COVID-19-ASSOCIATED CHANGES IN THE STOMACH AND INTESTINE: ULTRASONOGRAPHIC AND MORPHOLOGICAL PARALLELS

A. M Yurkovskiy; Юрковский Алексей Михайлович; M. A Boyko; Бойко Марина Александровна; I. V Nazarenko; Назаренко Ирина Вячеславовна; I. O Stoma; Стома Игорь Олегович; S. L Achinovich; Ачинович Сергей Леонидович

doi:10.37903/vsgma.2023.3.17

COVID-19-АССОЦИИРОВАННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЖЕЛУДКА И КИШЕЧНИКА: УЛЬТРАСОНОГРАФИЧЕСКИЕ И МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ПАРАЛЛЕЛИ

Авторы: Юрковский А.М.¹, Бойко М.А.¹, Назаренко И.В.¹, Стома И.О.¹, Ачинович С.Л.¹
Учреждения:
1. Гомельский государственный медицинский университет
Выпуск: Том 22, № 3 (2023)
Страницы: 124-132
Раздел: Клиническая медицина: оригинальные статьи
URL: https://ogarev-online.ru/2225-6016/article/view/354642
DOI: https://doi.org/10.37903/vsgma.2023.3.17
EDN: https://elibrary.ru/GNWYGF
ID: 354642

Цитировать

Полный текст

Аннотация
Полный текст
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Цель. Изучить возможность применения ультрасонографии для диагностики COVID-19-ассоциированных изменений желудка и кишечника, путем сопоставления ультрасонографических и морфологических данных. Методика. Проведено сопоставление результатов морфологических и ультрасонографических (in vitro) данных, полученных при исследовании 11 субъектов (средний возраст 67,2±8,8 года), умерших от различных причин, не связанных с COVID-19 (группа сравнения) и 11 субъектов (средний возраст 64,6±10,1 года), имевших клинические проявления COVID-19 и умерших от указанной инфекции (опытная группа). Результаты. При ультрасонографии у субъектов, умерших от COVID-19 в толще слизистой оболочки и подслизистой основы желудка и кишечника были выявлены участки пониженной эхогенности с нечеткими и неровными контурами, патоморфологическим субстратом которых являлись лимфоидные инфильтраты, состоявшие из скоплений Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов, NK-лимфоцитов, макрофагов и лаброцитов. В группе сравнения ни в одном случае вышеописанные участки пониженной эхогенности и ассоциированные с ними гистологические и иммуногистохимические изменения в стенке желудка и кишечника не были выявлены. Заключение. При COVID-19 изменения в толще слизистой оболочки и подслизистой основы желудка и кишечника будут выявляться во всех отделах, однако наиболее выраженные и, что важно, доступные для ультрасонографии изменения будут выявляться в сигмовидной и прямой кишках. Ультрасонографическим признаком поражения желудка и кишечника при COVID-19 будут являться гипоэхогенные участки (локально расположенные или распространенные) в толще слизистой оболочки и подслизистой основы. Полученные результаты позволяют рекомендовать указанные критерии для апробации в клинической практике.

Ключевые слова

COVID-19, ультрасонография желудка и кишечника

Полный текст

Введение Признаки поражения желудка и кишечника при COVID-19 отмечались у 11,4-61,3% пациентов (диарея - в 33,7% случаев, рвота - в 15,4% случаев, тошнота - в 26,4%, боль в животе - в 14,5%) [2-14]. При этом у 20,3% пациентов с COVID-19 перечисленные выше признаки поражения желудка и кишечника были ведущими, а у 14,2% пациентов - вообще первыми [12]. Эндоскопия у пациентов с указанной симптоматикой случаях легкого и среднетяжелого течения не выявляла каких-либо изменений слизистой [14] (язвы и эрозии при эндоскопии выявлялись только в случае тяжелого течения [10, 11, 14]). Применение же ультрасонографии у таких пациентов также особого смысла не имело, поскольку неясно было как же выглядят изменения в стенке желудка и кишечника при COVID-19. Отсюда и возникла необходимость разработки данной проблемы, поскольку в 61,1% случаев симптомы поражения желудка и кишечника появляются позже (не в дебюте заболевания) [14] и, соответственно, возникает необходимость выяснения причин боли в животе, поскольку проследить взаимосвязь появившейся симптоматики с COVID-19. Целью исследования явилось изучение возможности применения ультрасонографии для диагностики COVID-19-ассоциированных изменений желудка и кишечника, путем сопоставления ультрасонографических и морфологических данных. Методика Было проведено сопоставление результатов секционных и ультразвуковых (in vitro) исследований желудка и кишечника у 11 субъектов группы сравнения (средний возраст 67,2±8,8 года), умерших от различных причин, не связанных с COVID-19, и 11 субъектов опытной группы (средний возраст 64,6±10,1 года), имевших клинические проявления COVID-19 и умерших от указанной инфекции (тип исследования - «случай-контроль»). Вскрытие и забор материала для исследований проводились не позже 3 часов с момента констатации биологической смерти. Критерии включения в группу сравнения были следующими: отсутствие клинических проявлений COVID-19, отрицательная ПЦР, отсутствие в медицинской карте стационарного пациента сведений о наличии заболеваний ЖКТ. Критерии включения в опытную группу были следующими: наличие инфекции COVID-19, подтвержденной методом ПЦР в режиме реального времени. Для визуальной оценки площади поражения ЖКТ желудок и кишечник вскрывались продольно по противобрыжеечному краю, промывались от содержимого. Для оценки распространенности процесса на слизистую оболочку накладывалась прозрачная пленка с нанесенной миллиметровой сеткой и проводилось фотографирование объектов c помощью цифрового фотоаппарата. Далее с помощью компьютерной программы ImageJ определялись площадь всего исследуемого объекта, площадь пораженных участков (очаги гиперемии с мелкоточечными кровоизлияниями) и процент поражения слизистой органа [1]. После определения площади пораженных участков образцы тканей (желудка, тонкой и толстой кишок) помещались в латексный контейнер со стерильным гелем для УЗИ, обеспечивающим надежный акустический контакт между ультразвуковым преобразователем и исследуемым объектом. Исследование морфологического материала желудка и кишечника проводилось параллельно на ультразвуковых сканерах высокого и экспертного класса с использованием линейных электронных датчиков (диапазон рабочих частот от 8-16 МГц). При этом сканирование (использовался В-режим) стенки желудка и кишечника проводилось как со стороны слизистой, так и со стороны серозной оболочки. Для оценки состояния стенки желудка и кишечника использовались следующие критерии: отсутствие/наличие утолщения стенки (локального/распространенного), отсутствие/наличие нарушения дифференцировки слоев (локального/распространенного), отсутствие/наличие в стенке участков лимфоидной инфильтрации (гипоэхогенных участков), отсутствие/наличие эрозий слизистой. Исследование проводилось двумя специалистами отдельно друг от друга («ослепленное исследование»). На заключительном этапе приготовляли гистологические препараты: исследуемые кусочки тканей фиксировали в 10 % нейтральном забуференном формалине и подвергали стандартной проводке с заливкой в парафин; далее из парафиновых блоков готовили гистологические срезы толщиной 4 мкм, окрашивали гематоксилином и эозином и использовали для обзорной микроскопии. Кроме того, выполнялось иммуногистохимическое исследование препаратов желудка, при котором изучалась экспрессия маркеров Т-лимфоцитов c использованием моноклональных антител СD3 (клон LN10), CD4 (клон 4B12), CD8 (клон 4B11); маркера В-лимфоцитов CD20 (клон L26), маркера NK-лимфоцитов CD57 (клон NK-1), маркера макрофагов CD68 (клон 514H12), маркера лаброцитов CD117 (клон EP10). Оценка экспрессии ИГХ-маркеров проводилась в 6 случайных полях зрения (объектив 40), исходя из 1 000 обследованных клеток. Статистический анализ проводился с применением пакета прикладных программ Statistica 10.0 (StatSoft, Inc., США, лицензия №AXXR012E839529FA). В случае распределения количественных показателей, отличного от нормального, данные представлялись в виде медианы 25-го и 75-го перцентилей: Me [25; 75], при нормальном распределении признака - в виде среднего арифметического и стандартного отклонения среднего арифметического (M±SD). Для оценки статистической значимости различий сравниваемых показателей использовался t-критерий Стьюдента и U-тест Манна-Уитни. Результаты исследования и их обсуждение У исследованных субъектов в 5 случаях (45,5 %) был выявлен хронический антральный гастрит, в 6 случаях (54,5 %) - пангастрит. Выраженность изменений была умеренной в 4 случаях (36,4%), значительной - в 7 случаях (63,6 %). При значительно выраженных изменениях выявлялись очаги микроэрозий в антральном отделе (у 4 субъектов) и по малой кривизне в нижней трети желудка (у 3 субъектов). Во всех случаях имело место нарушение микроциркуляции по типу формирования эритроцитарных сладжей и микротромбов (рис. 1). Риc. 1. Макропрепарат желудка при COVID-19-ассоциированном поражении ЖКТ: выраженное полнокровие слизистой оболочки с мелкоточечными (местами) кровоизлияниями Умеренная степень активности процесса была выявлена у 5 субъектов (45,5%), выраженная - у 6 субъектов (54,5%). У 2 субъектов обнаружен Helicobacter pylori. У 4 субъектов (36,4%) была выявлена полная кишечная метаплазия. Аналогичные, хотя и менее выраженные изменения были отмечены в тонкой и толстой кишках (рис. 2). Рис. 2. Макропрепарат тонкой кишки при COVID-19-ассоциированном поражении ЖКТ: очаговое полнокровие слизистой оболочки и мелкоточечные кровоизлияния У всех обследованных субъектов опытной группы в толще слизистой оболочки выявлялись участки пониженной эхогенности с нечеткими и неровными контурами. Встречаемость указанных изменений, а также площадь поражения различных отделов ЖКТ у субъектов, умерших от инфекции COVID-19, представлены в табл. 1, 2. Таблица 1. Встречаемость поражений различных отделов ЖКТ при COVID-19 Таблица 2. Площадь поражения различных отделов ЖКТ при COVID-19 В отличие от опытной группы в группе сравнения ни в одном случае вышеописанные участки пониженной эхогенности в стенке желудка и кишечника не выявлялись. При гистологическом исследовании материала, взятого из участков пониженной эхогенности, выяснилось, что их патоморфологическим субстратом являются зоны лимфоидной инфильтрации (рис. 3, 4). Рис. 3. COVID-19-ассоциированные изменения ЖКТ (желудок): А1 - неизмененная стенка (слои четко разграничены); А2 - ультрасонографический паттерн участка лимфоидной инфильтрации; Б - гистологический паттерн (микрофотография) слизистой с очаговой и диффузной лимфоидной инфильтрацией, с формированием лимфоидных скоплений (В-лимфоциты - СD20). Контрокраска гематоксилином Майера. Увеличение: объектив 40 Рис. 4. COVID-19-ассоциированные изменения ЖКТ (толстая кишка): А - гистологический паттерн (микрофотография) слизистой с полнокровием сосудов и умеренной лимфоплазмоцитарной инфильтрацией слизистой оболочки. Окраска: гематоксилин и эозин. Увеличение: объектив 60; Б1 - ультрасонографический паттерн зоны лимфоплазмоцитарной инфильтрации; Б2 - ультрасонографический паттерн неизмененной стенки кишки (стенка не утолщена, все слои четко дифференцируются) С целью получения более четкого представления о характере патоморфологических изменений в участках пониженной эхогенности, выявленных в стенке желудка и кишечника у субъектов с COVID-19, была проведена оценка экспрессии маркеров Т-лимфоцитов (СD3, CD4, CD8), В-лимфоцитов (CD20), NK-лимфоцитов (CD57), макрофагов (CD68) и лаброцитов (CD117). Полученные данные представлены в табл. 3. Таблица 3. Экспрессия маркеров Т-лимфоцитов, В-лимфоцитов, NK-лимфоцитов, макрофагов и лаброцитов в группе сравнения и опытной группе. Судя по данным табл. 1, при боли в животе у пациентов с COVID-19 вероятность выявления изменений, о которых речь шла выше, будет наиболее высокой в желудке и ректосигмоидном отделе толстой кишки. Последнее объяснимо, поскольку вирус SARS-CoV-2 способен непосредственно действовать на эпителиоциты ЖКТ, имеющие рецепторы АПФ2. Впрочем, нельзя исключить и косвенное нейротропное влияние на механизмы нейрорегуляции кишечника. Примечательно, что у всех обследованных из опытной группы (в отличие от группы сравнения) в толще слизистой оболочки выявлялись участки пониженной эхогенности с нечеткими и неровными контурами (участки лимфоидной инфильтрации). Причем у субъектов с COVID-19-ассоциированным поражением желудка в участках лимфоидной инфильтрации статистически значимо реже определялась гиперэкспрессия общего маркера Т-лимфоцитов CD3 (р=0,00001), маркера субпопуляции регуляторных Т-лимфоцитов CD4 (р=0,00001), маркера субпопуляции цитотоксических Т-лимфоцитов CD8 (р=0,00001), маркера NK-лимфоцитов CD57 (р=0,00001), маркера макрофагов CD68 (р=0,00001), маркера тучных клеток CD117 (р=0,00001). При этом не было выявлено значимых различий в показателях, отражающих экспрессию маркера В-лимфоцитов CD20 между группой сравнения и опытной группой (р=0,96). Есть основания полагать, что снижение (в сравнении с данными группы сравнения) экспрессии СD8, СD3, СD57, СD4 и повышение экспрессии СD117, СD68 является признаком функционального истощения Т-лимфоцитов и естественных киллеров (с неизбежным в таком случае подавлением эффективности как врожденного, так и адаптивного иммунитета) с параллельным повышением активности лаброцитов, макрофагов и смещением цитокинового баланса в сторону провоспалительного ответа, локальным проявлением которого, судя по всему, и являются вышеописанные гипоэхогенные участки в пределах слизистой оболочки и подслизистого слоя. В опытной группе было отмечено (сопоставляя с группой сравнения) статистически значимое снижение показателя CD4/СD8, который является биомаркером иммунной активации. Ранее такой феномен отмечали у пациентов с ВИЧ-инфекцией и даже находили статистически значимую взаимосвязь между снижением показателя CD4/CD8 и повышением риска неблагоприятного исхода. Последнее наталкивает на мысль, что у пациентов с COVID-19 показатель CD4/CD8 тоже может оказаться полезным для прогнозирования исхода заболевания. Однако этот вопрос требует отдельного обсуждения. Что касается изменений в сосудах микроциркуляторного русла слизистой оболочки желудка у субъектов опытной группы, то они (у 10 из 11) представляли собой множественные эритроцитарные сладжи, микротромбы, изменения эндотелиальных клеток венул (набухание ядер, хроматолиз, наличие увеличенных ядер неправильной формы). На ультразвуковых сканах этим изменениям соответствовали мелкие участки неоднородного снижения эхогенности и прерывистость контуров слизистой (в местах эрозий) (рис. 5). В группе сравнения (n=11) картина, подобная приведенной, была выявлена у 2 субъектов c пангастритом. Это согласуется с результатами, полученными другими авторами при эндоскопическом исследовании [10, 11] Рис. 5. Слизистая желудка. А1 - гистологический паттерн (микрофотография, опытная группа): эндотелий, выстилающий венулу слизистой оболочки желудка с полиморфными ядрами (указано стрелкой), в просвете сосуда эритроцитарные сладжи и пристеночные микротромбы (окраска гематоксилином и эозином, увеличение ґ60); А2 - гистологический паттерн (микрофотография): эндотелий, выстилающий венулу слизистой оболочки желудка с вытянутыми ядрами обычного строения (указано стрелкой), в просвете сосуда скопления эритроцитов. Окраска гематоксилином и эозином, увеличение ґ60. Б - ультрасонографический паттерн: зона неоднородного понижения эхогенности с прерыванием (эрозия) контура слизистой (указано стрелкой). Подводя итог, следует отметить, что ограничением данного исследования является небольшое количество наблюдений и отсутствие полной уверенности в том, что у субъектов опытной группы не было «фоновых» заболеваний ЖКТ, которые не нашли своего отражения в картах амбулаторного и стационарного пациента. Тем не менее полученные в ходе исследования данные уже позволяют сделать предварительные выводы. Выводы 1. При COVID-19 изменения в толще стенки желудка и кишечника будут выявляться во всех отделах, однако наиболее выраженные и, что особенно важно, доступные для ультрасонографии изменения будут выявляться в сигмовидной (в 65%) и прямой кишках (в 69%). 2. Ультрасонографическим признаком поражения желудка и кишечника при COVID-19 будут являться гипоэхогенные участки (локально расположенные или распространенные) в толще слизистой оболочки (эпителиальной, собственной и мышечной пластинок) и подслизистой основы, патоморфологическим субстратом которых, как показывают результаты гистологических и иммуногистохимических исследований, является лимфоидный инфильтрат, состоящий из скоплений Т-лимфоцитов (СD3, CD4, CD8), В-лимфоцитов (CD20), NK-лимфоцитов (CD57), макрофагов (CD68) и лаброцитов (CD117). 3. Характерной особенностью иммуногистохимического паттерна зон поражения (гипоэхогенных участков в толще слизистой оболочки и подслизистой основы) является снижение экспрессии СD8, СD3, СD57, СD4 и повышение экспрессии СD117, СD68, что свидетельствует о функциональном истощении Т-лимфоцитов и естественных киллеров и подавлении эффективности как врожденного, так и адаптивного иммунитета с одновременным повышением активности лаброцитов, макрофагов. 4. Полученные результаты позволяют рекомендовать указанные ультразвуковые критерии для апробации в клинической практике для диагностики COVID-19-ассоциированных изменений желудка и кишечника в случаях, когда имеется несоответствие между наличием клинических проявлений поражения кишечника и отсутствием макроскопических изменений слизистой оболочки при эндоскопическом исследовании.