文献检索
搜索策略如图所示我们对截至2020年4月22日发表的13篇文章的科学数据库进行了搜索(加上在此日期之后发表的11篇额外文章,这些文章是在撰写手稿时确定的),得到了642条独特的记录。在筛选标题和摘要的合格性之后,筛选了116篇可能相关的全文文章,其中74篇被排除在外。在筛选了包含的文章和排除的评论中的参考文献后,没有检索到其他文章。因此,我们的系统审查共包括42例病例报告和病例系列[11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52].
质量分析
我们审查的文章仅包括病例报告和病例系列,其中10篇(24%)通过我们的质量分析被确定为高质量(补充表S2系列) [12,13,18,19,29,34,35,47,49,52]. 有24篇文章(57%)被评估为中等质量,因为它们缺乏对每个病例的宏观评估[14,16,21,22,23,25,26,27,28,30,31,32,36,37,38,39,40,41,42,43,45,46,48,51]. 最后,八篇文章(19%)被确定为低质量[11,15,17,20,24,33,44,50]. 在42篇文章中的21篇(50%),我们能够提取出个体患者出现症状和组织采集以及肺组织病理学评估之间的时间;因此,这21篇文章被纳入了时间线综合[11,12,13,15,18,22,26,29,30,34,35,38,39,40,42,43,45,47,48,51,52].
临床特征
42篇文章描述了198名新冠肺炎患者(n个=43次完整尸检,n个91例局部尸检;n=4例死前肺切除术;n个=13例死前部分肺切除术;n个=3个胎盘;n个=1小肠切除术;n个=15尸检,n个=28次尸检)。183例(92%)核酸检测确诊为新冠肺炎;对于其他患者,诊断模式没有描述[11,18,23,29,34,40]. 补充表总结了所有入选患者的临床特征第3章在报告性别的168名患者中,124名(74%)为男性。在报告年龄的120名患者中,中位年龄为67.5岁(范围:6个月至96岁)。最常见的合并发病率为高血压(153例中的75例,占49.0%),其次是心血管疾病(153例行中的44例,占28.8%)、糖尿病(153供中的38例,占24.8%)以及过去或现在的恶性肿瘤(153宗中的31例,占20.3%;其中15例患有肺癌)。在43名接受测试的患者中,8名(19%)被诊断为多种病原体的共病感染[14,15,17,37,38]. 新型冠状病毒肺炎的治疗方法多种多样;38人(19.2%)接受机械通气[12,13,15,16,18,24,26,29,30,37,38,39,40,41,45,49].
实验室结果
实验室结果显示,症状出现后的平均时间为6天。个别实验室结果汇总在补充表中第3章[12,16,18,19,24,25,26,27,31,32,33,36,37,38,39,40,48,49,51,52]. 在报告淋巴细胞计数的57例患者中,分别有46例(81%)和10例(18%)出现淋巴细胞减少和正常淋巴细胞计数[16,18,19,24,26,33,36,38,39,48,50,51,52]. 有26例报告了CRP。大多数病例在发病的前三天内进行了检测,所有26例患者的CRP水平均升高(定义为≥10 mg/L)(中位数:98 mg/L);具体而言,7、6和13例患者的CRP水平分别为10–50、51–100和>100 mg/L[16,19,25,26,37,40,49]. 最后,46例患者中有45例(98%)的D-二聚体水平升高(>0.50µg/mL);[12,16,18,24,26,27,36,40,49,52]在这45例患者中,有13例(29%)的D-二聚体水平高于5.0µg/mL,这是正常上限的10倍以上[12,16,36,40,49,52]其他相关标记物,如铁蛋白、IL-6、IL-1、心肌酶和凝血试验,在太少的病例(<10例)中进行了描述,无法得出任何有意义的结论。
放射学检查结果
对87例患者进行了放射评估(胸部CT扫描或胸部X光检查),经常发现肺部毛玻璃混浊(n个=59例,68%)和肺实变(n个=34例,39%)[12,13,15,18,19,22,24,26,29,31,32,33,34,35,37,38,39,40,41,43,44,45,46,47,48,49,51,52]. 关于新冠肺炎报告和数据系统评分以及受影响肺组织的百分比,没有提供进一步的详细信息。未报告有肺栓塞迹象的CT扫描。
每个器官系统的病理结果
肺部病理学
对92名患者的肺部大体检查进行了描述,并在补充表中进行了总结S4系列[12,13,15,17,18,24,29,33,34,35,47,49,52]. 报告的主要发现包括:82例(88%)肺重量增加;[13,15,17,24,29,33,35,47,49]弥漫性充血水肿实质76例(83%);[12,13,15,17,18,24,34,47]出血性改变20例(22%)[12,13,15,18,24,33,34,44,47,48,49]3例局部出血性坏死;[18,34]宏观肺栓塞9例(10%)[15,47,49].
共报告129例肺组织病理学检查;表中总结了主要发现,和个别患者数据显示在补充表中S4系列[11,12,13,15,16,17,18,22,24,26,29,30,34,35,38,39,40,42,43,44,45,47,48,49,51,52]. 使用文章中提供的组织学描述,对所有129例患者进行了盲法评分,以确定是否存在肺损伤的上皮、血管和/或纤维化模式(图
;补充数据补充表S1-S2-S4-S5-S6-S7-S8-S9,图S1-S2-S3,补充表S3). 共有110例(85%)有上皮性肺损伤。在间质炎性浸润的病例中,这种浸润主要由淋巴细胞和/或浆细胞组成,在报告细胞类型的27例中有27例;[11,13,16,17,24,30,34,42,47,48,51,52]相反,肺泡腔内的细胞主要由巨噬细胞组成(36例中有32例)[12,13,16,17,29,30,38,39,42,44,48,51,52]. 129例患者中,共有76例(59%)有血管性肺损伤,其血管病变特征包括微血栓、蛋白和纤维蛋白渗出物。微血栓并非始终与肺泡内纤维蛋白相关:只有8例患者同时出现了肺泡内蛋白和微血栓,而其他24例患者出现了微血栓,但没有出现微血栓,还有7例患者在没有微血栓的情况下出现了泡内蛋白。最后,共有28例患者(22%)具有肺损伤的纤维化模式,以间质纤维化为特征。在78例患者个体数据可用且可以分类的病例中,47例(60%)有两种或两种以上的组织学模式(图)上皮和血管模式重叠程度最高(32例)。纤维化(单独发生或与上皮和/或血管损伤合并发生)的存在与机械通气无关:接受机械通气的患者中有5/23(22%)出现纤维化,而未接受机械通气患者中有3/15(20%)出现纤维化。类固醇的使用量太低(69例中有11例),与肺损伤的组织学模式无关。
表1
病理学特征 | 病例数(%) |
---|
上皮的 | 110 (85%) |
弥漫性肺泡损伤和/或透明膜 | 97 (75%) |
肺细胞脱皮和/或反应性增生 | 93 (72%) |
肺泡上皮鳞状化生 | 25 (19%) |
多核巨噬细胞 | 26 (20%) |
病毒性细胞病变、颗粒和/或包涵体 | 26 (20%) |
肺泡内纤维塞 | 2 (2%) |
血管的 | 76 (59%) |
毛细血管充血 | 58 (45%) |
(微量)血栓 | 50 (39%) |
肺泡出血 | 42 (33%) |
肺泡蛋白沉积症 | 31 (24%) |
肺泡内纤维蛋白渗出物和/或纤维蛋白沉积(急性纤维蛋白性和机化性肺炎的特征) | 34 (26%) |
毛细血管变化(即增殖或增厚、纤维蛋白沉积和内皮细胞脱落或细胞死亡) | 32 (25%) |
血管周围或血管内炎症浸润 | 12 (9%) |
纤维化 | 28 (22%) |
间质纤维改变(即成纤维细胞增生、纤维化、间隔胶原沉积) | 43 (33%) |
微囊蜂窝状 | 9 (7%) |
其他 |
间质和/或肺泡内炎性浸润 | 82 (64%) |
间质和肺泡内水肿 | 59 (46%) |
|
上皮型、血管型和/或纤维化型肺损伤病例总结。
一肺切片的示例图像显示了COVID-19肺损伤的上皮(顶部;苏木精和伊红染色)、血管(中部;左侧苏木精与伊红染色、右侧纤维蛋白Lendrum(MSB)染色)和纤维化(底部;左侧苏木素与伊红着色、右侧Verhoeff-van-Gieson染色)模式。在顶部面板中,显示了II型肺细胞的异型性和脱离(闭合箭头)、透明膜形成(闭合箭头方向)、间质炎症反应(开放箭头方向)和支气管上皮剥脱(开放箭头位置)。中间面板显示毛细血管内透明血栓(箭头)、急性纤维蛋白性和机化性肺炎(闭合箭头)和水肿(开放箭头)。在下图中,显示了明显的肺泡内纤维弹性蛋白病(闭合箭头)和预先存在的肺泡间隔弹性蛋白(箭头),可能代表纤维化组织性肺炎。图像来自伊拉斯谟医疗中心对新冠肺炎患者进行的尸检。有关低功耗图像,请参阅补充图S1(第一阶段)–第3章.b条文氏图总结了78例新型冠状病毒肺炎患者肺损伤的组织学模式。
为了研究这些组织学模式的存在是否是新冠肺炎某些临床阶段的特征,我们检查了临床持续时间和组织学模式之间的相关性。报告了45例患者从出现症状到活检/尸检之间的天数,另外20例患者的大致准确度可以合理估计;这65个案例的结果如图所示我们的分析表明,肺损伤的上皮模式发生得很早,在某些情况下甚至在症状出现之前,并且可以在整个临床过程中持续存在,在症状出现后28天逐渐下降。同样,血管模式也可能在症状出现后早期出现。最后,主要在症状出现三周后观察肺损伤的纤维化模式。因此,这三种组织学模式可以在不同的时间出现,但也可以同时出现。有趣的是,7例患者在出现症状之前出现了肺损伤的纤维化模式(n个=4例;30、38、42、48)或在病程的前两周(n个=3例,22、49);因此,在这7例患者中发现的肺纤维化不太可能反映新冠肺炎相关的肺部疾病。
肺损伤的上皮、血管和纤维化模式与新冠肺炎症状持续时间的时间轴。
显示了65例个体病例的已确定的组织学肺模式(上皮、血管和纤维化);每个案例都显示在一列中。病例按时间顺序分为四个时间段:显示自新冠肺炎症状出现以来的天数。对于纤维化模式,浅灰色阴影的病例是指纤维化改变可能预先存在且与新冠肺炎无关的病例,深灰色阴影的患者表示纤维化改变。对于标有星号(*)的病例,临床病程的持续时间根据合并病理结果的报告进行估计。时间线下方显示的是新冠肺炎临床分期的大致发生情况,根据组织学肺部变化的三种模式进行彩色编码,以及从L-到H-呼吸表型的转变[5]. 在有症状前的患者中,在出现新冠肺炎症状之前在死前获取组织。其他尸检样本为:参考[18,22](案例1和案例2)和33;其他样本是在尸检时获得的。AFOP急性纤维蛋白性和组织性肺炎,NSIP非特异性间质性肺炎,NA不适用,NS未指定。
多篇文章通过免疫组织化学方法检测各种棘突蛋白和核衣壳蛋白证实了SARS-CoV-2在肺部的存在[12,44,45]或RT-PCR分析[15,30,39,44,47,49,51,52]. 此外,在8例患者中通过光学显微镜检测到病毒包涵体[24,34,38,48,52]由其他技术支持,如免疫组织化学。
心血管病理学
对51例患者进行了心脏大体检查(补充表第5章) [13,15,24,33,35,47,49]. 除了轻微的心包水肿[33]和一些血性心包积液[24]据报道,每个病例中都有一例,除了根据先前存在的条件(如冠心病)预期的结果外,没有其他显著异常(n个=29例)[15,35,47,49]. 对49例患者的心脏组织进行了显微镜分析,结果显示,除了先前存在的病理学,如心肌肥厚、动脉粥样硬化和一般间质纤维化外[13,15,24,35,37,39,40,43,44],5例有轻度心肌水肿[39,44]和一个案例[39]具有非典型(特别是轻微、局灶性、血管周围)间质纤维化(补充表第5章). 此外,9例患者存在低级别单核细胞间质浸润[15,24,37,43,44],而有两例报告有淋巴细胞性心肌炎的症状[15,49]. 两例发生内皮炎[40],但没有心脏血管血栓形成的病例报道。
在使用电子显微镜、免疫组织化学或RT-PCR检查的31例心脏中是否存在SARS-CoV-2的病例中,一个心脏在电子显微镜下可见的受损间质细胞中含有病毒颗粒[37],6颗心脏经RT-PCR检测呈阳性[39,49].
肝胆病理学
报告了44例患者的肝脏大体检查(补充表S6系列) [13,15,39,47,49]发现18例患者存在肝脏疾病的迹象(n个=14脂肪变性,以及n个=4肝硬化)[13,39,47]16例肝淤血[15,47,49]. 共报告41例肝胆道的显微镜检查结果[15,31,35,39,40,43,44,47,49,51]. 40例中,主要表现为轻度脂肪变性、斑片状肝坏死、库普弗细胞增生和轻度3区正弦扩张[15,35,39,40,43,44]. Lagana等人[31]报告一名6个月大的婴儿在接受肝移植后检测出新冠肺炎阳性;除了急性细胞排斥反应的常规表现外,肝脏活检显示中度急性肝炎损伤。在这41例患者中,有6例(15%)的炎性细胞,主要是淋巴细胞,在门静脉束和/或窦内增多[15,31,39]. 此外,有两例报告了肝内皮炎[31,40]. 相比之下,没有报告肝血栓形成的病例。
使用RT-PCR分析对15份肝脏样本进行SARS-CoV-2检测,其中6份样本检测呈阳性[39,49].
肾脏病理学
在宏观水平上检查了35例患者,分别显示5例、13例和3例患者的高血压肾表面改变、颗粒和/或血管瘢痕以及肾休克症状(补充表第7部分) [15,47,49]. 此外,报告了62例肾组织的显微镜分析[15,21,27,32,35,36,40,44,47]. 最常见的发现是42例(68%)出现不同程度的急性肾小管损伤:这主要发生在近端肾小管[15,21,27,32,35,36,47]. 经常发现先前存在的疾病的证据,包括39例(72%)的动脉硬化[15,36,47]良性肾小球硬化5例(8%)[21,47]. 三名患者(5%)发现局灶性节段性肾小球硬化[27,36]. 6例患者发现淋巴细胞小管间质浸润[21,32],但无小管炎。6例肾血管病变包括纤维蛋白或透明血栓(10%)[36,44],肾小球毛细血管扩张6例(10%)[21],血栓性血管病2例(3%)[47]和淋巴细胞性内皮炎1例(2%)[40].
在27例受试病例中,有13例通过电子显微镜在肾小管上皮(主要是近端肾小管)和/或足细胞和内皮细胞中鉴定出SARS-CoV-2病毒颗粒[15,21,27,32,36,40,47]. 此外,10例患者中有8例检测到SARS-CoV-2核衣壳蛋白[21,36]RT-PCR分析显示,18个受试肾组织中有6个存在SARS-CoV-2[21,27,32,47].
脑病理学
21例患者的脑组织病理学检查结果可用(补充表第8节) [13,15,33,47]16例未见异常。1例蛛网膜下腔出血[15]. 两名患者患有内部脑积水,其中一名患者患有海马急性缺氧缺血性脑病,另一名患者则患有脑水肿[47]. 最后,在两名患者中发现了与其病史相对应的发现[33,47]. 17例患者检测到低水平的病毒RNA[47],嗅球中的数值高于脑干中的数值,而在另一例中未检测到病毒RNA[15].
其他器官和组织的病理结果
患者的胃肠道、脾脏和皮肤也有可能与新冠肺炎相关的病理特征(补充表第9部分). 特别是,有4例胃肠道出现上皮损伤、显著内皮炎和缺血性小肠结肠炎[41,44],3个案例[40],和3个案例[49]分别是。脾脏的常见表现包括11例淋巴细胞数量减少并坏死[20,44,50]萎缩、充血、出血和梗死9例[20,49,50]. 此外,9例患者有皮肤表现,其中8例有血管周围淋巴细胞或中性粒细胞浸润[12,23,25,28,46]. 一名患者有基于免疫组织化学的补体沉积证据[12]三名患者有血栓[12,25]. 据报道,6名男性前列腺也出现血栓[49]. 一例全身性血管病累及左肾上腺、肺和肾[47]. 最后,一名患者的胎盘出现炎症浸润和滑膜炎[14],而其他三名新冠肺炎阳性女性没有明显的胎盘异常[19]. 宏观上,胰腺[13,15,44,47,49],甲状腺[13,15,44,47]和垂体[13,15],分别在14、10和3名患者中基本无显著性。
在一例病例中,使用免疫组织化学或RT-PCR在整个胃肠道(但不包括食道)中检测到SARS-CoV-2[41]以及脾脏[20,50]肺门和鳃下淋巴结[15,20],胎盘[14]、和皮肤[12]分别为7、11、1和1名患者。相反,在任何其他器官或胎儿组织中均未检测到SARS-CoV-2。