从解剖来看新冠病毒的战场

佩襄 医学 1.5K+

自新冠肺炎爆发到现在,差不多半年了。全球感染和死亡人数每天飙升,但对于这个病毒的特点、详细致病机制,以及给患者带来的损伤,我们仍然没有彻底弄清楚。

2020年2月起,国内专家提出对新冠肺炎逝世患者进行系统解剖,以进一步了解病毒对患者造成的损伤。但是,对于高传染性疾病死者的解剖,并不是撸起袖子、拿起刀子就能开始进行的。

关于新冠病毒在尸体内的存活时间,现在仍没有相关的研究和报道。但与新冠病毒相近的严重急性呼吸综合征(SARS)病毒,感染活性最长可以在肺内保持至死后175小时,在小肠内也长达160小时[1]。

近期有研究人员回顾历史文献并提出,对于解剖新冠病毒感染尸体的工作人员,接触尸体表面、飞溅形成的气溶胶、器官以及体液等,都有可能造成感染[2]。所以,无论是解剖前环境、工作人员的防护、解剖过程中获得的样本,还是解剖后的清洁和尸体处理,都需要做好万全的准备。

2020年3月,美国俄克拉荷马州两例新冠肺炎死者解剖是这样进行的:在一个配备有逆流空气处理系统的独立负压隔离室内,工作人员穿戴从头到脚、内外共两层的个人防护装备,包括N95口罩等。离开实验室前,先脱下外面一层防护装备,在室内进行消毒处理,然后在淋浴室进行一次彻底的清洗。

进行开颅等可能产生粉尘的操作时,开启抽吸装置吸取粉尘,减少可能的污染。取得的新鲜样品放置在专门的容器内,防止转移过程的污染。病理样本则直接用福尔马林固定[3]。

所有的这些,都是为了尽最大可能减少解剖过程中可能产生的污染。

准备好各种装备和善后工作,关于新冠肺炎的解剖终于可以开始了。实际上,疫情爆发以来,国内外已经进行了不少关于新冠肺炎的系统解剖,相关报告也已经公布。结果正如新冠肺炎的名称,肺是新冠病毒的主要攻击目标。

肺,是第一“战场”

弥漫性肺泡损伤是SARS、中东呼吸综合征及新冠肺炎共有的典型肺部病变[4, 5],也是新冠肺炎患者呼吸困难的直接原因之一。

健康人的肺泡是由单层肺泡上皮组成的囊泡,腔内有一薄层液体,肺泡与肺泡之间有肺泡隔,这层隔包含毛细血管网等。上述这些结构将肺泡内的空气与血管内的血液隔开,构成“气-血屏障”,也称为“呼吸膜”。

随着吸气和呼气,肺泡像气球一样胀大和缩小,吸入的氧气通过这层屏障进入血液流向全身,毛细血管内的二氧化碳则被我们呼出。

而弥漫性肺泡损伤是指病毒侵犯肺组织,造成肺泡上皮细胞损伤脱落,肺泡隔的毛细血管充血,血管内液体渗出并在肺泡积聚。这种改变从肺局部扩散到几乎整个肺组织,造成肺水肿。此时的肺泡,就像一个渐渐充满水的气球,无论是打气还是放气都渐渐变得困难,造成患者呼吸困难、胸闷气短的症状。

病情进一步发展,渗出物在肺泡腔表面形成一层膜状结构(透明膜),导致气-血屏障增厚,氧气和二氧化碳的交换进一步受阻,呼吸困难症状加重,严重者甚至会出现呼吸衰竭。

同时,以巨噬细胞为主的免疫细胞在肺泡聚集。肺变成了免疫细胞对抗病毒的“战场”,病毒增殖并破坏肺组织,免疫细胞攻打病毒的时候,也避免不了把战场打得坑坑洼洼,这边缺、那边漏的。肺的自我修复能力,跟不上病毒和免疫细胞的破坏,气体进出肺泡和交换过程受阻,加剧呼吸困难等症状。

中日友好医院呼吸与危重症医学科的曹彬教授认为,新冠病毒除了肺泡上皮细胞,还会侵袭血管内皮细胞。病毒通过结合血管紧张素转换酶II(ACE 2)进入人体细胞肆虐。这个ACE 2,不仅大量存在于肺泡上皮细胞,血管内皮细胞上也很多[7]。

曹彬教授还认为,在病毒侵犯肺组织的初期,轻症或无症状患者肺泡内的巨噬细胞启动了肺部的免疫反应,很好地控制住病毒,没有引起进一步的损伤和免疫反应。

但重症患者肺部的巨噬细胞未能将病毒控制住,病毒进一步侵犯毛细血管内皮细胞,破坏上面提到的“气-血屏障”。肺泡与血管之间的阻隔出现缺损,一方面毛细血管内的血浆更多地渗出到肺泡腔,把肺变成更加混乱的“战场”。另一方面,病毒不断增殖并破坏肺泡,钻进毛细血管内,随着血液到达各个器官,使“战场”进一步扩大,患者的症状更加严重[8]。

肾,也许是另一重要“战场”

 “气-血屏障”涉及的主要细胞是肺泡上皮细胞以及毛细血管内皮细胞。除了肺,人体内还有一个毛细血管十分密集的器官——肾,它也被怀疑是新冠病毒的重要攻击器官。[5]

肾通过筛子一样的滤过膜对血液里的物质进行过滤,然后进一步处理形成尿,毛细血管内皮细胞是滤过膜的重要组成部分。美国一项新冠肺炎研究发现,15例接受肾检查的死者中,14例有急性肾损伤,肾组织内有高浓度的病毒RNA[5]。这项研究和瑞士另一项研究在肾内的血管内皮细胞中,直接观察到了病毒颗粒[9]。

因此,肾有可能是新冠病毒攻击人体的另一个重要“战场”。

图中箭头指示了肾小球基底膜旁的毛细血管内皮细胞内的病毒颗粒 | 参考文献[9]

体内其他可能的“战场”

近期有研究在新冠肺炎患者精液内检出病毒。很多人在害怕“啪啪啪”可能传染新冠肺炎的同时,也在担心新冠肺炎会不会影响“啪啪啪”的能力。

研究人员的确在17例新冠肺炎死者的睾丸组织内检出了病毒RNA,但并未提及睾丸的病理变化,也未见其他新冠肺炎患者睾丸的病理检测研究结果[5]。大家暂时不用过分担心,检出病毒并不一定意味着器官被攻击,看看大脑就知道了。

在4例新冠肺炎死者的检查中,尽管在大脑内检出了病毒RNA,但未见大脑有明显的炎症细胞聚集或神经元坏死,其中3例大脑有轻微的缺氧损伤[5]。就是说,这几名患者的大脑没有成为人体抗击病毒的“主战场”,仅仅是“粮草”(氧气)供应有点缺乏,受到了一点牵连。

不过,目前新冠肺炎死者解剖研究有限,还需要进一步研究证实各个器官的受损情况。

随着研究逐渐揭示新冠肺炎的病理生理机制,新冠病毒貌似一个在人体内到处作恶的“混混”,让我们闻之而色变。实际上,目前很多问题还没有十分确切的定论,我们现在只需要戴口罩、勤洗手、少聚集,少一点脑补或惊恐,其他的交给科学家就好。

参考资料

[1] Quantitative temporal-spatial distribution of severe acute respiratory syndrome-associated coronavirus (SARS-CoV) in post-mortem tissues. J Med Virol, 2007. 79(9): p. 1245-53.

[2] SARS-CoV-2 Pandemic: Review of the Literature and Proposal for Safe Autopsy Practice. Arch Pathol Lab Med, 2020.

[3] COVID-19 Autopsies, Oklahoma, USA. Am J Clin Pathol, 2020. 153(6): p. 725-733.

[4] 王慧君, 杜思昊, 岳霞, et al., 冠状病毒肺炎的病理学特征回顾与展望. 法医学杂志, 2020. 36(01): p. E028-E028.

[5] Post-mortem examination of COVID19 patients reveals diffuse alveolar damage with severe capillary congestion and variegated findings of lungs and other organs suggesting vascular dysfunction. Histopathology, 2020.

[6] 组织学与胚胎学. 第2版 ed. 2013: 人民卫生出版社.

[7] Effect of angiotensin-converting enzyme inhibition and angiotensin II receptor blockers on cardiac angiotensin-converting enzyme 2. Circulation, 2005. 111(20): p. 2605-10.

[8] SARS-CoV-2 and viral sepsis: observations and hypotheses. The Lancet, 2020. 395(10235): p. 1517-1520.

[9] Z Varga, A J Flammer, P Steiger, et al., Endothelial cell infection and endotheliitis in COVID-19. The Lancet, 2020. 395(10234): p. 1417-1418.


标签: 冠状病毒

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