Патологическая анатомия легких при новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Предварительный анализ аутопсийных исследований

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Обоснование. В настоящее время углубленно изучаются вопросы пато- и морфогенеза новой коронавирусной инфекции (COVID-19). Актуально проведение сравнительного анализа морфологических изменений легких умерших пациентов в различные временные сроки после появления первых клинических симптомов заболевания. Клинико-морфологические сопоставления должны способствовать повышению квалифицированной медицинской помощи пациентам реанимационного профиля и снижению больничной летальности.

Цель исследования — сформировать рабочую гипотезу концептуальной схемы клинико-морфологических фаз развития COVID-19 интерстициальной пневмонии на основе проведенных аутопсийных исследований.

Методы. Проведен анализ 80 летально закончившихся случаев в COVID-центре ФГБУ ФНКЦ ФМБА России. Наряду с оценкой макро- и микроскопических изменений респираторного тракта применена дополнительная гистохимическая окраска по Ван Гизону и выполнены иммуногистохимические исследования, позволяющие оценить состояние легких при COVID-19.

Результаты. Обнаруженные особенности диффузного альвеолярного повреждения при новой коронавирусной инфекции (COVID-19) позволили представить рабочую гипотезу патоморфогенеза COVID-19 интерстициальной пневмонии. Мы предлагаем три фазы — фульминантную, персистирующую и фибротическую, каждая из которых условно ограничена определенными временными параметрами и характеризуется определенными морфологическими признаками. Дисрегуляторная активация моноцитарных фагоцитов, развитие генерализованного тромбоза микроциркуляторного русла, патологическая репарация, прогрессирующий внутриальвеолярный и интерстициальный фиброз — основные звенья патоморфогенеза COVID-19-интерстициальной пневмонии. В ответ на внедрение вируса SARS-CoV-2 в экссудативной и пролиферативной стадиях преобладают реакции Т-клеточного иммунитета. В фибротической стадии общее количество Т-лимфоцитов резко снижено, клеток гуморального иммунитета не выявлено. Превалирование CD8+ Т-лимфоцитов-супрессоров над CD4+ Т-лимфоцитами-хелперами, возможно, связано с механизмами аутоиммунного поражения.

Заключение. Поражение легких с развитием COVID-19-интерстициальной пневмонии — основная причина тяжелого течения заболевания и летальных исходов. Выявленные особенности патоморфогенеза клинико-морфологических фаз COVID-19-интерстициальной пневмонии позволят улучшить качество диагностики и лечения новой коронавирусной инфекции (COVID-19).

Об авторах

Фёдор Георгиевич Забозлаев

Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России

Автор, ответственный за переписку.
Email: fzab@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7445-8319
SPIN-код: 3259-9332

докт. мед. наук, заведующий патологоанатомическим отделением

Россия, 115682 , г. Москва, Ореховый бульвар, д.28

Эдуард Васильевич Кравченко

Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России

Email: patan-st@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7317-2602

врач-патологоанатом ФГБУ ФНКЦ ФМБА России, ассистент кафедры клинической лабораторной диагностики и патологической анатомии Академии постдипломного образования ФНКЦ ФМБА России

Россия, 115682 , г. Москва, Ореховый бульвар, д.28

Анастасия Ринатовна Галлямова

Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России

Email: kick-ass_13@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7437-3270

врач-патологоанатом

Россия, 115682 , г. Москва, Ореховый бульвар, д.28

Николай Николаевич Летуновский

Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России

Email: mortale@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0004-1016

MD

Россия, 115682 , г. Москва, Ореховый бульвар, д.28

Список литературы

  1. Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 22 мая 2020 г. № 15 «Об утверждении санитарно-эпидемиологических правил СП 3.1.3597-20 «Профилактика новой коронавирусной инфекции (COVID-19)»» [Resolution of the Chief State Sanitary Doctor of the Russian Federation № 15 “Ob utverzhdenii sanitarno-epidemiologicheskikh pravil SP 3.1.3597-20 “Profilaktika novoy koronavirusnoy infektsii (COVID-19)”” dated 2020 May 22. (In Russ).] Доступно по: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/74077903/. Ссылка активна на 12.05.2020.
  2. Цинзерлинг В.А., Вашукова М.А., Васильева М.В., и др. Вопросы патоморфогенеза новой коронавирусной инфекции (COVID-19) // Журнал инфектологии. — 2020. — Т.12. — №2. — С. 5–11. [Zinserling VA, Vashukova MA, Vasilyeva MV, et al. Issues of pathology of a new coronavirus infection CoVID-19. Journal Infectology. 2020;12(2):5–11. (In Russ).] doi: 10.22625/2072-6732-2020-12-2-5-11.
  3. Cамсонова М.В., Михалева Л.М., Черняев А.Л., и др. Патологическая анатомия легких при COVID-19: атлас / Под ред. О.В. Зайратьянца. — Рязань: Рязанская областная типография, 2020. — 57 с. [Camsonova MV, Mikhaleva LM, Chernyayev AL, et al. Patologicheskaya anatomiya legkikh pri COVID-19: atlas. Ed. by O.V. Zayrat’yants. Ryazan’: Ryazanskaya oblastnaya tipografiya; 2020. 57 p. (In Russ).]
  4. Singhal TA. Review of Coronavirus Disease-2019 (COVID-19). Indian J Pediatr. 2020;87(4):281–286. doi: 10.1007/s12098-020-03263-6.
  5. Epidemiology Working Group for NCIP Epidemic Response, Chinese Center for Disease Control and Prevention. [The epidemiological characteristics of an outbreak of 2019 novel Coronavirus Diseases (COVID-19) – China. (In Chinese)]. Zhonghua Liu Xing Bing Xue Za Zhi. 2020;41(2):145–151. doi: 10.3760/cma.j.issn.0254-6450.2020.02.003.
  6. Wu F, Zhao S, Yu B, et al. A new coronavirus associated with human respiratory disease in China. Nature. 2020;579(7798):265–269. doi: 10.1038/s41586-020-2008-3.
  7. Xu Z, Shi L, Wang Y, et al. Pathological findings of COVID-19 associated with acute respiratory distress syndrome. Lancet Respir Med. 2020;8(4):420–422. doi: 10.1016/S2213-2600(20)30076-X.
  8. Zhou F, Yu T, Du R, et al. Clinical course and risk factors for mortality of adult inpatients with COVID-19 in Wuhan, China: a retrospective cohort study. Lancet. 2020;395(10229):1054–1062. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30566-3.
  9. Kuster GM, Pfister O, Burkardet T, et al. SARS-CoV2: should inhibitors of the renin–angiotensin system be withdrawn in patients with COVID-19? Eur Heart J. 2020;41(19):1801–1803. doi: 10.1093/eurheartj/ehaa235.
  10. Ocaranza MP, Riquelme JA, Garcia L, et al. Counter-regulatory renin-angiotensin system in cardiovascular disease. Nat Rev Cardiol. 2020;17(2):116–129. doi: 10.1038/s41569-019-0244-8.
  11. Guo T, Fan Y, Chen M, et al. Cardiovascular implications of fatal outcomes of patients with Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). JAMA Cardiol. 2020;e201017. doi: 10.1001/Jamacardio. 2020.1017.
  12. Zhang H, Penninger JM, Li Y, et al. Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) as a SARS-CoV-2 receptor: molecular mechanisms and potential therapeutic target. Intensive Care Med. 2020; 46:586–590. doi: 10.1007/s00134-020-05985-9.
  13. Hamming I, Timens W, Bulthuis ML, et al. Tissue distribution of ACE2 protein, the functional receptor for SARS coronavirus. A first step in understanding SARS pathogenesis. J Pathol. 2004;203:631–637. doi: 10.1002/path.1570.
  14. Heurich A, Hofmann-Winkler H, Gierer S, et al. TMPRSS2 and ADAM17 Cleave ACE2 differentially and only proteolysis by TMPRSS2 augments entry driven by the severe acute respiratory Syndrome Coronavirus spike protein. J Virol. 2014;88(2):1293–1307. doi: 10.1128/JVI.02202-13.
  15. Tian X, Li C, Huang A, et al. Potent binding of 2019 novel coronavirus spike protein by a SARS coronavirus-specific human monoclonal antibody. Emerg Microbes Infect. 2020;9(1):382–385. doi: 10.1080/22221751.2020.1729069.
  16. Coronavirus: Novel Coronavirus (COVID-19) Infection. Reviewed by: Perlman S, MD, PhD (Professor Department of Microbiology and 38 Immunology Department of Pediatrics University of Iowa). Published February 5, 2020; Updated 2020 March 25. Elsevier; 2020. 10 p.
  17. Xu H, Zhong L, Deng J, et al. High expression of ACE2 receptor of 2019-nCoV on the epithelial cells of oral mucosa. Int J Oral Sci. 2020;12(1):8. doi: 10.1038/s41368-020-0074-x.
  18. Magrone T, Magrone M, Jirillo E. Focus on receptors for Coronaviruses with special reference to angiotensin-converting Enzyme 2 as a potential drug target- a perspective. Endocr Metab Immune Disord Drug Targets. 2020. doi: 10.2174/1871530320666200427112902.
  19. Wrapp D, Wang N, Corbett KS, et al. Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Science. 2020;367(6483):1260–1263. doi: 10.1126/science.abb2507.
  20. Абатуров А.Е., Агафонова Е.А., Кривуша Е.Л., Никулина А.А. Патогенез COVID-19 // Здоровье ребенка. — 2020. — Т.15. — №2. — С. 133–144. [Abaturov AE, Agafonova EA, Krivusha EL, Nikulina AA. Pathogenesis of COVID-19. Zdorovʹe rebenka. 2020;15(2):133–144. (In Russ).] doi: 10.22141/2224-0551.15.2.2020.200598.
  21. Giamarellos-Bourboulis EJ, Netea MG, Rovina N, et al. Complex immune dysregulation in COVID-19 Patiens with sever respiratory failure. Cell Host Microbe. 2020;27(6):992–1000. doi: 10.1016/j.chom.2020.04.009.
  22. Astuti I, Ysrafil. Severe acute respiratory syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2): an overview of viral structure and host response. Diabetes Metab Syndr. 2020;18;14(4):407–412. doi: 10.1016/j.dsx.2020.04.020.
  23. Qin, C, Zhou L, Hu Z, et al. Dysregulation of immune response in patients with COVID-19 in Wuhan, China. Clin Infect Dis. 2020;ciaa248. doi: 10.1093/cid/ciaa248.
  24. Li H, Liu L, Zhang D, et al. SARS-CoV-2 and viral sepsis: observations and hypotheses. Lancet. 2020;395(10235):1517–1520. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30920-X.
  25. Ruan Q, Yang K, Wang W, et al. Clinical predictors of mortality due to COVID-19 based on an analysis of data of 150 patients from Wuhan, China. Intensive Care Med. 2020;46(5):846–848. doi: 10.1007/s00134-020-05991-x.
  26. Вартанян А.А., Косоруков В.С. Пироптоз — воспалительная форма клеточной гибели // Клиническая онкогематология. — 2020. — Т.13. — №2. — С. 129–135. [Vartanyan AA, Kosorukov VS. Pyroptosis as inflammatory cell death. Clinical oncohematology. 2020;13(2):129–135. (In Russ).] doi: 10.21320/2500-2139-2020-13-2-129-135.
  27. Jeremy KY, Moriyama M, Iwasaki A. Inflammasomes and pyroptosis as therapeutic targets for COVID-19. J Immunol. 2020;ji2000513. doi: 10.4049/jimmunol.2000513.
  28. Merad M, Martin JC. Pathological inflammation in patients with COVID-19: a key role for monocytes and macrophages. Nat Rev Immunol. 2020;20(6):355–362. doi: 10.1038/s41577-020-0331-4.
  29. Франк Г.А., Ковалев А.В., Грибунов Ю.П., и др. Исследование умерших с подозрением на коронавирусную инфекцию (COVID-19). Временные методические рекомендации МЗ РФ. Версия 15 (30.04.2020). — М., 2020. — 256 с. [Frank GA, Kovalev AV, Gribunov YuP, et al. Issledovaniye umershikh s podozreniyem na koronavirusnuyu infektsiyu (COVID-19). Vremennyye metodicheskiye rekomendatsii MZ RF. Version 15 (30.04.2020). Moscow; 2020. 256 p. (In Russ).]
  30. Зайцев А.А., Чернов С.А., Стец В.В., и др. Алгоритмы ведения пациентов с новой коронавирусной инфекцией COVID-19 в стационаре. Методические рекомендации. — М.: ГВКГ имени Н.Н. Бурденко, 2020. — 16 с. [Zaytsev AA, Chernov SA, Stets VV, et al. Algoritmy vedeniya patsiyentov s novoy koronavirusnoy infektsiyey COVID-19 v statsionare. Metodicheskiye rekomendatsii. Moscow: Main Military Clinical Hospital N.N. Burdenko; 2020. 16 p. (In Russ).]
  31. Ciceri F, Beretta L, Scandroglio AM, et al. Microvascular COVID-19 lung vessels obstructive thromboinflammatory syndrome (MicroCLOTS): an atypical acute respiratory distress syndrome working hypothesis. Crit Care Resusc. 2020.
  32. Katzenstein А.-L.A. Diagnostic atlas of non-neoplastic lung disease: a practical guide for surgical pathologists, NY: Demos Medical Publishing, LLC/Springer Publishing Company; 2016. Р. 115–126.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Базальноклеточная гиперплазия эпителия трахеи. Окраска гематоксилином и эозином, ×100

Скачать (292KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Макроскопическая картина легких при фульминантной фазе COVID-19-интерстициальной пневмонии, 9–10-й дни болезни

Скачать (354KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Патоморфологические фазы COVID-19-интерстициальной пневмонии, соответствующие экссудативной (1–5) и пролиферативной (6–9) стадиям острого респираторного дистресс-синдрома (обозначения 1–9 приведены в тексте) [иллюстрация Ф.Г. Забозлаева]

Скачать (497KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Микроскопическая картина альвеол при фульминантной фазе COVID-19-интерстициальной пневмонии. Окраска гематоксилином и эозином, ×100

Скачать (665KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Патоморфологические изменения в сосудах легких при фульминантной фазе COVID-19-интерстициальной пневмонии. Окраска гематоксилином и эозином

Скачать (599KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Иммуногистохимический анализ изменений легких при фульминантной фазе COVID-19-интерстициальной пневмонии

Скачать (1MB)
Метаданные
8. Рис. 7. Макро- и микроскопическая картина легких при персистирующей фазе COVID-19-интерстициальной пневмонии, 18-й день болезни. Окраска гематоксилином и эозином, ×100 (Б, В, Д, Е); окраска по Ван Гизону, ×100 (Г)

Скачать (1MB)
Метаданные
9. Рис. 8. Иммуногистохимический анализ изменений легких при персистирующей фазе COVID-19-интерстициальной пневмонии

Скачать (1MB)
Метаданные
10. Рис. 9. Макро- и микроскопическая картина, иммуногистохимический анализ изменений легких при фибротической фазе COVID-19-интерстициальной пневмонии, 36-й день болезни. Окраска гематоксилином и эозином, ×100 (Б, Г–Е); окраска по Ван Гизону, ×100 (В)

Скачать (1MB)
Метаданные
11. Рис. 10. Патоморфология фибротической фазы COVID-19-интерстициальной пневмонии

Скачать (197KB)
Метаданные
12. Рис. 11. Стадии острого респираторного дистресс-синдрома по Аnna-Luise A. Katzenstein, 2016 [32]

Скачать (185KB)
Метаданные
13. Рис. 12. Стадии острого респираторного дистресс-синдрома, соответствующие фазам развития COVID-19-интерстициальной пневмонии

Скачать (251KB)
Метаданные

© Забозлаев Ф.Г., Кравченко Э.В., Галлямова А.Р., Летуновский Н.Н., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах