【衡道丨干货】新型冠状病毒肺炎的早期病理变化分析
自新型冠状病毒肺炎(COVID-19)在我国湖北省武汉市爆发,每次疫情变化都牵动着全国人民的心。截止至2020年2月17日15时55分我国确诊病例已达70,640例,其中11,054人治愈,1,772人死亡。从武汉封城隔离患者到雷神山、火神山医院迅速建立并收治病患;从全国精英医师力量集合支援武汉到包括法医、病理、影像在内的多组专家加入前线医师队伍共研治疗方案;从对病毒传播途径及治疗方案一无所知到逐步明确隔离防范措施并制定规范化治疗方案。这一切都向世界证实了,疫情发生是对中国的一次考验,而中国人民的齐心与团结、医务人员的拼搏与奉献则是战胜疫情的利剑。
就在江西省疫情发生的第一时间,我院就作为江西省新型冠状病毒肺炎指定治疗医院,迅速组织了感染科、呼吸科及重症医学科等的临床医生,奔赴我院象湖院区治疗省内患者。2020年2月13日我院抽调141名医护人员支援武汉。看着临床一线的同事们纷纷加入疫情战斗,我也不觉陷入深思…病理医师是否也能为战胜疫情做什么呢?
在病理界前辈同仁的强烈呼吁,以及国家政策法规的配合落实下,2020年2月16日我国第一例、第二例新冠肺炎逝者尸检工作在武汉金银潭医院进行。一日后,由上海交通大学医学院附属瑞金医院病理科主任王朝夫教授亲自带队,瑞金医院新冠肺炎病因诊断专家组赴武汉开展新冠肺炎病理学和病因诊断研究工作。我们期待着专家团队带来清晰明确的病理分析,以能够深入了解疾病发生发展的病理生理过程,并为相关临床诊疗规范的确认提供科学依据。
而最近来自武汉大学中南医院病理科肖书渊教授团队的文献,总结并报道了2例新型冠状病毒肺炎病理。2例均为肺癌患者行肺叶切除手术治疗(后被确定新型冠状病毒核酸阳性),非常巧合和难得地让我们看到了新冠肺炎的早期病理。
以下内容就是认真通读本篇文献后我的个人解读及观点,请专家及老师指正。
南昌大学第一附属医院
病理科 詹媛
在分析疾病的病理变化前,复习一下正常组织结构及功能对充分了解疾病病理变化很有必要。
一、正常肺泡结构及功能
1、肺泡壁很薄,腔面衬覆两种上皮细胞:
I型肺泡上皮细胞(扁平形态,约占95%,为气体交换提供一层薄的气-血界面);
II型肺泡上皮细胞(立方形,约占5%,分泌肺泡表面活性物质维持肺泡稳定性)。
2、肺泡间隔是相邻两个肺泡之间薄层结缔组织,其内含有毛细血管(蓝绿色箭头所示)、弹性纤维、成纤维细胞、神经纤维等。
3、气-血屏障是肺泡内O2与肺泡间隔内毛细血管内血液携带CO2进行气体交换通过的六层结构:含肺泡表面活性物质的液体层、肺泡上皮细胞层、上皮基底膜、肺泡上皮与毛细血管之间间隙、毛细血管基膜、毛细血管内皮细胞,任何一层结构发生变化都会影响气体交换。
二、早期新型冠状病毒肺炎的病理变化
炎症的基本病理变化包括:变质、渗出、增生,一般早期以变质或渗出为主,病变后期则以增生为主。
渗 出
炎症局部组织血管内的液体成分、纤维素等蛋白质成分和各种炎症细胞通过血管壁进入组织、体腔、体表及黏膜表面的过程叫「渗出」。
蛋白质渗出:因内皮细胞损伤及收缩、炎性介质作用等多种因素使得病变区血管通透性增加,富含蛋白质的液体由血管腔渗出到血管外,形成蛋白质渗出。文中描述两例病例都存在有肺泡水肿和蛋白质渗出液(图A1、A2,点击可查看大图,下图同)。
蛋白质渗出的利与弊:
1)渗出物中所含的抗体及补体有利于消灭病原体;
2)为局部浸润的白细胞带来营养物质并运走代谢产物;
3)渗出物中的纤维素交织成网,限制病原微生物的扩散,在炎症的后期纤维素网架可成为修复的支架;
4)肺泡腔内炎性渗出影响气血屏障第一层结构,导致换气功能下降、低氧血症。
炎症细胞渗出:炎症反应最重要的功能是将炎症细胞输送至炎症病灶,白细胞渗出是炎症反应最重要特征。文中描述两例病例炎症细胞不明显,未见中性粒细胞浸润,病例1仅轻度炎症细胞浸润,病例2仅巨噬细胞及多核巨细胞浸润(图B1、B2)。
炎性渗出的利与弊:
1)吞噬及降解病原体、免疫复合物、坏死组织碎片,构成炎症反应主要防御环节;
2)白细胞会释放蛋白水解酶、化学介质及毒性氧自由基等,可能延长炎症过程。
而两例病变并未见明显炎症细胞浸润,推测可能是SARS-CoV-2病毒影响白细胞黏附、趋化从而影响白细胞渗出,降低其吞噬、杀伤功能。也可能由于两例患者处于病变早期阶段,不能代表整个疾病进展过程。因此炎症细胞在其中的作用过程仍有待进一步的研究。
02
增 生
在炎症过程中增生包括:实质细胞及间质细胞的增生两个方面。实质细胞增生修复变性、坏死的上皮细胞。间质细胞增生包括:组织细胞、血管内皮细胞、纤维母细胞(产生大量胶原纤维)。
文中描述病例1形成由纤维蛋白、炎性细胞、多核巨细胞构成的肉芽肿样结节。病例2 肺泡壁弥漫性增厚,间质纤维母细胞增生(图C1、C2)。
增生的利与弊:
1)增生的实质细胞能修复缺损的上皮,维持组织器官的功能;
2)增生的间质细胞可以填补缺损,维持组织器官完整;
3)增生的间质使肺泡壁增厚影响气-血屏障第四层结构,导致换气功能下降、低氧血症。
03
病毒包涵体
病毒在增殖过程中,常在宿主细胞内形成一种蛋白质性质的病变结构,一般是由完整的病毒颗粒或者尚未装配的病毒亚基聚集形成。少数则是宿主细胞对病毒感染反应产物,有的位于细胞核中、有的位于胞质及胞核中。文中病例1中发现可疑病毒包涵体(图D箭头所示)。
这篇聚焦新型冠状病毒肺炎病理形态学的论文分析了SARS-CoV-2病毒在肺部的早期病变,其中肺泡腔内蛋白质渗出物形成、间质组织细胞及纤维母细胞增生表现突出而炎症细胞浸润不明显。这也与患者低氧血症、呼吸衰竭的临床症状、肺弥漫或斑片状阴影等影像学表现相符合。我相信充分结合临床-影像-病理-检验,多学科共同讨论治疗方案必将给疫情的战胜带来新希望。
1.第7版,人民卫生出版社《病理学》
2.Sufang Tian1 , Weidong Hu2, Li Niu1 .et al. Pulmonary pathology of early phase SARS-COV-2 pneumonia.