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.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».