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传播的严重急性呼吸系统综合症引起的冠状病毒2 (SARS-CoV-2)导致毁灭性的和全球大流行性疾病称为冠状病毒病(COVID-19)。COVID-19引起急性低氧呼吸衰竭(COVID-ARF),死亡率和发病率的主要原因,不完全了解的病理生理机制。Gattinoni和他的同事们指出,COVID-ARF患者肺部疾病患者,通常的特点是一个了不起的相对保存完好的肺力学之间的分离,包括肺顺应性,和严重的低氧血症(1]。这些发现符合这个概念,深刻的患者低氧血症发生在通风高度兼容的肺可能是由于监管的肺灌注和受损的缺氧性肺血管收缩。早期解剖研究表明冠状病毒感染的肺部循环是一个重要的目标,导致显著的肺血管疾病由于变量的血栓形成,细胞凋亡、水肿、炎症和血管生成2- - - - - -4]。这些变化导致肺脉管系统的失调,导致灌注异常,导致报告的生理表型COVID-19肺炎。此外,电脑断层显示一个独特的“树芽”的小肺动脉(3)和经颅激动盐水微多普勒COVID-19患者低氧血症的研究已经证明了肺内的气泡的分流,这transpulmonary泡沫交通的存在和程度与血氧不足的程度(5]。尽管这些研究,组织病理相关的严重低氧血症和分流器的设置相对正常的肺COVID-19患者的依从性在很大程度上是缺乏。
突出的存在肺内的支气管肺的吻合(IBA)连接肺动脉(PA)和支气管动脉(BA)绕过肺泡一直以三维(3 d)重建的组织部分,确认为从右到左的分流与深刻的血氧不足的一个潜在来源一些肺部疾病包括特发性肺动脉高压(PH)和慢性血栓栓塞的PH值(6- - - - - -13]。IBA代表已存在的血管支气管和肺血管树之间的联系通常是著名的在胎儿生命,似乎接近出生但可以出现之后,尤其是在疾病(14]。这些分流血管的生理作用不完全理解,但似乎导致血氧不足由于从右到左的并联运动,缺氧,儿茶酚胺的挑战15- - - - - -17]。这些前毛细管的直径吻合的连接从15 - 500μm有能力重定向缺氧血绕过肺微血管床导致远端肺灌注差(18]。这些血管连接是否突出COVID-19肺,反映了招聘的分流血管,没有被调查。我们假设IBA招募在肺的病人死于COVID-19急性呼吸衰竭与深刻的血氧不足。
该研究机构审查委员会批准伊坎在西奈山医学院。我们收集存档尸检肺组织从三个COVID-19病人。Hematoxylin-eosin(他)两个组织块的彩色幻灯片每个病人的肺了。常规他部分结合三色的染色和免疫组织化学染色(CD31、平滑肌肌动蛋白染色)是用于定义肺架构和组织学。我们的研究集中在血管远端肺气体交换的网站,所以研究血管相邻终端和呼吸细支气管(气道直径范围250 - 600微米)和远端领空。IBA的结构和路径是进一步研究与串行部分的照片创建Z-stack然后三维(3 d)重建的使用Free-D电脑软件(19]。
所选择的病人的人口统计反映出典型COVID-19患者人群和年龄范围在69 - 86年的死亡时间,男女比率为2:1,常见的并存状况相关的高血压、糖尿病、慢性肾病和短血氧过低的疾病COVID-19积极测试后(2 - 10天)。所有患者接受COVID-19相关药物包括阿奇霉素和羟氯喹。胸部x光显示所有患者的零星混浊。
病理组织检查加上三维重建显示突出IBA的存在在所有3例。IBA的概要文件显示广泛开放肺和支气管血管吻合的血管之间的关系,证实了通过三维重建(图1)。扩张支气管微脉管系统和IBA大小直径75μm被确定在所有的病人。我们没有找到endotheliitis的组织学证据,毛细管microthrombi或动静脉畸形。一个病人有一个远端肺动脉内血栓静脉。两个病人气性变化。病理学改变与急性肺损伤被认为在所有样品包括变量病毒性肺炎、呼吸道和间质炎症、水肿,hyalin膜疾病
虽然确切的病理生理机制严重低氧血症与COVID-19不确定主题,最近的临床、影像和解剖的研究已经确定了肺血管异常(2- - - - - -4)与肺内的从右到左的分流器(5)发展的关键球员沉默但深刻和反应迟钝的血氧不足,导致重大COVID-19病人的发病率和死亡率。我们的发现不仅与肺血管病变范式由最近的影像学研究[3,5),但这进一步表明突出IBA可能microanatomical COVID-19-related低氧血症的关联。使用严格的组织学评估结合计算机三维图像重建,我们确定了突出和招募了IBA和认为这是潜在的组织学相关肺内的从右到左的分流。COVID-19患者肺动脉血栓形成是常见的发现(2- - - - - -4]。尽管我们没有发现microthrombi,我们确定一个病人形成血栓肺部静脉。支气管血管连接肺血管与肺静脉异常描述了在成人慢性血栓栓塞肺动脉高压患者显示血栓事件之间的联系和IBA的招聘COVID-19患者(13]。炎症和传染性呼吸道疾病可以引起招聘IBA和IBA可能存在于COVID-19患者呼吸衰竭和血氧不足20.,21]。
我们建议招聘迁徙水鸟和扩张支气管的微脉管系统潜在的网站通过缺氧血从从右到左,绕过肺泡毛细血管网络,影响气体交换(图1)。我们激动盐水超声波最近的发现支持了研究表明肺内的从右到左分流术的病理解释深刻COVID-19患者血氧不足(5]。这个最初的血氧不足阻碍和灌注差远端毛细血管床IBA招聘可能会恶化,产生一个深远的血液从右到左的分流。这个分流进一步降低远端肺灌注气体交换和妥协,导致难治性低氧血症和死亡。研究关注IBA的规定可能导致独特的策略,可以减弱SARS-CoV-2萎缩的患者的发病率和死亡率。
确认
作者要感谢支持的身影Dekio,医学博士和雷切尔·布罗迪,医学博士,博士,从病理学系伊坎在西奈山医学院。
脚注
支持声明:国家心脏、肺和血液研究所;DOI:http://dx.doi.org/10.13039/100000050;格兰特:NIH RO1 ro1hl06702-13a1 # 2。
利益冲突:Galambos博士没有披露。
利益冲突:布什博士没有披露。
利益冲突:Abman博士没有披露。
- 收到了2020年12月3日。
- 接受2021年4月5日。
- ©2021年作者。
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