Вопросы морфологической диагностики COVID-19 в практике судебно-медицинской экспертизы

Cite as: Stepanov S.A., Zhiganova M.S., Pavlova O.N. Issues of COVID-19 morphological diagnosis in the practice of forensic medicine. Bulletin of the Medical Institute “REAVIZ”. Rehabilitation, Doctor and Health. 2022;12(3):6-13. COVID. 1

Впервые вспышка коронавирусной инфекции COVID-19 (SARS-Cov-2), была зафиксирована в декабре 2019 года, в дальнейшем данная инфекция распространилась по всему миру. Многие страны достигли некоторых успехов в борьбе с инфекцией в первой волне заболевания, но в последующих годах мы будем наблюдать неоднократные подъёмы и спады заболеваемости в глобальном масштабе [1]. Наблюдается постоянный рост подтвержденных случаев заболевания COVID-19. По крайне усреднённым данным смерть от неё наступает достаточно часто: в Алжире и Бельгии в 15 % и 13,95 % всех случаев диагностированной инфекции соответственно, наименьший уровень смертности отмечен в Катаре - 0,17 % и Сингапуре - 0,2 % [2]. Это приводит к дополнительной нагрузке на систему здравоохранения во всём мире, включая Россию, и при неблагоприятном прогнозе приведет к гибели миллионов человек [3, 4].

Тактика лечения заболевания затруднена, что связано с недостаточной изученностью патогенеза. Острый респираторный дистресс-синдром (ОРДС) является основным проявлением инфекции COVID-19, что обуславливает тяжёлую полиорганную недостаточность и высокий риск летального исхода, в ряде случаев сопровождается острой почечной недостаточностью [5, 6]. В новейших исследованиях отражено, что вирус использует рецептор angiotensin-converting enzyme 2 (АСЕ2) для входа и сериновую протеазу TMPRSS2 для прайминга 3-белка [7]. Лица, страдающие гипертонической болезнью, переносят данное заболевание в более тяжелой форме, что обусловлено сродством вируса к рецепторам, количество которых в тканях увеличивается при гипертензии.

Исследование аутопсийного материала позволяет выработать общие подходы к лечению и профилактике инфекции COVID-19 [8].

В связи с этим целью работы явился анализ случаев коронавирусной инфекции, исследованных на базе Бюро СМЭ ДЗ г. Москвы.

Материалы и методы

Нами использовался архивный материал (127 макро- и микроскопических исследований трупов), полученный из Бюро СМЭ ДЗ г. Москвы. Данный материал был дополнен документацией, включающей в себя такие данные как наличие положительного ПЦР-ис-следования на COVID-19, уровни антител IgM и IgG, длительность заболевания, длительность переживания травмы и причина смерти.

Все наблюдения были разделены на три группы. В первой группе в лёгких были представлены классические признаки ОРДС с захватом 6 и более сегментов лёгких в сочетании с ДВС в других органах. Морфологическое проявление поражения лёгочной паренхимы чаще соответствовало ранней фазе ОРДС. Эти наблюдения составили 37 случаев смерти. Средний возраст составил 48 ± 25 лет без преобладания какого-либо пола. Вторую группу составили 73 случая смерти, где средний возраст был 75 ± 13 лет. В данной группе трупы женщин отмечены в 58 наблюдениях. Тут же были определены коморбидные заболевания (признаки ишемической болезни сердца, хронической ишемии головного мозга, в лёгких - умеренно выраженные признаки застойного венозного полнокровия, в других органах наличие новообразований, артериальной гипертензии, других нозологических единиц, имеющих значение в сочетанном основном заболевании). Третья группа составила 17 случаев смерти, средний возраст в которой составил 55 ± 25 лет. В ней признаки вирусной инфекции сочетались с травмой, характерной для тяжкого вреда здоровью.

Секционное исследование было дополнено гистологическим с фиксацией материала в 10 % растворе нейтрального формалина в течение 3 суток [3, 4]. Препараты получали путем заливки тканей в парафин с последующим изготовлением срезов толщиной в 5-7 мкм. Микроскопическое исследование внутренних органов производилось с использованием гистологического окрашивания гематоксилином и эозином, а также по Перлсу и по Ван Гизону. Изучение препаратов проведено на микроскопе с использованием увеличения окуляров х10 и объективов х4,10, 20, 40 и системы фотофиксации.

Полученные результаты подвергались обработке методом описательной статистики в программе Microsoft Excel 2016 с определением среднего значения, ошибки среднего, медианы, моды, минимального и максимального значений. В работе был использован электронный интернет-ресурс Национальной библиотеки медицины (США, база данных PubMed) за период времени с 1945 г. по 30 сентября 2020 года.

Результаты и обсуждение

В первой группе при вскрытии лёгкие были значительно увеличены по массе и объему, поражение захватывало все доли и большинство лёгочных сегментов. Данная группа достоверно являлась более молодой по отношению к двум другим группам (р < 0,05), и в ней не были обнаружены тяжелые хронические заболевания. В случаях смерти в ранний период ОРДС ткань легких была резко уплотнена, безвоздушна, вишнёвого цвета (т. н. «лакового» вида) и имела вид так называемых «шоковых легких». При отсроченной смерти на 8-15 сутки сливные кровоизлияния часто чередовались с чёткими фокусами геморрагических некрозов, отмечены тромбы в просветах отдельных сосудов, лишь в 6 случаях определены участки гнойной пневмонии и фибринозного плеврита, мелкие очаги формирования абсцессов в лёгких.

При микроскопическом исследовании в лёгких определены различные повреждения, сопровождающиеся незначительной серозной и фибриновой экссудацией. Выход эрит- роцитов и плазмы в просвет альвеол сопровождался тромбобразованием в просветах мелких сосудов, что является локальным диссеминированным внутрисосудистым свёртыванием; рассеянные геморрагии чередовались с выпотеванием фибриновых нитей в просвет альвеол, конденсация фибрина, отложение последнего по краям стенок альвеол формировало гиалиновые мембраны параллельно с повреждением респираторного эпителия, альвеолоцитов и альвеолярных макрофагов, слущиванием последних в просвет альвеол; в ряде случаев отмечены неправильной формы альвеолоциты II типа с увеличенными ядрами с грубозернистым хроматином и отчетливыми ядрышками. Кроме выявленных признаков ДВС нами было обнаружено, что стенки альвеол отечны, инфильтрированы лимфоцитами и гистиоцитами, что соответствует картине так называемых «шоковых легких». Резорбция интраальвеолярных геморрагий обуславливала в поздний период ОРДС гемосидероз.

Согласно зарубежным исследованиям, в данную фазу COVID-19 инфекции в экссудате могли быть представлены эозинофилы и нейтрофилы, СО4-положительные Т-клетки [9], в альвеолярных перегородках также определены инфильтраты из СОЗ-позитивных Т-лимфоцитов с С020-позитивными В-лим-фоцитами, CDS-позитивные Т-клетки слегка превосходили по численности СО4-позитив-ные [10]. Исследование с использованием электронной микроскопии слизистой оболочки бронхов и альвеолярного эпителии II типа выявило наличие частиц коронавируса [9]. Часть альвеолярного эпителия и макрофаги при иммуногистохимическом окрашивании дали положительный ответ на антиген COVID-19. Также положительные сигналы были выявлены для нуклеиновой кислоты COVID-19 при использовании ПЦР в реальном времени [9].

Термин «respiratory distress syndrome» -достаточно распространённое понятие, и при обзоре литературы в базе данных PubMed за период времени с 1945 по 2020 гг. выявлено около 45 000 оригинальных статей. Распространение COVID-19 в 2020 году привело к значительному увеличению количества использования данного термина по сравнению с тем же периодом 2019 года. ОРДС не является специфичным для COVID-19 инфекции; известно, что при большинстве заболеваний, характеризующихся теми или иными видами шока, также может формироваться диффузное повреждение лёгких [3, 11].

Учитывая типичное течение ОРДС при травмах и заболеваниях, вирусных инфекциях [12], при COVID-19 нами также была зафиксирована вторая фаза морфологических изменений в лёгких, приходящаяся на период времени от 8-14 суток до реконвалесценции (исхода), где наблюдалась организация очагов их повреждения. Выявление в просветах альвеол фибробластов, макрофагов, пролиферирующих эндотелиальных клеток, приводило к развитию распространённого лёгочного фиброза. По литературными данными морфологические признаки, выявленные в нашем исследовании, характеризовали две фазы ОРДС: ранняя (первые 7-8-14 суток от начала заболевания) и поздняя (более 10-15 дней от начала заболевания).

Ряд зарубежных авторов отмечает плоскоклеточную метаплазию и выраженный фиброз лёгочной паренхимы, что также наблюдалось в пяти случаях в нашем исследовании [13]. По нашему мнению, фиброз лёгочной паренхимы может обусловить развитие новообразований лёгких в отсроченный после реконвалесценции период (месяцы или годы).

До данным зарубежных специалистов, присоединение бактериального возбудителя в поздний период ОРДС обуславливает экссудацию в просвете альвеол полиморфноядерных лейкоцитов, что, в конечном счете, приводит к формированию крупных абсцессов, а в отдельных наблюдениях - к развитию фибринозного или фибринозно-гнойного плеврита [14]. Данная картина также наблюдалась и в нашем исследовании.

Фоновые заболевания оказывали мини мальное влияние на танатогенез группе.

Отличительной особенностью группы наблюдений было выявление в этой

второй зависи

мости объёма поражения лёгочной ткани от наличия коморбидных состояний. Так объём поражения лёгочной ткани на ранней стадии ОРДС составлял не более 3-5 сегментов лёгких, их паренхима была уплотнена и практически безвоздушна в заднебазальных отделах, в передних же отделах были представлены участки острого вздутия. Ткань легких во всех случаях резалась с хрустом. В данной группе значительно чаще обнаруживались инфаркты лёгких, обтурирующие тромбы ветвей легочных артерий, наличие крупных тромбов в правых отделах сердца, в большинстве случаев отмечен тромбоз вен нижних конечностей.

В случае поздней стадии ОРДС выявлены крупные поля некроза альвеолярных перегородок со сформированными абсцессами, при этом течение в большинстве наблюдений сопровождалось фибринозно-гнойным плевритом. При микроскопическом исследовании в миокарде были зафиксированы очаги ишемии и дистрофического изменения кардиомиоцитов, отёк стромы сердца, микротромбы, мелкоочаговые кровоизлияния и ареактивные некрозы кардиомиоцитов на фоне крупных очагов постинфарктного кардиосклероза, выраженного атерокальциноза венечных сосудов. В головном мозге выявлены рассеянные мелкие очажки острых некрозов, давность представленных морфологических процессов превышала давность развития интерстициальной пневмонии.

Высокая частота тромбоза сосудов большого круга кровообращения встречалась у лиц пожилого возраста и была обусловлена хроническим застойным венозным полнокровием. Сочетанное действие вирусной инфекции приводило к образованию тромбов, источником которых являлись вены нижних конечностей, что подтверждается и другими исследованиями [9].

Для третьей группы было характерно то, что объём поражений лёгких составлял не более 3-4 сегментов или отсутствовал вовсе. Признаки ОРДС соответствовали ранней и поздней фазе, присутствовал также экссудативный компонент за счёт вторичной инфекции. В этой группе преобладающей причиной смерти были черепно-мозговая травма (12 наблюдений), сочетанная травма (3 наблюдения), перелом бедренной кости без смещения костных отломков (2 наблюдения). Влияние фоновых заболеваний на танатогенез в одних случаях был минимален - в сердце отмечены незначительные атеросклеротические изменения сосудов или признаки кардиомиопатии у лиц зрелого возраста при ЧМТ, реже - значительные изменения в сердце и сосудах у лиц пожилого возраста при травмах конечностей, в неизменённых сегментах лёгких обнаружены явления дистелектаза или катарально-десквамативного бронхита, т.е. те, которые не имели значимых клинических показателей для постановки в качестве основного заболевания инфекцию, связанную с COVID-19.

Для того, чтобы полностью представить всю морфологическую картину, наблюдаемую в третьей группе, приводим лишь судебно-медицинский диагноз одного из подобных наблюдений: «Основное заболевание: закрытая черепно-мозговая травма: кровоподтёк правой теменной области, вдавленный перелом правой теменной кости (по медицинским документам), гемосидероз внутреннего листка твёрдой оболочки правого полушария головного мозга, очаговое кровоизлияние в мягких мозговых оболочках больших полушарий (гистологически), кровоизлияние в кору правой височной доли. Операции: декомпрес сивная трепанация, удаление острой субдуральной гематомы правого полушария головного мозга (объёмом 100 см3) от 16.05.2020 г. Сочетанное заболевание: новая коронавирусная инфекция (COVID-19) ИМГ: от Г.06.2020 г. № 04069***; от Г.06.2020 г. № 037***; от 2*.06.2020 г. № 03908***, от **.06.2020 г. № 04382*** nCoV IgM < 2, nCoV IgG < 10). Осложнения основного заболевания: двухсторонняя очаговая пневмония во 2-4, 8-7 сегментах лёгких вирусно-бактериальной этиологии (Klebsiella sp, Pseudomonas aeruginosa) с геморрагическим компонентом и формированием гиалиновых мембран. Отёк и очаговая эмфизема лёгких. Отёк головного мозга и мягкой мозговой оболочки. Неравномерное кровенаполнение внутренних органов и тканей. Сопутствующие заболевания: хроническая ишемическая болезнь сердца: ате-росклерозроз венечных артерий (IV стадия, 2 степень, стеноз до 50 %), мелкоочаговый диффузный кардиосклероз. Фиброз мягких мозговых оболочек. Жировой гепатоз».

Для всех трёх исследуемых групп были характерны следующие клинико-морфологические закономерности: повышение концентрации прокалицитонина, креатинина, мочевины и мочевой кислоты в сочетании с выраженной гидропической дистрофией эпителия канальцев почек, мелковакуольная дистрофия гепатоцитов с формированием некрозов отдельных клеток в следствие ДВС-синдрома (образование тромбов в мелких сосудах) в сочетании с обострением хронических заболеваний. Выявленные клинико-морфологические закономерности были также описаны другими исследователями [15-19].

Наличие АСЕ2 рецепторов, чувствительных к COVID-19, не только в легких, но также и в органах, включая желудочно-кишечный тракт, приводит к изменениям в данных структурах [20]. Вследствие чего гистологическая диагностика будет сводится к обнаружению возбудителя в эпителии путем ПЦР.

Для дифференциальной диагностики повреждений, обнаруженных в результате воздействия суперинфекции, необходимо применение мультиплексной ПЦР, которая определит истинную инфекционную нагрузку и выявит ведущего возбудителя [21]. Кроме того, исследование COVID-19 инфекции должно включать оценку не только наличия реплицирующихся агентов, но и числа их копий в единице объема изучаемого материала. Исследуя случаи других видов генерализованных инфекций, к примеру, вируса герпеса человека IV типа, можно отметить, что смерть от данного возбудителя возможна лишь при наличии высоких титров IgM с нарастанием титров IgG при условии обнаружения данного возбудителя в организме в определённый период после манифестации инфекции с числом копий 104-5 в единице объема крови, а никак не следовых копий. Следовательно, наличие минимального числа частиц COVID-19 не является показателем смерти от коронавирусной инфекции. В ближайшее время у многих появится поствакцинальный иммунитет, когда в крови будут выявляться IgG в высоких титрах при минимальных значениях IgM и отрицательной полимеразно-цепной реакции. Поэтому, оценка вклада каждой причины в наступление смерти имеет колоссальное значение [22]. Обладая высокой мутационной способностью в перспективе, вирус способен в конечном счете «обосноваться» в нервной системе и вызвать высокую частоту развития аритмий, а также необратимые нейродегене-ративные заболевания, изменение слуха и зрения, а не только вкуса, по аналогии с вирусами герпеса, токсоплазмы и т.п. [23].

Заключение

Острый респираторный дистресс-синдром при COVID-19 имеет цикличность течения, где выделены две фазы: ранняя (первые

7-8-14 суток от начала заболевания) и поздняя (более 10-15 дней от начала заболевания). Морфология лёгких при этом будет различной. Присоединение неспецифического возбудителя в позднюю фазу ОРДС обуславливает широкий полиморфизм морфологической картины, COVID-19 поражает не только лёгкие, но и ЖКТ, а в перспективе - нервную систему.

Проблемность диагностики COVID-19 состоит также в том, что он в большинстве своём коморбиден (сочетание инфекции с заболеваниями внутренних органов, носительством другой хронической инфекции). В современной литературе на данный момент большинство наблюдений ОРДС связано не с COVID-19, а с широким спектром ненасильственных и насильственных причин смерти, ведущими из которых являются травма, утопление, повешение и т.д., что предполагает проведение дифференциальной диагностики подобных случаев.

Тяжёлая травма, действие крайних температур, асфиксия, травматический шок, черепно-мозговая травма, травматическое воздействие на органы грудной клетки с повреждением лёгочной ткани, массивные размозжения мышечной ткани обуславливают развитие гистологических признаков ОРДС, а качественная молекулярно-генетическая экспертиза образца в ряде случаев приводит к гипердиагностике COVID-19 и нивелирует насильственный характер смерти.

Определение патологоанатомических субстратов и патофизиологических механизмов смерти пациентов с COVID-19, а также описание подобных случаев вскрытий в литературе является достаточно редкими, но в тоже время необходимой и крайне полезной информацией для всестороннего анализа проблемы, а также имеет высокий клинический и эпидемиологический интерес.