Non-invasive assessment of endothelial dysfunction: A novel method to predict severe COVID-19?

Low Brachial Artery Flow-Mediated Dilation Predicts Worse Prognosis in Hospitalized Patients with COVID-19

Background: Endothelial injury can be induced by coronavirus disease 2019 (COVID-19) and seems to exert a crucial pathogenic role in its most severe clinical manifestations. We aimed to investigate the association between brachial artery flow-mediated dilation (bFMD), a potential clinical and non-invasive measure of endothelial function, and in-hospital prognosis of COVID-19 patients. Methods: Brachial artery flow-mediated dilation was assessed in hospitalized COVID-19 patients within 48 h of hospital admission. The association between bFMD and either intensive care unit (ICU) admission or in-hospital death was explored using univariable and multivariable analyses. Results: Four hundred and eight patients were enrolled. Significantly lower bFMD values emerged in COVID-19 patients with either radiographic signs of pneumonia, respiratory distress, or the need for non-invasive ventilation compared with patients without these signs (p < 0.001, p = 0.001, and p < 0.001, respectively). Forty-two (10%) patients were admitted to the ICU, 76 (19%) patients died, and 118 (29%) patients met the composite endpoint of ICU admission/in-hospital death. At unadjusted Cox regression analysis showed that low bFMD (<4.4%, the median value) was associated with a higher risk for the composite endpoint of ICU admission/in-hospital death compared with high bFMD (≥4.4%, the median value) (HR 1.675, 95% CI 1.155–2.428, p = 0.007). Multi-adjusted Cox regression analyses showed that low bFMD was independently associated with a 1.519- to 1.658-fold increased risk for the composite endpoint of ICU admission/in-hospital death. Conclusions: Low bFMD predicts an unfavorable in-hospital prognosis in COVID-19 patients. The measurement of bFMD may be clinically useful in the prognostic stratification of COVID-19 patients upon hospital admission.

Endothel, vaskuläre Funktion und COVID-19

Seit Beginn der COVID-19-Pandemie konnten zahlreiche Erkenntnisse über den 3-phasigen Verlauf einer SARS-CoV-2-Infektion, den Infektionsweg und die Bedeutung einer vaskulären Dysfunktion gewonnen werden. Im Rahmen der Infektion kann es zu einer hyperinflammatorischen Phase mit sekundären Organschäden bis hin zum Tod kommen. Diese schweren Krankheitsverläufe gehen mit einer unkontrollierten Freisetzung von Entzündungsmediatoren und Zytokinen einher. Auf zellulärer Ebene bedingt der membrangebundene ACE-2-Rezeptor die Invasion des Virus und stimuliert über einen 2. Mechanismus die Metalloprotease ADAM17 sowie die Freisetzung von Zytokinen. Vasokonstriktive Veränderungen sowie die systemischen Inflammationsreaktionen führen zu hypoxischen Organschäden und thrombotischen Komplikationen. Die mikrovaskuläre Dysfunktion, Mikroangiopathien – insbesondere der kleinen Lungengefäße – sowie eine Endotheliitis können Erklärungsansätze für die ausgeprägte systemische, mikrovaskuläre Störung bei schweren Infektionen mit SARS-CoV-2 liefern.