây ra đông máu hoạt động quá mức. Nhưng, bất kể nguyên nhân là gì, các bác sĩ lâm sàng phải đối mặt với một thách thức. Các bác sĩ thường cung cấp một lượng nhỏ thuốc chống đông máu cho bệnh nhân nhập viện, đơn giản vì nằm trên giường trong một thời gian dài làm cho đông máu dễ xảy ra hơn. Nhưng mức độ cực đoan hơn của nhu cầu đông máu mạnh hơn chống đông máu và các bác sĩ phải tìm ra khi nào nên quản lý nó và cho ai. Những loại thuốc này mang rủi ro riêng của họ. Bệnh nhân bị đông máu xương đùi ngay lập tức được đưa vào thuốc chống đông máu tích cực. Tuy nhiên, cái chết của anh ấy, và sự gia tăng nhanh chóng trong D-dimer của anh ấy, cho thấy rằng các can thiệp chống đông máu thành công ở những bệnh nhân khác có thể cần phải đến sớm hơn.

Các bác sĩ thường kiểm tra các bệnh nhân bị bệnh nghiêm trọng để tìm các protein nhiệt đới đặc hiệu cho tim trong các dòng máu thường chỉ tìm thấy trong các cơ của tim. Sự hiện diện của các protein như vậy trong máu cho thấy tổn thương tim. Một số bệnh nhân COVID-19 nặng có nồng độ troponin tăng cao; trái tim của họ dường như bị hư hại. Mặc dù vậy, chúng tôi không hoàn toàn chắc chắn về những gì mà gây ra thiệt hại, và vì vậy chúng tôi không thể biết chính xác cách xử lý nó.

Một nguyên nhân chính gây tổn thương tim là do thiếu oxy: đó là những gì xảy ra trong cơn đau tim, khi sự tắc nghẽn đột ngột của động mạch vành ngăn cản oxy đến cơ tim. Đói cũng có thể xảy ra khi phổi không ngăn được oxy xâm nhập vào máu, hoặc khi nhiễm trùng huyết làm giảm huyết áp đến mức ngay cả máu được oxy hóa đúng cách cũng có thể đến tim đủ nhanh. Những vấn đề này rất đáng kể và, theo nghĩa rộng, các bác sĩ biết cách đáp ứng với chúng. Tuy nhiên, có những khả năng khác. Có lẽ sực di chuyển của các cục máu đông đang làm nghẹt lưu thông các ống dẫn máu.

Các báo cáo ban đầu từ Trung Quốc, trong khi đó, cho rằng coronavirus có thể tấn công trực tiếp vào cơ tim, gây ra một hội chứng được gọi là viêm cơ tim. Không ai biết chắc chắn phương pháp điều trị tốt nhất cho dạng viêm cơ tim này có thể là gì. Một số bác sĩ đã báo cáo rằng steroid có thể giúp ích cho steroid và steroid cũng hoạt động như một chất ức chế miễn dịch. Trong chăm sóc quan trọng, nó rất khó để đưa một hệ thống cơ quan vào trạng thái cân bằng mà không làm mất ổn định hệ thống khác.

Một câu chuyện tương tự dường như được mở ra xung quanh thận. Thận đóng vai trò là bộ lọc cho máu, loại bỏ một số hợp chất và bài tiết chúng qua nước tiểu, đồng thời điều chỉnh thành phần chính xác của chất điện giải cho phép các tế bào hoạt động. Suy thận hoàn toàn là một bản án tử hình nếu nó không được giải quyết nhanh chóng. Thật không may, nhiều bệnh nhân COVID-19 bị bệnh nặng. Giống như máy thở đang thay thế cho bệnh suy phổi, vì vậy máy lọc máu đang thay thế cho thận bị suy. Các khu vực chịu ảnh hưởng nặng nề nhất của đất nước đang phải đối mặt với sự thiếu hụt các nguồn cung cấp cần thiết cho lọc máu: máy lọc máu, chất lỏng được sử dụng trong quá trình lọc máu và các y tá đã được đào tạo xử dụng máy.

Chúng tôi không biết cách chấn thương thận diễn ra ở bệnh nhân COVID-19. Nó có khả năng một số người sẽ phục hồi chức năng thận của họ, trong khi những người khác có thể mất nó vĩnh viễn. Chúng tôi cũng không biết tại sao mọi người lại bị suy thận ngay từ đầu. Như với trái tim, nó có thể là thiếu oxy là vấn đề. Nhưng một số bác sĩ lâm sàng cho rằng virus đang tấn công trực tiếp vào các tế bào thận và có dữ liệu sinh thiết từ Trung Quốc cũng hỗ trợ luận án này.

conceptual virus illustration

Các hệ thống cơ quan khác vẫn có thể tham gia vào COVID-19. Protein thụ thể ACE-2, được coronavirus sử dụng để xâm nhập vào tế bào người, không chỉ tồn tại trong đường hô hấp mà còn trên các tế bào trong dạ dày, ruột, gan, thận và não. Có nhiều báo cáo về bệnh nhân coronavirus bị viêm não, viêm não có thể gây tử vong và có dấu hiệu tăng tỷ lệ đột quỵ. Trong bệnh viện của chúng tôi, chúng tôi đã thấy một số bệnh nhân COVID-19 bị biến chứng nặng của bệnh tiểu đường được gọi là nhiễm toan đái tháo đường, mặc dù không có tiền sử là bệnh nhân tiểu đường.

Tháng trước, chúng tôi đã sàng lọc COVID-19 bằng cách hỏi về sốt và ho. Bây giờ chúng ta biết rằng bệnh biểu hiện theo những cách khác, hoặc đôi khi tiến hành không có triệu chứng nào cả. Một bệnh nhân gần đây đã đến E.R. báo cáo ba ngày bị tiêu chảy và một ngày buồn nôn và nôn; Cô ấy nói rằng cô ấy cảm thấy yếu đuối nhưng đã bị sốt, ớn lạnh, đổ mồ hôi hoặc các triệu chứng hô hấp. Độ bão hòa oxy của cô là dưới chín mươi; X-quang ngực của cô phù hợp với COVID-19.

Đối với chúng tôi, và đối với nhiều bác sĩ mà chúng tôi biết, những trường hợp như thế này đã trở thành đối tượng tiêu thụ niềm đam mê. Trong những khoảnh khắc rảnh rỗi, chúng tôi chia sẻ cho bệnh nhân về mức độ D-dimer trên bầu trời và trao đổi lý thuyết về nguồn gốc của các bài đọc oxy trái ngược của họ. Trong trường hợp không có dữ liệu từ các thử nghiệm ngẫu nhiên, tiềm năng, chúng tôi tìm kiếm câu trả lời trên các tài khoản Twitter của đồng nghiệp, trong các cuộc phỏng vấn với các bác sĩ Trung Quốc hoặc Ý và trong các biểu đồ bệnh nhân của chúng tôi. Các đồng nghiệp của chúng tôi tại Mount Sinai đang tích cực bắt tay vào hàng chục dự án nghiên cứu, từ các chiến lược quản lý máy thở đến các yếu tố quyết định xã hội của tử vong covid-19, nhưng nhiều tháng sẽ trôi qua trước khi các dự án này cho chúng ta cái nhìn sâu sắc khách quan về căn bệnh này. Mong muốn tuyệt vọng cho sự rõ ràng là rõ ràng ở mọi cấp độ của ngành y. Đầu tháng này, Tạp chí Y học New England đã công bố một nghiên cứu quan sát, năm mươi ba bệnh nhân về thuốc chống vi rút Remdesivir; Nhiều nhà quan sát chỉ trích tạp chí đã xuất bản nó, bởi vì thử nghiệm không có nhóm kiểm soát cũng như ngẫu nhiên, và vì vậy không có kết luận thống kê có ý nghĩa nào có thể được rút ra từ kết quả của nó. (Ngay cả các tác giả của nó cũng lưu ý rằng việc đo lường thực tế hiệu quả của thuốc sẽ yêu cầu các thử nghiệm ngẫu nhiên, kiểm soát giả dược liên tục.)

Chưa hết, như nhà sử học khoa học Lorraine Daston viết trong một bài tiểu luận gần đây, nó tự nhiên đưa ra câu trả lời vào buổi bình minh của đại dịch. “Vào những thời điểm không chắc chắn về khoa học, sự quan tâm của khoa học,” Daston viết, “quan sát, thường được coi là mối quan hệ nghèo nàn của thí nghiệm và thống kê trong khoa học.” Đối mặt với một căn bệnh mới, các bác sĩ không còn lựa chọn nào khác ngoài việc “chuyển sang các trường hợp đơn lẻ gợi ý, dị thường, mô hình một phần.” Dần dần, như những ý tưởng của chúng ta về “những gì hoạt động và những gì không” có thể giúp đỡ cho chúng ta biết “những gì cần kiểm tra, những gì cần đếm,” những hình ảnh được sáng tỏ. Cho đến lúc đó, “chúng ta trở lại vào thế kỷ thứ mười bảy, thời đại của chủ nghĩa kinh nghiệm không có căn cứ và quan sát như thể cuộc sống của chúng ta phụ thuộc vào nó.” Một bệnh nhân tại một thời điểm, chúng ta phải làm việc theo cách của chúng ta để đi đến hiện tại.

What We Don’t Know About the Coronavirus

By Clifford Marks and Trevor Pour

April 29, 2020

covid-19 has been shown to damage multiple organ systems, including the lungs, the heart, the kidneys, and the brain.

We think of covid-19 as a disease of the respiratory tract. When future generations look back on this pandemic, its iconic symbol will probably be the ventilator. But, although respiratory problems are at the core of the disease, covid-19 has revealed itself to be more than a straightforward viral pneumonia. Doctors around the world—including in the emergency department where we work, at Mount Sinai Hospital, in Manhattan—have learned the hard way that the coronavirus doesn’t confine its ravages to the lungs. covid-19 can push kidneys into failure, send the body’s immune system into catastrophic overdrive, and cause blood clots that impede circulation to the lungs, heart, or brain. It’s a disease of remarkable complexity, which even the most experienced doctors are struggling to understand.

On blogs, podcasts, and #medtwitter, members of the medical community have been trading stories and theories about covid-19’s intricacies. Often, their conversation has followed the methodology of critical-care doctors. Physicians who work in I.C.U.s tend to talk not about symptoms or diseases—chest pain, diabetes—but about organ systems, which can malfunction and interact in complex ways. System by system, a picture of covid-19 is emerging. Clarifying it may mean the difference between life and death for thousands of people in the months to come.

The shortness of breath that’s most characteristic of covid-19 is reasonably well understood. It originates in the gossamer air sacs of the lungs, called alveoli, where blood and air are separated by such thin membranes that oxygen and carbon dioxide can pass into and out of the bloodstream, respectively. Between them, the lungs have somewhere in the neighborhood of six hundred million alveoli. Severe covid-19 causes many of them to either collapse or fill with fluid. The virus attacks the cells lining the alveoli; our overactive immune systems, in trying to fight the virus, may be damaging them as well. The result is that not enough oxygen gets into the blood.The New Yorker’s coronavirus news coverage and analysis are free for all readers.

Doctors trying to solve this problem have two basic tools at their disposal: oxygen and pressure. They can give patients concentrated oxygen beyond the usual twenty-one per cent that is found in normal air. Alternatively, using a cpap machine or ventilator, they can create a kind of sustained air pressure within the lungs—“positive end-expiratory pressure,” or peep—which keeps the alveoli open, and thus more receptive to oxygen, at moments when the lungs would ordinarily be emptier of air. (Imagine breathing in and out while leaning through the window of a moving car: that lungs-full-of-air feeling is peep.) Doctors have also been improving oxygenation by “proning” patients—that is, periodically turning them onto their stomachs. Such positioning takes advantage of gravity to match areas of air-filled lung with areas of higher blood flow.

All this makes straightforward mechanical sense. Still, mysteries hover around the certainties. Doctors track the “oxygen saturation” of patients with covid-19—they monitor the percentage of hemoglobin molecules in the bloodstream that are currently carrying oxygen. Ordinarily, in patients with healthy lungs, an oxygen-saturation level below ninety per cent is cause for grave concern: when vital organs such as the heart and brain become starved for oxygen, the risk of death skyrockets. But doctors are finding, bizarrely, that some covid-19 patients can remain subjectively comfortable even when their saturation levels fall far below these ranges. This “silent hypoxemia” is frightening for physicians, who associate such low numbers with imminent death. And it’s deeply mystifying, since the numbers seem implausible.

Is silent hypoxemia a sign that, even though a patient feels relatively well, the bottom is about to drop out? Or is the virus somehow interfering with the blood’s hemoglobin, or with the parts of the brain that warn us when we need more oxygen? Theories abound. Meanwhile, silent hypoxemia complicates the decision to intubate. In the early days of covid-19 treatment, low oxygen saturation that failed to improve was generally seen as an indication that intubation was necessary right away. But in early March reports of comfortable patients with discordantly low saturation rates began spreading rapidly among doctors online. One particularly arresting image, posted on Twitter by a New York City emergency-medicine physician, shows a patient calmly reading on her phone while her overhead monitor reveals a saturation rate of just fifty-four per cent. Until we better understand the physiology behind silent hypoxemia, and why some people experience it and others do not, we will have no choice but to live with the mystery, scrutinizing some patients who have oxygen levels in the seventies and eighties, and whom we might have rushed to intubate in the past.

COVID19 is a disease of remarkable complexity which even the most experienced doctors are struggling to understand.
covid-19 is a disease of remarkable complexity, which even the most experienced doctors are struggling to understand.Photograph by Sergio Perez / Reuters

Within hours of a viral invasion, the body’s immune system swings into action. The “innate” immune system, which recognizes protein structures common to many pathogens, reacts first, by releasing a family of chemical distress signals called cytokines. They spread from the site of the infection, instructing the body to raise its temperature and divert blood flow to the affected area; they also activate other immune-system cells, which begin developing antibodies specifically targeting the invaders. Without cytokines, the immune system would slumber while infections wreak havoc. But the cytokine system has a weakness. Some pathogens can provoke it in a perverse way, so that it goads the immune system as a whole into overdrive. In what’s known as a cytokine storm, fever and inflammation spike out of control. It’s unclear why some patients might experience this phenomenon while others do not.

Faced with a cytokine storm in a patient, a doctor can try to modulate the immune system’s response. The problem is striking the right balance. While some patients may benefit from a degree of medically induced immunosuppression, there are others for whom such an intervention could cause great harm. Some hospitals have begun cautiously administering steroids or drugs that inhibit the cytokine IL-6. But high-quality clinical-trial data about such treatments won’t be ready for a long time. Moreover, even if early results are encouraging, we will still have to distinguish between those patients who will benefit from immunosuppression and those who won’t. In the past, physicians have interpreted elevated blood levels of the protein ferritin as a sign that a cytokine storm is in progress. Some are now using that analysis in the treatment of covid-19. Only time will tell if they’re right.ADVERTISEMENThttps://tpc.googlesyndication.com/safeframe/1-0-37/html/container.html

It’s not only the immune system that must maintain a delicate balance. The bloodstream, too, exists in a perpetual tug-of-war between bleeding and clotting. Too much bleeding, and the smallest trauma can cause hemorrhage, even to the point of death (the danger faced by people with hemophilia); too far in the other direction, and clots will form in the absence of trauma, potentially obstructing blood vessels and causing lethal damage if they travel to the heart, lungs, or brain.

By measuring a blood protein called D-dimer, doctors can get a rough sense of how much excess clotting is happening in the bloodstream. Many infections cause a rise in clotting. But in some covid-19 patients doctors are seeing jaw-dropping spikes. A few patients appear to have widespread pathologic clotting. One of our patients, a healthy man in his fifties, arrived in our hospital’s I.C.U. with a D-dimer level of a thousand—elevated but unremarkable. But when a doctor attempted to put an I.V. into one of the man’s femoral veins—the largest veins in the legs—he discovered, through use of a bedside ultrasound, that it was filled with clots. The second D-dimer test, performed just hours after the first, registered a level of over ten thousand. The man died several hours later.

It’s possible that cytokine storms are causing overactive clotting. But, whatever the cause turns out to be, clinicians face a challenge. Doctors often give small doses of anticoagulant medication to patients who are admitted to the hospital, simply because lying in bed for an extended period makes clotting more likely. But more extreme levels of clotting demand more aggressive anticoagulation—and doctors must figure out when to administer it and to whom. These medications carry their own risks. The patient suffering from femoral clotting was immediately put on aggressive anticoagulation medication. Yet his death, and the rapid increase in his D-dimer, suggest that successful anticoagulant interventions in other patients may need to come earlier.

Doctors often test critically ill patients for cardiac-specific troponins—proteins in the bloodstream that are normally found only in the muscles of the heart. The presence of such proteins in blood suggests heart damage. Some severe covid-19 patients have elevated troponin levels; their hearts appear to be damaged. We’re not entirely sure what’s causing the damage, though, and so we don’t know exactly how to treat it.

One major cause of heart damage is oxygen starvation: it’s what happens in a heart attack, when the sudden obstruction of a coronary artery prevents oxygen from reaching heart muscle. Starvation can also occur when failing lungs prevent oxygen from entering the bloodstream, or when sepsis causes such a drop in blood pressure that even properly oxygenated blood can’t get to the heart fast enough. These problems are significant, and, in broad terms, doctors know how to respond to them. There are, however, other possibilities. Perhaps runaway clotting is choking off circulation vessel by vessel. Early reports from China, meanwhile, suggested that the coronavirus could be attacking the heart muscle directly, causing a syndrome known as myocarditis. No one knows for sure what the best treatment for this form of myocarditis might be. Some doctors have reported that steroids can help—and yet steroids also act as an immunosuppressant. In critical care, it’s often hard to bring one organ system into balance without destabilizing another.

A similar story appears to be unfolding around the kidneys. Kidneys serve as filters for the blood, weeding out certain compounds and excreting them in urine, while regulating the precise composition of electrolytes that allow cells to function. Complete kidney failure is a death sentence if it’s not quickly addressed. Unfortunately, many critically ill covid-19 patients are developing it. Just as ventilators are substituting for failing lungs, so dialysis machines are taking over for failing kidneys. The hardest-hit areas of the country are facing shortages of the resources needed for dialysis: dialysis machines, the fluid used in the dialysis process, and dialysis-trained nurses.

We don’t yet know how kidney injury plays out in covid-19 patients. It’s likely that some people will recover their kidney function, while others could lose it permanently. We also don’t know why people are going into kidney failure in the first place. As with the heart, it’s possible that oxygen starvation is the problem. But some clinicians argue that the virus is attacking kidney cells directly—and there is biopsy data out of China that supports this thesis, too.

Still other organ systems may be involved in covid-19. The ace-2 receptor protein, which is used by the coronavirus to enter human cells, resides not just in the respiratory tract but also on cells in the stomach, intestines, liver, kidneys, and brain. There are reports of coronavirus patients with encephalitis—a potentially fatal inflammation of the brain—and signs of an increased incidence of stroke. In our hospital, we have seen several covid-19 patients suffering from a severe complication of diabetes called diabetic ketoacidosis, despite having no history as diabetics.

Last month, we screened for covid-19 by asking about fever and cough. Now we know that the disease manifests in other ways, or sometimes proceeds with no symptoms at all. One patient recently arrived in the E.R. reporting three days of watery diarrhea and a day of nausea and vomiting; she said that she felt weak but hadn’t experienced fevers, chills, sweats, or respiratory symptoms. Her oxygen saturation was in the low nineties; her chest X-ray was consistent with covid-19.

For us, and for many doctors we know, cases like these have become subjects of consuming fascination. During our few free moments, we share patients’ sky-high D-dimer levels and swap theories about the sources of their discordant oxygen readings. In the absence of data from randomized, prospective trials, we search for answers on colleagues’ Twitter accounts, in interviews with Chinese or Italian physicians, and in our patients’ charts. Our colleagues at Mount Sinai are actively embarking on dozens of research projects, ranging from ventilator-management strategies to social determinants of covid-19 mortality, but months will pass before these projects give us objective insight into the disease. The desperate desire for clarity is evident at every level of the medical profession. Earlier this month, The New England Journal of Medicine published an observational, fifty-three-patient study of the antiviral drug remdesivir; many observers criticized the journal for publishing it, because the trial had neither a control group nor randomization, and so no meaningful statistical conclusions could be drawn from its results. (Even its authors noted that actual measurement of the drug’s efficacy would require “ongoing randomized, placebo-controlled trials.”)

And yet, as the historian of science Lorraine Daston writes in a recent essay, it’s natural to cast about for answers at the dawn of a pandemic. “At moments of extreme scientific uncertainty,” Daston writes, “observation, usually treated as the poor relation of experiment and statistics in science, comes into its own.” Confronting a new disease, doctors have no choice but to turn to “suggestive single cases, striking anomalies, partial patterns.” Slowly, as our ideas about “what works and what doesn’t” help tell us “what to test, what to count,” the picture clarifies. Until then, “we are back in the seventeenth century, the age of ground-zero empiricism, and observing as if our lives depended on it.” One patient at a time, we have to work our way into the present.


More Medical Dispatches

https://tpc.googlesyndication.com/safeframe/1-0-37/html/container.htmlClifford Marks is an emergency-medicine resident at the Icahn School of Medicine at Mount Sinai.Trevor Pour is an assistant professor of emergency medicine at the Icahn School of Medicine at Mount Sinai.

Để lại lời nhắn

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất /  Thay đổi )

Google photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google Đăng xuất /  Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất /  Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất /  Thay đổi )

Connecting to %s

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.