Морфологические особенности поражения головного мозга при тяжелом течении COVID-19

Морфологические особенности поражения головного мозга при тяжелом течении COVID-19

Автор: Каниболоцкий Александр Алексеевич, Зайратьянц Олег Вадимович

Журнал: Клиническая практика @clinpractice

Рубрика: Оригинальные исследования

Статья в выпуске: 1 т.14, 2023 года.

Бесплатный доступ

Обоснование. Поражение нервной системы при COVID-19 отражает системный характер инфекции. Вопрос прямой нейротропности SARS-CoV-2 остается открытым. Описаны неиммунологические, иммунологические и цитопатические механизмы действия вируса на центральную нервную систему, реализуемые за счет коагулопатии, ассоциированной с гипоксически-ишемическим повреждением головного мозга, нарушением проницаемости гематоэнцефалического барьера и эндотелиальной дисфункцией и возможной вирусной нейроинвазией с развитием нейроиммунного ответа. Несмотря на большое число публикаций, посвященных COVID-19, до сих пор нет четкого понимания патогенетических механизмов, лежащих в основе морфологических изменений центральной нервной системы, вызванных SARS-CoV-2. Цель исследования - охарактеризовать морфологические и иммуногистохимические изменения различных отделов головного мозга при тяжелом течении COVID-19. Методы. Проведен анализ морфологических изменений головного мозга на аутопсийном материале, полученном от 25 больных, страдавших тяжелым течением COVID-19. Смерть наступила в первые 30 дней от начала заболевания (средний срок заболевания составил 3 недели). Головной мозг фиксировали в течение 4 недель в 10% растворе забуференного нейтрального формалина. Разрезы головного мозга проводили по методу Фишера, забирали фрагменты из разных отделов головного мозга; полученные срезы окрашивали гематоксилином и эозином, по ван Гизону и Нисслю; проводили иммуногистохимическое исследование с антителами к S-белку SARS-CoV-2, макрофагам (СD68) и цитотоксическим Т-лимфоцитам (CD8). Результаты. При микроскопическом исследовании в разных отделах головного мозга и его оболочках обнаружены признаки нарушения кровообращения: полнокровие артериол, венул и капилляров, стазы эритроцитов и тромбозы, мелкие периваскулярные кровоизлияния; признаки периваскулярного и перинейронального отека, пикнотические изменения цитоплазмы и ядер нервных клеток, спонгиоформные изменения в зоне коры и субэпендимальных отделах, дистрофические и некротические изменения нервных клеток; слабая и умеренная пролиферация глии по ходу нервных волокон, периваскулярный астроцитоз, перинейрональный сателлитоз. В 10 наблюдениях в нейронах и астроцитах выявлена положительная иммуногистохимическая реакция с антителами к спайк-белку SARS-CoV-2. Воспалительная реакция, оцениваемая по количеству CD8 и CD68-позитивных клеток, была слабой. Выявлены многочисленные крахмалистые (амилоидоподобные) тельца в коре и белом веществе в области боковых желудочков, центральной части обонятельного анализатора и в стволе мозга. Заключение. Выявлены две группы диффузных морфологических изменений вещества головного мозга при тяжелом течении COVID-19: к первой группе относятся нарушения кровообращения, отек, дистрофически-некротические изменения нейронов, пролиферация глии; ко второй - воспалительно-дегенеративные изменения, такие как инвазия вируса в клеточные элементы вещества мозга, слабая воспалительная реакция и крахмалистые (амилоидоподобные) тельца, которые наряду с гибелью нейронов и глиозом служат четкими признаками нейродегенерации. С изменениями второй группы связано возможное развитие тяжелых неврологических осложнений COVID-19, в частности, описанных в литературе энцефалитов, а также дегенеративных и аутоиммунных заболеваний центральной нервной системы у реконвалесцентов. Выявленные при морфологическом исследовании сосудистые, нейродегенеративные и провоспалительные изменения головного мозга при тяжелом течении COVID-19 следует учитывать при наблюдении и лечении пациентов в период реконвалесценции.

Еще

Тяжелое течение covid-19, поражение головного мозга, пути проникновения, нейротропность sars-cov-2, спайк-белок, проницаемость гематоэнцефалического барьера, эндотелиальная дисфункция

Короткий адрес: https://sciup.org/143179882

IDR: 143179882   |   DOI: 10.17816/clinpract176827

Список литературы Морфологические особенности поражения головного мозга при тяжелом течении COVID-19

  • Каниболоцкий А.А., Рачин А.П. Постковидный синдром: от морфологии до медицинской реабилитации // Постпандемия: новые векторы развития здравоохранения и здоровья: сборник докладов III Научно-методического форума организаторов здравоохранения, Москва, 07–09 декабря 2021 года. Москва: Научно-исследовательский институт организации здравоохранения и медицинского менеджмента Департамента здравоохранения города Москвы, 2021. С. 174–183. [Kanibolotsky AA, Rachin AP. Postcovid syndrome: from morphology to medical rehabilitation. In: Postpandemia: New vectors of healthcare and health development: Collection of reports of the III Scientific and Methodological Forum of Healthcare Organizers, Moscow, December 07-09, 2021. Moscow: Scientific Research Institute of Healthcare Organization and Medical Management of the Department of Healthcare of the City of Moscow; 2021. Р. 174–183. (In Russ).]
  • Abboud H, Abboud FZ, Kharbouch H, et al. COVID-19 and SARS-Cov-2 infection: Pathophysiology and clinical effects on the nervous system. World Neurosurg. 2020;(140):49–53. doi: 10.1016/j.wneu.2020.05.193
  • Koralnik IJ, Tyler KL. COVID-19: A global threat to the nervous system. Ann Neurol. 2020;88(1):1–11. doi: 10.1002/ana.25807
  • Premraj L, Kannapadi NV, Briggs J, et al. Mid and long-term neurological and neuropsychiatric manifestations of post- COVID-19 syndrome: A meta-analysis. J Neurol Sci. 2022;(434): 120162. doi: 10.1016/j.jns.2022.120162
  • Белопасов В.В., Журавлева Е.Н., Нугманова Н.П., Абдрашитова А.Т. Постковидные неврологические синдромы // Клиническая практика. 2021. Т. 12, № 2. C. 69–82. [Belopasov VV, Zhuravleva EN, Nugmanova NP, Abdrashitova TA. Postcovid neurological syndromes. Clin Practice. 2021;12(2):69–82. (In Russ).] doi: 10.17816/clinpract71137
  • Петриков С.С., Годков М.А., Каниболоцкий А.А., и др. Результаты ПЦР-тестирования на наличие SARS-CoV материала из различных органов пациентов, умерших в постковидный период от причин, непосредственно не связанных с COVID-19 // Инфекционные болезни. 2022. Т. 20, № 1. C. 5–15. [Petrikov SS, Godkov MA, Kanibolotsky AA, et al. Results of PCR testing for the presence of SARS-CoV material from various organs of patients who died in the postcovid period from causes not directly related to COVID-19. Infectious Dis. 2022;20(1):5–15. (In Russ).] doi: 10.20953/1729-9225-2022-1-5-15
  • Зайратьянц О.В., Cамсонова М.В., Михалева Л.М., и др. Патологическая анатомия COVID-19: Атлас / под общей ред. О.В. Зайратьянца. Москва, 2020. 140 с. [Zairatyants OV, Samsonova MV, Mikhaleva LM, et al. Pathological anatomy of COVID-19: Atlas. Ed. by O.V. Zairatyants. Moscow; 2020. 140 р. (In Russ).]
  • Зайратьянц О.В., Каниболоцкий А.А., Михалева Л.М., и др. Новая коронавирусная инфекция (Сovid-19), организация работы московской патологоанатомической службы: методические рекомендации. Москва, 2022. 49 с. [Zairatiants OV, Kanibolotsky AA, Mikhaleva LM, et al. New coronavirus infection (Covid-19), organization of work of the Moscow pathology service: methodological recommendations. Moscow; 2022. 49 р. (In Russ).]
  • Rauti R, Shahoha M, Leichtmann-Bardoogo Y, et al. Effect of SARS-CoV-2 proteins on vascular permeability. Elife. 2021; 10:e69314. doi: 10.7554/eLife.69314
  • Frank MG, Nguyen KH, Ball JB, et al. SARS-CoV-2 spike S1 subunit induces neuroinflammatory, microglial and behavioral sickness responses: Evidence of PAMP-like properties. Brain Behav Immun. 2022;(100):267–277. doi: 10.1016/j.bbi.2021.12.007
  • Erickson MA, Rhea EM, Knopp RC, Banks WA. Interactions of SARS-CoV-2 with the Blood-Brain Barrier. Int J Mol Sci. 2021;22(5):2681. doi: 10.3390/ijms22052681
  • Huang X, Hussain B, Chang J. Peripheral inflammation and blood-brain barrier disruption: Effects and mechanisms. CNS Neurosci Ther. 2021;27(1):36–47. doi: 10.1111/cns.13569
  • Jha NK, Ojha S, Jha SK, et al. Evidence of coronavirus (CoV) pathogenesis and emerging pathogen SARS-CoV-2 in the nervous system: A review on neurological impairments and manifestations. J Mol Neurosci. 2021;71(11):2192–2209. doi: 10.1007/s12031-020-01767-6
  • Balcom EF, Nath A, Power C. Acute and chronic neurological disorders in COVID-19: Potential mechanisms of disease. Brain. 2021;144(12):3576–3588. doi: 10.1093/brain/awab302
  • Kleinschmidt-De Masters BK, Pekmezci M, Rodriguez F, Tihan T. Diagnostic pathology: Neuropathology, 3rd ed. Elsevier; 2022. Р. 803–808.
  • Евдокименко А.Н., Ануфриев П.Л., Каниболоцкий А.А., Келли Е.И. Инвазия и персистенция SARS-CoV-2 в центральной нервной системе: взгляд нейроморфолога // Бюллетень Национального общества по изучению болезни Паркинсона и расстройств движений. 2022. № 2. С. 49–55. [Evdokimenko AN, Anufriev PL, Kanibolotsky AA, Kelly EI. Invasion and persistence of SARS-CoV-2 in the central nervous system: A neuromorphologist's view. Bulletin National Soc Study Parkinson's Dis Movement Disorders. 2022;(2):49–55. (In Russ).]
  • Рамазанов Г.Р., Шарифов Р.А., Ахматханова Л.Х., и др. Ви- русассоциированная некротизирующая диссеминированная острая лейкоэнцефалопатия // Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2022. Т. 21, № 4. С. 35–43. [Ramazanov GR, Sharifov RA, Akhmatkhanova LH, et al. Virus-associated necrotizing disseminated acute leukoen cephalopathy. Bulletin Smolensk State Med Academy. 2022; 21(4):35–43. (In Russ).]
  • Белопасов В.В., Яшу Я., Самойлова Е.М., Баклаушев В.П. Поражение нервной системы при СOVID-19 // Клиническая практика. 2020. Т. 11, № 2. C. 60–80. [Belopasov VV, Yashu Y, Samoylova EM, Baklaushev VP. Lesion of the nervous system in COVID-19. J Clin Pract. 2020;11(2):60–80. (In Russ).] doi: 10.17816/clinpract34851
  • Mukerji SS, Solomon IH. What can we learn from brain autopsies in COVID-19? Neurosci Lett. 2021;(742):135528. doi: 10.1016/j.neulet.2020.135528
  • Vasquez-Bonilla WO, Orozco R, Argueta V, et al. A review of the main histopathological findings in Coronavirus Disease 2019. Hum Pathol. 2020;(105):74–83. doi: 10.1016/j.humpath.2020.07.023
  • Fisicaro F, Di Napoli M, Liberto A, et al. Neurological sequelae in patients with COVID-19: A histopathological perspective. Int J Environ Res Public Health. 2021;18(4):1415. doi: 10.3390/ ijerph18041415
  • Науменко В.Г., Грехов В.В. Методика исследования головного мозга при черепно-мозговой травме // Судебно-медицинская экспертиза. 1964. № 3. С. 51–57. [Naumenko VG, Grekhov VV. Methods of brain research in traumatic brain injury. Forensic Med Examination. 1964;(3):51–57. (In Russ).]
  • Добровольский Г.Ф. Методологические основы топографической нейроморфологии и нейропатоморфологии головного мозга, черепа и шейного отдела позвоночника. Часть 1. Москва: Эдем, 2023. 148 с. [Dobrovolsky GF. Methodological foundations of topographic neuromorphology and neuropathomorphology of the brain, skull and cervical spine. Part 1. Moscow: Edem; 2023. 148 р. (In Russ).]
  • Зайратьянц О.В., Полянко Н.И., Каниболоцкий А.А. Коморбидные заболевания (в том числе у умерших от корона-вирусной инфекции // Труды научно-исследовательского института организации здравоохранения и медицинского менеджмента: сборник научных трудов. Москва, 2020. С. 137–141. [Zairatyants OV, Polyanko NI, Kanibolotsky AA. Comorbid diseases (including those who died from coronavirus infection. In: Proceedings of the Research Institute of Health Organization and Medical Management. Collection of scientific papers. Moscow; 2020. Р. 137–141. (In Russ).]
  • Петриков С.С., Абучина В.М., Алиджанова Х.Г., и др. Диагностика и интенсивная терапия больных COVID-19: руководство для врачей. Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2021. 432 с. [Petrikov SS, Abuchina VM, Alidzhanova HG, et al. Diagnosis and intensive care of COVID-19 patients: A guide for doctors. Moscow: GEOTAR-Media; 2021. 432 p. (In Russ).] doi: 10.33029/9704-6340-6-DIT-2021-1-432
  • Sieracka J, Sieracki P, Kozera G, et al. COVID-19—neuropathological point of view, pathobiology, and dilemmas after the first year of the pandemic struggle. Folia Neuropathol. 2021;59(1):1–16. doi: 10.5114/fn.2021.105128
  • Crunfli F, Carregari VC, Veras FP, et al. Morphological, cellular, and molecular basis of brain infection in COVID-19 patients. Proc Natl Acad Sci USA. 2022;119(35):e2200960119. doi: 10.1073/pnas.2200960119
  • Cascarina SM, Ross ED. Phase separation by the SARS-CoV-2 nucleocapsid protein: Consensus and open questions. J Biol Chem. 2022;298(3):101677. doi: 10.1016/j.jbc.2022.101677
  • Ramani A, Müller L, Ostermann PN, et al. SARS-CoV-2 targets neurons of 3D human brain organoids. EMBO J. 2020; 39(20):e106230. doi: 10.15252/embj.2020106230
  • Escourolle and poirier’s manual of basic neuropathology, Six ed., edited by F. Gray, C. Duyckaerts, U. De Girolami. Oxford; 2019. 443 p.
Еще
Статья научная
QR-код для установки приложения SciUp Наведите камеру и скачайте бесплатное приложение SciUp