Traducere: Boryana Marinkova

* Deținătorul dreptului de autor al acestei preimprimări (care nu a fost revizuit) este autorul/entitatea finanțatoare care a acordat medRxiv o licență pentru afișarea preimprimării. Toate drepturile rezervate. Nicio reutilizare nu este permisă fără permisiune.

1) Departamentul de patologie, LSU Center for Health Sciences, New Orleans

2) Departamentul de patologie și medicină de laborator, sistemul de sănătate al veteranilor din sud-estul Louisianei

3) Departamentul de Inginerie Biomedică, Universitatea Tulane

* Pentru corespondență: [email protected] & [email protected]

Rezumat: SARS-CoV-2 s-a răspândit rapid în Statele Unite, provocând morbiditate și mortalitate ridicate, iar baza histopatologică în cazurile severe nu a fost încă studiată în detaliu. În secolul trecut, autopsia a contribuit în mod semnificativ la înțelegerea noastră a numeroase procese de boală, dar din mai multe motive, rapoartele de autopsie post-mortem legate de SARSCoV-2 au fost până acum limitate la nivel mondial. Constatări cardiopulmonare relevante au fost raportate în prima serie de autopsii din Statele Unite, cu cauza decesului din cauza infecției cu SARS-CoV-2. Aceste cazuri identifică afecțiuni patologice cheie care pot contribui la boala severă și la decompensare la acești pacienți.

Introducere: Primul caz confirmat de infecție cu SARS-CoV-2 în Statele Unite a fost raportat la 20 ianuarie 2020. De atunci, virusul s-a răspândit în toată țara, mai multe orașe din Statele Unite devenind epicentrul pandemiei. La 31 martie 2020, Departamentul de Sănătate de Stat din Louisiana a raportat un total de 5.237 de cazuri de COVID-19 cu 1.355 spitalizări și 239 de decese legate de COVID-19. Un total de 1.834 din cele 5.239 de cazuri COVID-19 și 101 din cele 239 de decese au avut loc în orașul New Orleans, cea mai mare rată a mortalității pe cap de locuitor din Statele Unite. Centrul Medical Universitar din New Orleans, construit după uraganul Katrina, este echipat cu autopsie și echipamente de ultimă generație care îndeplinesc standardele moderne recomandate de CDC pentru efectuarea autopsiilor la pacienții care au testat pozitiv pentru COVID-19. Aici raportăm constatările cardiopulmonare din primele patru autopsii ale unei serii de doisprezece efectuate la pacienți din Statele Unite cu consecințe corespunzătoare în tratamentul cazurilor severe.

Scurt rezumat clinic:

Cei patru pacienți decedați erau bărbați și femei cu vârste cuprinse între 44-76 de ani. Toți sunt afro-americani și au antecedente de obezitate clasa 2-3 și hipertensiune arterială controlată de medicamente. Trei dintre pacienți aveau diabet de tip II dependent de insulină, doi aveau boli renale cronice (stadiile 2 și 3), iar unul lua metotrexat.

Constatări macroscopice:

Un test de inimă a fost efectuat în trei dintre cazuri, cu inimile variind de la 430 g la 550 g (normal: 365 g +/- 71). Cele mai semnificative constatări principale sunt cardiomegalia și dilatarea ventriculului drept. Într-un caz, s-a observat o dilatare masivă, în care cavitatea ventriculară dreaptă avea 3,6 cm în diametru, în timp ce ventriculul stâng avea 3,4 cm în mărime cu cel mai mare diametru (Figura 1B). Secțiunile miocardice prezintă leziuni tisulare dure, maroniu-roșcat și fără leziuni semnificative în toate cazurile, iar arterele coronare nu prezintă nici o stenoză semnificativă sau tromboză acută.

cardiacă
FIGURA 1: Descoperiri macroscopice în plămâni și inimă. A) Plămânii cu edem pulmonar bilateral și pete de hemoragie întunecată și B) Inimă cu dilatare extremă a ventriculului drept cu îndreptarea septului interventricular. C) Secțiunile pulmonare prezintă trombi în vasele mici periferice (săgeți albe).

Descoperiri microscopice:

FIGURA 2: Descoperiri microscopice pulmonare. Toți pacienții au leziuni alveolare difuze extinse. A) Membranele hialinice și hemoragia (H&E), cu cheaguri de fibrină C) în vase mici și capilare și C) Depunere extinsă de fibrină extracelulară, evidențiată în albastru prin colorarea MassonTrichrome. D) Agregări perivasculare ale limfocitelor care sunt pozitive pentru imunostayina CD4, se observă numai celule CD8 pozitive împrăștiate. E) Numeroase megacariocite în vase mici și capilare alveolare evidențiate de CD61 și imunostatine ale factorului Von Willebrand.

In inima. Nu au fost observate zone mari sau convergente de necroză miocitară în secțiunile miocardice. Histopatologia cardiacă arată necroză miocitară cu celule individuale împrăștiate în fiecare inimă examinată. În câteva zone, limfocitele sunt adiacente, dar nu în jur, miocitelor degenerante. Dacă aceasta poate fi o manifestare timpurie a miocarditei virale este incert, dar nu există un infiltrat inflamator limfocitar rapid semnificativ, în concordanță cu modelul tipic al miocarditei virale. Acest lucru poate fi în concordanță cu un document recent al lui Chen și colab. Acest lucru sugerează că pericitele pot fi infectate cu virusul SARS-CoV-2 și pot provoca disfuncții ale celulelor endoteliale capilare/microvasculare, care pot provoca necroza celulelor individuale. complet exclus în acest studiu limitat.

FIGURA 3: Efecte citopatice SARS-CoV-2. A) Colorarea H&E a mai multor pneumocite mărite într-o alveolă deteriorată, cu nuclee mărite, nuceloli pronunțați și atipii citologice. B) Distribuția relativă a dsDNA (roșu) la ARN (verde) în secțiuni de țesut de către DRAQ5 și SYTO ARN Selecția colorării fluorescente (a se vedea metodele suplimentare pentru detalii de colorare). Celulele infectate cu virus din spațiile alveolare prezintă multinucleație și grupare, după cum se dovedește prin colorarea ADN-ului, și ARN abundent prezent în citoplasmă (săgeți albe, C) Intruziunea celulelor imune, inclusiv neutrofilele degenerative, în fibrină și filamente cu colorare slabă a ADN-ului și D) Controlul țesutului pulmonar obținut la autopsie pentru cauza pulmonară de deces înainte de pandemia SARS-CoV-2. E) și F) pete H&E de la miocite cardiace cu degenerescență focală (săgeți albastre).

Discuţie:

Există dovezi preliminare ale infecției virale care determină activarea atât a căilor citokinice dezadaptative, cât și a răspunsului trombocitelor, iar constatările noastre sugerează că aceste funcții imune pot fi asociate cu forme severe de Covid-19. Ca răspuns la infecțiile virale sistemice și pulmonare ale gripei H1N1 și ale denguei, se știe că megacariocitele răspund prin supraexprimarea IFITM3 și producerea de trombocite cu aceeași supraexprimare. 5 În plus, trombocitele și megacariocitele pot avea receptori pentru virusurile 6-9, dintre care unele au fost activate în mod specific în gripa H1N1, adesea în asociere cu limfopenia 10-12. Există chiar și unele dovezi că SARS-CoV anterioare au infectat direct megacariocite și că funcția plachetară a fost afectată în plămânii deteriorați la pacienții cu SARS sever. 14. În prezent există dovezi ale infecției directe a megacariocitelor cu SARS-CoV-2, dar abundența acestor celule în plămâni la autopsie este probabil legată de numeroasele trombi mici, uneori bogate în trombocite și focare de hemoragie.

O constatare importantă este absența unei infecții secundare semnificative în toate cazurile noastre. Toți pacienții au primit antibioterapie în timpul tratamentului spitalicesc, absența unei infecții bacteriene sau fungice semnificative sugerează că acesta nu este motivul principal al deteriorării lor. Remarcăm, de asemenea, că doi dintre pacienții noștri sunt mai tineri decât cei considerați, în general, expuși riscului de deces din cauza Covid-19 și fără terapie imunosupresivă, deși cu obezitate, hipertensiune și diabet, comorbidități frecvente în populația noastră. populația multor orașe cu o prevalență ridicată a Covid-19. Pe baza constatărilor noastre, credem că terapia eficientă pentru acești pacienți ar trebui să se concentreze nu numai asupra agentului patogen viral, ci și asupra efectelor trombotice și microangiopatice ale virusului și, eventual, asupra unui răspuns imun incorect la infecția virală.

Recunoștință și recunoaștere

Am dori mai întâi să aducem un omagiu pacienților noștri și familiilor acestora, care într-un moment de pierderi personale grave ne-au ajutat să aflăm mai multe despre această boală. De asemenea, suntem recunoscători pentru sprijinul Departamentului de Patologie al Centrului de Sănătate LSU și pentru munca asiduă a echipei Centrului Medical Universitar - în special Nicole Bichsel, pentru rolul său neprețuit de asistent la autopsie. În cele din urmă, dorim să îi mulțumim dr. Paula L. Bockenstedt, profesor asociat de hematologie la Universitatea din Michigan, pentru expertiza și îndrumarea sa în această lucrare.