文摘
有些病人肺感染后遗症SARS-CoV-2后经验,从自限的异常主要的肺部疾病。肺组织形态学分析可以帮助我们理解致病机制,帮助提供一致的个性化管理。本研究的目的是确定肺组织的形态和immunomolecular特征。Transbronchial肺cryobiopsy在持续的症状和患者进行ct提示剩余肺病从SARS-CoV-2复苏后感染。164患者被怀疑肺COVID-19后后遗症;10 > 5%肺实质疾病患者进行肺活检。肺部疾病的组织模式是不均匀的,三种不同的情况下,集群可以被识别,这是通过他们的临床和放射学特征反映出来。集群1(“慢性fibrosing”)被感染后的预先存在的间质性肺炎为特征。集群2(“急性/亚急性损伤”)的特点是不同的类型和等级的肺损伤,从组织肺炎和fibrosing弥漫性肺泡损伤的非特异性间质性肺炎。集群3(“血管变化”)的特点是弥漫性血管增加,扩张和变形(毛细血管和小静脉)在其他正常的实质。 Clusters 2 and 3 had immunophenotypical changes similar to those observed in early/mild COVID-19 pneumonias (abnormal expression of STAT3 in hyperplastic pneumocytes and PD-L1, IDO and STAT3 in endothelial cells). This is the first study correlating histological/immunohistochemical patterns with clinical and radiological pictures of patients with post-COVID lung disease. Different phenotypes with potentially different underlying pathogenic mechanisms have been identified.
文摘
Post-COVID肺病不是一个单一的实体,但包括不同的亚型,它们中的每一个可能需要独立和不同的管理https://bit.ly/3BJDeUF
介绍
随着COVID-19大流行的进展,一些病人经历了长时间的多器官的症状和并发症(长COVID或post-COVID综合症)1- - - - - -13]。这种持续的临床表现的影响和后果是日益严重的健康问题。残留的证据器官损伤后COVID-19感染尤其适用于肺后遗症,与光谱从自限性的异常主要肺部疾病的临床资料,与变量的重要程度炎症和/或纤维异常。肺组织的组织学评估这晚阶段可能有助于揭示特殊morpho-phenotypical变化,以及未来研究模式进化,可以帮助我们更好的理解致病机制和提供一致的个性化治疗。在这里,我们审查的形态和immunomolecular特性transbronchial肺cryobiopsies (TBLC)执行持久的肺病患者康复后SARS-CoV-2感染和潜在的解释观察到肺异常。
方法
研究设计和病人的选择
我们进行了比较,前瞻性,多中心,研究者发起的和观察性研究从2021年1月1日到3月31日,2021年,目的是评估的组织学和免疫组织化学及分子特性持续肺患者肺组织参与了高分辨率计算机断层扫描(HRCT)和持续的症状(呼吸系统或系统)从SARS-CoV-2复苏后感染。合格的受试者年龄在18岁到80岁,有一个历史的分子诊断COVID-19相关肺炎、复苏前至少30天,持续肺HRCT扫描分析参与> 5%,持续的症状(呼吸和/或系统)和没有禁忌症肺活检。复苏的定义根据国家指示更新2020年12月的连续两个负面测试SARS-CoV-2实时逆转录酶聚合酶链反应(RT)的24小时与可能的改进/稳定的症状。关键的排除标准肺功能严重受损或休息时,低氧血,出血风险高,肺动脉高压的超声心动图评估和严重并发症(补充材料);病人无法提供同意或拒绝活检被排除在外。本研究按照规定发行的赫尔辛基宣言;协议的机构审查委员会批准的区域Vasta大区伦理委员会(Prot。5285/2021)和病人提供他们的知情同意。HRCT和TBLC执行先前描述和报道补充材料(14- - - - - -17]。形态学检查是基于常规苏木精和伊红染色和细胞角蛋白免疫染色7。五个专门的肺部病理学家(广告、GR、VP、MC和CD)盲目地和独立地回顾了幻灯片活检并引用涉及不同的隔间的形态学特征构成肺实质:上皮和血管组件,肺泡和间隙空间,炎症细胞。不同意见被公开讨论和最后一个在所有情况下都达成了共识。所有免疫组织化学在超基准测试执行自动化的应用(亚利桑那州图森市Ventana医疗系统/罗氏,美国)使用标准程序和试剂中描述补充表S1。控制我们分析了15例弥漫性肺实质疾病感染控制标本:三个不明原因引起的组织肺炎(OP),三个与非特异性间质性肺炎(NSIP),两个与OP / NSIP,两个与通常的间质性肺炎(摘要),两个与纤维化过敏性肺炎,一个与特发性急性纤维蛋白的组织肺炎,结节病,间质性纤维化与吸烟有关。
结果
临床特点
164名患者被称为我们的所有门诊疑似肺COVID-19后后遗症。在141名患者,肺实质疾病缺席或< 5%,13个病人禁忌症为肺活检或没有提供同意过程;10个病人接受了TBLC。的平均年龄是61岁(范围38 - 76年)和78%都是男性。七的患者被送往医院,但没有一个有气管插管。归纳了临床特点补充表S2。复苏后患者进行支气管镜检查平均3.5个月SARS-CoV-2感染。活检时所有情况下有负面结果SARS-CoV-2分子拭子检测。大多数病人疲劳和低烧,少数报道关节和肌肉疼痛和抑郁(补充表S2)。平均用力肺活量(FVC)预测值的77%(46 - 116%范围);中位数的肺一氧化碳扩散能力(DLCO)是51%的预测值(43 - 80%范围)。最具代表性的实验室测试结果所示补充表S3。
HRCT
放射学结果总结表1。在一个小组(集群1;n = 2例),CT显示纤维外表与间质参与的一些方面,建筑变形和牵引支气管扩张。在这些患者中,一个先前的CT扫描显示的预先存在的背景纤维化肺间质异常(马尼拉),是稳定和持久COVID-19肺炎后(图1)。在其他病人,急性合并蒙面和覆盖的可能存在潜在的预先存在的牵引支气管扩张。
在第二组(集群2;n = 5例),CT显示持久性的磨砂玻璃perilobular模式和合并中观察到人事处或纤维化NSIP (图2和3);一个共同特征是残留血管扩张(gravity-dependent perilobular模式评估后容易定位)作为perilobule[应该小静脉的扩张18]。
最后,第三组(集群3,n = 3)的特点是只有轻微的剩余辐射变化,有轻微磨砂玻璃与外围perilobular模式在三分之二的病人。在一个病人,功能建议pleuro-parenchymal fibroelastosis上部叶被观察到。
组织模式和免疫组织化学
组织学评价苏木精和eosin-stained幻灯片显示肺结构的重大修改所有10个调查病人,匹配3个集群分离。所有患者进行测试,并为SARS-CoV-2负面结果(原位在组织(单分子荧光杂交原位杂交方法;HuluFISH PixelBiotech,让志愿者、德国)和实时rt - pcr检测支气管肺泡灌洗(BAL)流体)。
集群2(急性/亚急性损伤)
集群2的特点是不同的类型和等级的肺损伤,从OP或重叠OP / NSIP弥漫性肺泡损伤(爸爸)(增殖阶段,两种情况)(图4)[21]。这些情况下共享形态学和免疫组织化学相似性与先前描述[COVID-19严重肺炎病例16]。在两种情况符合爸爸(增殖/组织没有透明膜),孔隙空间被密集的纤维化和弥漫性增厚myofibroblasts总量(图4)。剩余牙槽空间是由片状排列集合的增生性肺泡上皮II型细胞(AECII),表达磷酸化信号传感器和转录激活3 (pSTAT3)和Ki67。四个病例的特点是发生endoalveolar马森的身体和各种大量的间质增厚(OP / NSIP) (图4和补充表S4)。
关于炎症细胞,丰富的免疫浸润,主要由淋巴细胞,是出现在所有集群2例,广泛地分布在孔隙空间或形成血管周的总量;淋巴浸润主要是由T - b细胞;在t细胞、CD4细胞、CD8子集几乎同样表示。巨噬细胞并不代表,中性粒细胞是罕见的和没有观察到嗜酸性粒细胞。
关于肺泡细胞,增生的AECII特征是高Ki67指数和核pSTAT3。TUBB3染色也表示在肺泡细胞,主要是在患者最严重的损害。
关于血管床,漫射吲哚胺2,3-dioxygenase (IDO),细胞程序性死亡配体1 (PD-L1)和pSTAT3免疫染色检测内皮细胞的血管间质毛细血管和小静脉;这代表最相关的发现在这个群(22]。
集群3(“血管变化”)
集群3的特点是弥漫性血管增加,扩张和变形(毛细血管和小静脉)在一个正常的实质(最小参差不齐AECII增生在一个案例中)(补充表S4和图5)。这种模式相媲美,在早期阶段描述COVID-19肺炎与守恒的实质结构(16]。
关于炎性细胞,少量的间质淋巴细胞和巨噬细胞存在,没有CD4和CD8明显的优势。PD-L1表示在肺泡巨噬细胞(通常可以观察到在肺泡巨噬细胞在正常情况下),但是没有PD-L1免疫反应性上皮中可观察到肺泡细胞。
关于血管床,漫射PD-L1染色装饰了毛细管内壁加上我确实反应内皮细胞(图5)。
对于基质/间隙间,没有观察到TUBB3反应。
这些病例与某些情况下分享相似的早期/轻度COVID-19肺炎前所述[16],特别是PD-L1扩散和强大的表达式的持久性和被罩在内皮细胞间质毛细血管和小静脉post-acute-phase病例。这种奇特的表达谱可能更相关SARS-CoV-2肺炎,鉴于这些标记不是通常在健康受试者中观察到肺组织获得(23,24)和/或控制例弥漫性肺实质疾病感染控制标本。这些形态异常反映在BAL液(补充表S3);事实上,所有患者淋巴球增多在BAL流体(> 20%)的特点是在肺组织人事处,与丰富的免疫浸润,主要由淋巴细胞,位于血管周围间隙空间,有时形成结节聚集。
讨论
据我们所知,这是第一个潜在morpho-phenotypical变动分析患者持续的症状和残余肺实质疾病从COVID-19复苏后。大多数已发表的研究都很小,主要集中在临床后遗症患者住院COVID-19 [1,3- - - - - -5,6,8,10]。鲜为人知的肺部病变的范围和特点COVID-19幸存者,尤其是那些温和的感染不需要住院。三例post-COVID组织学证实OP迄今已发表(两个transbronchial肺活检和一个外科肺活检)(25,26),以及一份报告无症状患者曾感染COVID-19和11日接受选择性肺切除术对其他不相关的迹象(无症状恢复幸存者被证实没有明显的组织病理学变化表明实质损害)(27]。与其他ILDs一样,肺活检可能是一个重要的角色在post-COVID ILDs更好地定义组织模式管理的目的。ILD社区早就意识到,这不是不寻常的纤维化NSIP和OP幸存者的纤维化进展爸爸/急性肺损伤(28]。当前算法主要视图post-COVID肺部疾病作为一个单一的实体;然而,不同的COVID-induced通路的存在可能构成独立post-COVID肺实体,可能需要单独管理。在这个多学科研究中,我们已经确定了三种不同亚型或子组(表2)。
集群1的特点是功能建议ILD SARS-CoV-2之前感染的发生。两个病人在这个集群是男性和前吸烟者。临床表现的特点是持续的呼吸道症状COVID-19肺炎后,努力和咳嗽气短,少系统性症状(补充表S2)。一个病人的疾病,与摘要一致,模式是由纤维特征出现在CT扫描和肺组织,建筑变形、牵引支气管扩张、时空异质性的疤痕修改,和扩展蜂窝(图4和表1)。可以认为在这种情况下,急性合并蒙面与覆盖潜在的存在既存fibrosing ILD。第二个患者纤维化伊拉的记录已存在的背景,是稳定和持久COVID-19后肺炎。以前的肺功能测试正常(FVC预测103%,用力呼气量在1 s 104%预测,DLCO76%的预测)。肺cryobiopsy显示模式符合与吸烟有关的间质纤维化。我们假设post-COVID-19病例的特点是辐射和/或病理纤维化表象的结果可能会更预先存在的肺间质性疾病的一个表达式(可能是也可能不是加速了病毒感染本身)比严格与病毒感染有关。加速肺纤维化的呼吸道病毒被描述在博来霉素的肺纤维化模型(29日];我nterestingly,在这些情况下,疫源地的细胞表达细胞senescence-associated标记观察p16在摘要/特发性肺纤维化(30.- - - - - -34]。
集群2包括更“auto-inflammatory”表型的患者,与不同的临床表现,辐射特性和一个immunomorphological模式。引发的炎症通路可能是病毒本身引起2型pneumocytes扩散/激活,大量炎症细胞和血管功能障碍。CT显示剩余磨砂玻璃perilobular模式,有时合并,光环和反向光环迹象迹象,没有纤维变形;这些变化可以包括在OP-like模式(表1)。所有的病人有不同的形态类型和等级的肺损伤,从OP爸爸(增殖阶段),在共同丰富的免疫浸润,主要由淋巴细胞,血管周围和间隙空间,有时形成结节聚集。更频繁地在这个集群,患者有全身症状,如发热、疲劳、和呼吸道症状(补充表S2)。集群2患者用类固醇治疗后肺活检结果(报告的细节补充材料)。OP患者的肺活检经历了明显改善症状和肺功能损害;3个月随访CT扫描显示显著减少毛玻璃地区和perilobular模式在所有情况下。爸爸/增殖阶段患者功能肺活检显示温和改善,临床和功能,完全解决发热和减少呼吸短促,虽然持续的轻度至中度运动;3个月随访CT扫描显示扩展的轻微减少实质参与。
集群3包括持续的呼吸道和系统性症状患者,但对CT变化很小。的组织学张照片的特点是膨胀腔内的肺泡毛细血管和小静脉和毛细血管增生原本正常或轻度的实质异常(最小的片状AECII增生和异构间质增厚在一个案例中)。我们认为这种“模式”在某些方面类似于肺毛细血管haemangiomatosis(增生的间质和肺泡壁毛细血管,频繁的管腔扩张毛细血管和毛细管堵塞);然而,我们认为他们显然是两个截然不同的条件。事实上,毛细血管增生中观察到集群3例不典型围绕bronchovascular包,不创建任何结节状外观;内皮细胞增殖信号为负(即。ki - 67)和血管变化也涉及post-capillary小静脉,显示扩张和曲折的腔,水肿的内膜增厚和不完整的血管周围淋巴细胞浸润,未观察到毛细管haemangiomatosis做的所有更改。此外,hemosiderin-laden巨噬细胞和内膜的增厚的小肌肉动脉并没有观察到。所有这些患者接受超声心动图和肺动脉高血压被排除在外。有趣的是,分子的表达参与免疫错乱和血管张力控制(STAT3,被罩,PD-L1)改变在早期阶段COVID-19肺炎(16]。为了评估这些发现是否与SARS-CoV-2感染,我们分析了控制例弥漫性肺实质疾病感染控制样本,我们发现这些标记的内皮表达是微弱和/或局限于罕见的细胞。
最相关的结果,我们的研究之一是持续高表达的核pSTAT3肺泡上皮细胞和内皮细胞的间质毛细血管和小静脉月SARS-CoV-2清算后的感染。核pSTAT3尤其在集群2例,他们的特点是更加突出系统性症状(主要是发烧和疲劳)与持久性相关的毛玻璃的透明CT扫描,perilobular模式和合并。这些情况下共享相似之处严重COVID-19肺炎先前描述的情况下(16),肺泡上皮核pSTAT3 2型细胞和内皮细胞表达。后显著减少pSTAT3 baricitinib管理严重COVID-19肺炎患者曾被证实;baricitinib阻止疾病进展,一个更安全、更有利的临床结果(35]。这些结果可能会显示一个潜在的理由使用Janus激酶JAK1和JAK2抑制剂的患者群的post-COVID持久的症状。所有患者纳入研究阴性检测结果SARS-CoV-2 BAL流体,证实肺的事实表现并不与持久性相关的病毒在肺,但与致病机制无论病毒清除后,继续感染。我们观察到血管畸形(无序血管生成与腔的扩大,扩张血管壁,血管周的t细胞浸润)从一开始就明显存在COVID-19肺炎,可以通过先进的疾病持续阶段(16)和可能持续几个星期/月后感染。co-regulatory配体PD-L1和耐受性酶被罩是负反馈电路的一部分,抑制免疫反应和维护外围公差(36- - - - - -38),都是涉及国防机制对肺损伤(39- - - - - -42]。色氨酸是被罩的基质酶活性,证实了色氨酸代谢产物水平异常COVID-19,在恢复正常化(42- - - - - -44]。正如前面展示的,我参与调节血管重塑和放松24),根据这项研究,其潜在作用在降低肺血管阻力也可能参与长COVID或post-COVID综合症。这些观察可以解释一些post-COVID病例的持久性毛玻璃衰减CT领域,有或没有一个“疯狂的铺路”模式,与扩大静脉包含在毛玻璃地区,部分消失,改变从仰卧的卧姿(所谓的venoplegic / hyperaemic模式)(42]。在一些post-COVID本系列的情况下,我们观察到这些功能的持久性CT (表1)通过累进疾病阶段在感染后数周/月。
这项研究有一些局限性。首先,基线数据的肺功能测试和胸部CT并不可用,登记患者的数量是有限的,病人组是异构的。第二,短时间内所有抽样和急性COVID-19感染可能会进一步关注的问题,因为它可能不是代表长期异常。在未来,需要一个更大的样本和更长的纵向观察研究对阐明至关重要的健康后果归因于COVID-19。
总之,这是第一个研究表明之间的关联与临床和组织学模式和免疫组织化学放射post-COVID综合症患者的照片。识别不同的亚型或表型,可能有不同的潜在致病机制(表2)。我们的研究结果证实,需要多学科评估这些患者(而不是有限的成像评价)来识别关键子组病人和他们目前的优化管理。特别是immune-histochemical评价肺组织可能有助于揭示特殊形态及morpho-phenotypical变化这一新post-COVID /长COVID综合症和援助我们理解致病机制。这将有效的治疗研究奠定了基础和未来的后续计划如前所述17,45- - - - - -48]。尽管不同细胞类型的致病作用和机制导致不同疾病endotypes并不完全理解,这种异质性可能反映不同COVID-induced ILD的表型,可能在受试者倾向于异常的伤口愈合。Post-COVID肺病不是一个单一的实体,但包括不同亚型或子组(49),每个人都可能需要独立和不同的管理。
补充材料
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确认
我们感谢基金会Cariverona(制定项目)的金融支持和AMMP (Associazione Morgagni Malattie Polmonari)患者的支持。
脚注
作者的贡献:c . Ravaglia c . Doglioni m . Chilosi和诉Poletti构思和设计研究;c . Ravaglia c . Doglioni和m . Chilosi写论文;c . Ravaglia c . Doglioni m . Chilosi s Piciucchi a . Dubini g·罗西和诉Poletti导致了数据的解释;所有其他作者评论草稿纸,导致写作的最终版本的手稿
利益冲突:作者报告没有利益冲突。
- 收到了2021年9月4日。
- 接受2022年2月13日。
- 版权©2022年作者。
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