新冠病毒是如何全面攻擊人體的?

cnBeta


新型冠狀病毒患者在感染後會產生一些症狀,一些人可能從輕微症狀 (發燒、疲勞、咳嗽) 發展到難以置信的嚴重症狀(呼吸困難、低血氧水平、腎臟受損等)。在《科學》雜誌上的一篇新文章中,來自抗擊COVID-19的前線醫生們的觀點揭示了這種疾病是如何從讓患者出現微不足道的不適演化成危及生命的器官衰竭的。

新冠病毒最主要的傳播方式是通過空氣中的飛沫。這種新型冠狀病毒會攻擊細胞上具有ACE2受體的結合位點。最初,症狀很輕或完全沒有,一個人甚至不知道自己已經被感染。然後,病毒就會進入肺部。肺部的脆弱組織內襯恰好充滿了病毒所喜愛的ACE2受體,於是病毒的攻擊就開始了。當白細胞開始對抗感染時,病毒和免疫系統之間的戰鬥阻礙了肺部為血液提供氧氣的能力。

前線白細胞釋放出稱為趨化因子的炎症分子,這反過來又會召喚更多的免疫細胞,針對並殺死受病毒感染的細胞,留下的是液體和死細胞--膿包。這就是肺炎的基本病理,其相應的症狀是:咳嗽、發熱、呼吸急促等。

這時,患者就會遇到一個岔路口。從這時起,有些患者在吸氧治療和休息的幫助下,轉危為安,開始恢復。然而,其他人則會出現更嚴重的併發症,例如急性呼吸窘迫綜合徵(ARDS),這時肺部無法提供足夠的氧氣來維持生命。這些患者最終往往要靠呼吸機來維持生命,可悲的是,他們中相當一部分人無法戰勝病毒。

即使是在肺部反應不致命的患者中,也會對其他器官造成損害,包括心臟和腎臟。醫生們仍在努力解釋病毒是如何攻擊心臟的,但人們認為病毒產生的血塊可能是關鍵。這也可以解釋病毒對腎臟的破壞性影響,因為腎臟會過濾血液,當血塊堆積時,腎臟會被血塊堵塞。

此外,新冠病毒如何影響大腦,是醫護人員正在努力解決的另一個主要問題。相當一部分患者出現癲癇發作和腦部腫脹,但目前還不清楚病毒是如何攻擊腦幹或神經皮層的,而這兩個部位都有ACE2受體,病毒可能會附著在這兩個部位,也不清楚病毒是否會擴散到保護中樞神經系統許多重要部位的腦脊液。有可能是病毒對血液的影響最終導致了大腦中的反應,因為血塊可能會引起腫脹,並引發任何一系列嚴重的神經系統症狀。

歸根結底,很顯然,關於這種新冠病毒以及它是如何攻擊人體的,還有很多未解之謎。為什麼有些患者能夠倖免於難,而另一些患者的病情卻迅速惡化?這個問題可能還需要一段時間才能得到答案,但不乏醫生和科學家們日以繼夜的努力來回答這個問題。


cnBeta


兩個月前,返樸曾刊發過一篇討論新冠感染引發的怪異症狀的文章,提到新冠病毒病雖然被認為是呼吸道疾病,但卻會出現許多奇怪的症狀,例如中風、血栓、缺氧、形如凍瘡的“新冠腳趾”、譫妄等奇奇怪怪的腦部疾病……在一線醫生詳細記錄病患症狀的同時,病理學家們也在後方無聲而緊張地工作著。最近兩個月發佈的多篇屍檢報告表明,患者體內最多的不正常現象是血栓,而非炎症。這或許可以部分地解釋此前臨床觀察到各類怪異症狀,也證明了紐約醫生在大規模治療中採用肝素(抗凝血用)是正確的做法。


截至今日,全球新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)確診人數已經有11 669 259人,死亡人數高達539 906人,轟轟烈烈的正面戰場上,全球仍有不少醫護人員在一線奮鬥,努力拯救更多生命。

而在安靜的後方,美國紐約大學朗格尼健康中心(NYU Langone Health)的病理學家艾米·拉普奇耶維茨(Amy Rapkiewicz)冷靜地打開自己面前的新冠病毒患者屍體,使用特殊工具小心翼翼地摘取下心、肺等關鍵器官。接下來,這些器官需要在消毒溶液中浸泡數週,然後取出切割,選取小片的組織樣本,放到顯微鏡下進行細緻分析。

雖然病毒讓患者永遠無法再開口講述自己的病痛折磨,但是像拉普奇耶維茨這樣的專家們卻知道如何與“沉默的證人”合作,他們尚留存在世的身體會告訴我們更多突破性線索,深入理解這種疾病,研發潛在新療法。

自新冠疫情暴發以來,在醫生們眼中,COVID-19似乎是一種標準的呼吸道疾病,病毒不僅攻擊肺部,還會攻擊大腦、腎臟、肝臟、腸胃道和脾臟等。從今年3月起,中國、美國以及歐洲諸國等陸續發表屍檢報告,一致確認新冠病毒攻擊最猛烈的器官就是肺部——死亡患者的兩肺和血管內皮細胞中都發現了病原體。但隨著不斷深入,情況似乎並非完全如人們所料……

肺:充滿微型血栓

顯微鏡下,拉普奇耶維茨觀察到的肺、腎、肝標本受到的病毒傷害與其他醫生的報告並無二致。然而接下來,她卻看到了意外又頗為眼熟的東西——無處不在的微型血栓,在翻閱歷史資料之後,她猛然想起來,這不就是登革熱(Dengue fever)嗎?!

登革熱是蚊媒傳播的熱帶疾病,病毒會“綁架”白細胞,讓它們釋放干擾素和細胞因子等信號蛋白,“放鬆”血管,增加血管通透性,引起體內無法控制的大出血。她萬分詫異:“COVID-19和登革熱,聽上去毫無瓜葛,但是患病的後果卻如此相似!”

4月10是美國開始第一例屍體解剖的日子,新奧爾良路易斯安那州立大學健康科學中心(LSU Health)的理查德·範德·海德(Richard Vander Heide)清楚記得當時切開死者肺部,看見裡面成百上千個微型血栓後驚異的心情:

“我永遠忘不了這一天,我從1994年開始進行屍體解剖工作,從沒見過這樣的情況。”

他隨後解剖了第二具屍體,同樣的情形呈現在他眼前,第三具、第四具屍體也是如此。於是,心生警惕的他立刻撰文,並在投稿之前就在線刊發了預印本,希望能夠立刻引起其他醫生的關注。

消息很快就在美國醫院內傳開,醫生們紛紛給所有患者用上血液稀釋劑——如今已成為通用操作之一。而範德·海德那篇關於10名患者屍檢的論文經過同行評議之後,已於5月發表在《柳葉刀》雜誌上。他在論文中詳細描述了屍體解剖的重要發現:在肺部小血管和毛細血管中出現了血栓形成和微血管病症,並伴有出血現象。他明確指出,這些是導致患者死亡的重要原因。 [1]


隨後,其他類似的肺部解剖研究,包括意大利團隊涉及38位患者屍檢的論文,西奈山健康中心(Mount Sinai Health)25名患者屍檢,哈佛醫學院和德國研究人員合作的7名患者屍檢,以及拉普奇耶維茨的朗格尼健康中心團隊研究都報告了類似的微型血栓。

拉普奇耶維茨於6月在《柳葉刀·電子臨床醫學》發表她的屍檢結果。她所解剖的7名患者屍體中,不僅在肺部,而且在心臟、腎臟和肝臟都發現了異常的血栓症狀。她還強調,血栓形成是多個器官的共同突出特徵,富含血小板的巨核細胞表明血栓形成(圖1),並在疾病早期就開始發揮破壞作用。[2]


圖1. 心臟、腎臟、肺和骨髓中的巨核細胞[2]

巨核細胞(Megakaryocyte)是負責產生血液凝血細胞(血小板)的一種骨髓細胞,血小板是正常血液的血塊形成所必需的。通常情況下,一萬個骨髓細胞有一個是巨核細胞,但在特定的疾病期間,這個數量會增加近十倍。每個巨核細胞可產生大約2000~7000個血小板。(來源:wikipedia)

心:是心肌炎嗎?

今年3月,一些報道指出新冠肺炎患者可能會出現心肌炎症狀,而幾篇關於中國新冠肺炎患者的早期文獻也表示,20%到30%的住院患者出現過心肌損傷。[3, 4]心肌炎會讓心肌增厚,最終導致心臟功能障礙、心律不齊,有致死風險。但這些報告並沒有包含對心肌組織的病理學特徵分析。

一般來講,典型的心肌炎在屍檢中很容易識別出來。當身體將某一組織感知為外來異物並開始對它進行攻擊時,就會產生炎症。心臟中的心肌細胞會被專門對付感染的淋巴細胞團團圍住,剿殺乾淨,因此,心肌炎患者的心臟理應有大片的心肌細胞死亡區域。

然而,“我們並沒有見到這些”,西奈山健康中心的病理學助理教授瑪麗·福克斯(Mary Fowkes)稱。經驗豐富的福克斯曾為67名COVID-19患者做過屍體解剖,和她同一團隊的克萊爾·布萊斯(Clare Bryce)還為此專門研究了其中的25顆心臟,兩人在線發表了一篇預印本論文,稱她們在心臟表面看到了一些“非常輕微的”炎症病灶,但完全不像是心肌炎。[5]

而拉普奇耶維茨則在她解剖的7顆心臟中看到了數量眾多的巨核細胞。巨核細胞本應存在於骨髓,且數量稀少,而今卻遍佈心臟,令她極為震驚。

範德·海德有一篇更加深入的論文正在審稿中,他說:“如果你去檢查新冠患者的心臟,可能不會看到你所預期的(心肌炎)。”在他解剖的屍體中,有幾位患者因為心臟驟停而去世,但屍檢結果表明,主要的損傷仍集中在肺部,並非心臟。

腦:神經網絡 病毒損傷了大腦神經?

過去,曾有新冠肺炎患者報告嗅覺或者味覺喪失、精神狀態改變,甚至有癲癇、精神錯亂等各種神經系統障礙症。今年4月,一份發表在《神經學、神經外科學和精神病學》雜誌上的早期報告中提到了新冠肺炎患者的顱內感染相關症狀,比如頭疼、癲癇和意識障礙。

[6] 6月,法國的研究人員報告說84%的重症護理患者出現神經系統問題,1/3的患者康復出院時精神狀態不太好。同月,英國的研究人員則發現125名確診患者中有57人因為腦中的血栓出現過中風,39人出現精神狀態改變(即各種腦功能障礙疾病,輕者表現為意識模糊,重者會昏迷)。[7]

面對上述數據和聽上去奇奇怪怪的報告,波士頓布萊根婦女醫院(Brigham and Women’s Hospital )的神經病理學家伊薩克·所羅門(Isaac Solomon)決定系統性地調查一下,病毒可能藏身於哪些腦區中。他解剖了18具接連死亡的新冠病人屍體,對關鍵腦區做了切片:大腦皮層、丘腦(調節感官輸入)、基底神經節(負責運動控制)等等。每一份切片劃分成三維網格,取10個截面後進行了仔細分析。

結果讓他很意外,病毒片段只出現在個別區域中,而且也不清楚患者死亡時,這些病毒是已經死亡,還是仍然活躍。而且,也只有一小部分區域表現出炎症,大範圍的破壞則由大腦缺氧引起。大腦缺氧致使神經細胞死亡,死亡後就不會產生新的神經細胞。雖然人腦具有一定的代償功能,但缺氧範圍太大時,各類腦功能仍然開始退化。無論是長期身處重症監護室的患者,還是突然死亡的患者,情況都是如此。

不過好消息是,所羅門說,如果病毒沒有大量進入大腦,將有助於藥物研發,而且這一發現強調了需要給患者及時補充氧氣,防止不可逆的大腦損傷。他的這項研究於6月12日發表在《新英格蘭醫學雜誌》上。[8]

西奈山團隊的腦組織解剖也證實了所羅門的說法,她們沒有在大腦中發現大量病毒或者炎症病灶。但是,她們注意到了和拉普奇耶維茨看到的類似情況:微型血栓廣泛存在於大腦中。福克斯補充說:“在一些患者中,他們大腦兩三個不同區域的血管內有好多血栓。”

這場與病毒的無聲較量讓科學家們絲毫不敢鬆懈,雖然最新的解剖學發現數量仍然不多,能否轉化為實際的治療思路還尚無定論。但是,最理想的屍體解剖能夠幫助科學家重構疾病的自然發生過程,屍檢給出的新信息極有可能給病毒探索打開嶄新的道路。

紐約大學的心臟病專家傑弗裡·貝爾格(Jeffrey Berger)在得知拉普奇耶維茨的發現之後,評價說,屍檢表明除了血液稀釋劑之外,抗血小板藥物也有可能對治療COVID-19發揮效果。“我們對於新冠病毒的瞭解還很少,但每一項研究都是完成這幅巨大病毒拼圖的一小塊。另外,如果我們能夠預防嚴重併發症的出現,那麼就能救下更多人的性命,最終徹底改變疫情的走勢。”

參考文獻

[1] https://www.thelancet.com/journals/lanres/article/PIIS2213-2600(20)30243-5/fulltext

[2] https://www.thelancet.com/journals/eclinm/article/PIIS2589-5370(20)30178-4/fulltext

[3] https://www.thelancet.com/journals/eclinm/article/PIIS2589-5370(20)30178-4/fulltext

[4] https://jamanetwork.com/journals/jamacardiology/fullarticle/2763845

[5] https://jamanetwork.com/journals/jamacardiology/fullarticle/2763845

https://jamanetwork.com/journals/jamacardiology/fullarticle/2763524

[6]https://jamanetwork.com/journals/jamacardiology/fullarticle/2763845

[7] https://jamanetwork.com/journals/jamacardiology/fullarticle/2763524

[8]https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.05.18.20099960v1

編譯來源:https://www.washingtonpost.com/health/2020/07/01/coronavirus-autopsies-findings/


返樸


(醫患家特約回答:天津醫科大學第二醫院 賈醫生)


隨著對新冠病毒感染病例研究的不斷深入,我們已發現病毒不止攻擊人體的肺部及呼吸系統,累及心、腎等多器官損害也十分常見。尤其對於重症感染者,病毒會全方位地攻擊人體,引起大量併發症造成嚴重後果。


肺部損害

新冠病毒最主要累及肺部,大部分患者也以出現呼吸道症狀為主。患者常出現雙肺實變,甚至嚴重的肺積水,最終可導致肺纖維化。但經過及時治療,肺功能雖然需要一定時間才能修復,大多數患者還是可以維持正常生活所需的肺功能。

心臟損害

很多感染患者,尤其重症感染者,還出現心臟驟停、心衰等情況。以既往研究經驗,SARS及MERS病毒感染都與急性心肌炎、心梗、心衰有關,因此新冠病毒感染造成的心臟損害不可小覷。


腎臟、肝臟損害

新冠感染者的腎臟、肝臟損害可有多方面原因,一是直接的病毒攻擊組織器官;二是繼發性損傷,如使用呼吸機、大量使用藥物造成損傷;三是免疫系統的細胞因子風暴可以減少器官血供,造成致命的傷害;以及患有糖尿病腎病、腎病綜合徵等基礎病也增加急性腎損傷的風險。


累及消化系統

疫情以來很多患者出現腹痛、腹瀉、噁心嘔吐等症狀,嚴重程度不一,有的病例以胃腸道症狀為首發甚至唯一臨床症狀。目前也有報道發現感染者糞便中病毒RNA陽性,但尚不能證明糞便中含有有傳染性的活病毒。因此大家日常做好便後洗手,預防糞口途徑即可。


累及生殖系統

目前有論文報道認為新冠病毒會攻擊睪丸,損傷男性生殖功能,但仍在研究階段。因為部分病毒,如腮腺炎病毒,已知確實會感染生殖系統損傷其功能,因此對於新冠病毒的影響也引起了一定重視。


累及眼結膜、皮膚

已有報道,發現眼結膜充血、發炎都可能是新冠病毒感染的不常見症狀,甚至可能存在手-結膜接觸途徑的感染。而皮膚表現,部分患者出現“紫斑”,與凍瘡、麻疹表現類似。例如我們熟悉的麻疹病毒,就會引起皮膚斑疹表現。

多臟器的臨床症狀表現不僅提示我們在治療、預後、復健、隨訪中要全面的關注患者身體狀況,也為臨床篩查、發現感染者提供診斷思路。在後期的抗疫過程中,我們仍不可鬆懈,要保持良好的衛生、防護習慣,有異常表現及時就醫隔離。


分享到:


相關文章: