新冠病毒如何“吞噬”患者身体?

新冠病毒如何“吞噬”患者身体?
2020年07月10日 11:28 新浪科技综合

  来源:返朴

  截至今日,全球新型冠状病毒肺炎(COVID-19)确诊人数已累计超过1200万人。轰轰烈烈的正面战场上,全球仍有不少医护人员在一线奋斗,努力拯救更多生万命。

  而在安静的后方,美国纽约大学朗格尼健康中心(NYU Langone Health)的病理学家艾米·拉普奇耶维茨(Amy Rapkiewicz)冷静地打开自己面前的新冠病毒患者尸体,使用特殊工具小心翼翼地摘取下心、肺等关键器官。接下来,这些器官需要在消毒溶液中浸泡数周,然后取出切割,选取小片的组织样本,放到显微镜下进行细致分析。

  虽然病毒让患者永远无法再开口讲述自己的病痛折磨,但是像拉普奇耶维茨这样的专家们却知道如何与“沉默的证人”合作,他们尚留存在世的身体会告诉我们更多突破性线索,深入理解这种疾病,研发潜在新疗法。

  自新冠疫情暴发以来,在医生们眼中,COVID-19似乎是一种标准的呼吸道疾病,病毒不仅攻击肺部,还会攻击大脑、肾脏、肝脏、肠胃道和脾脏等。从今年3月起,中国、美国以及欧洲诸国等陆续发表尸检报告,一致确认新冠病毒攻击最猛烈的器官就是肺部——死亡患者的两肺和血管内皮细胞中都发现了病原体。但随着不断深入,情况似乎并非完全如人们所料……

  肺:充满微型血栓

  显微镜下,拉普奇耶维茨观察到的肺、肾、肝标本受到的病毒伤害与其他医生的报告并无二致。然而接下来,她却看到了意外又颇为眼熟的东西——无处不在的微型血栓,在翻阅历史资料之后,她猛然想起来,这不就是登革热(Dengue fever)吗?!

  登革热是蚊媒传播的热带疾病,病毒会“绑架”白细胞,让它们释放干扰素和细胞因子等信号蛋白,“放松”血管,增加血管通透性,引起体内无法控制的大出血。她万分诧异:“COVID-19和登革热,听上去毫无瓜葛,但是患病的后果却如此相似!”

  4月10是美国开始第一例尸体解剖的日子,新奥尔良路易斯安那州立大学健康科学中心(LSU Health)的理查德·范德·海德(Richard Vander Heide)清楚记得当时切开死者肺部,看见里面成百上千个微型血栓后惊异的心情:

  “我永远忘不了这一天,我从1994年开始进行尸体解剖工作,从没见过这样的情况。”

  他随后解剖了第二具尸体,同样的情形呈现在他眼前,第三具、第四具尸体也是如此。于是,心生警惕的他立刻撰文,并在投稿之前就在线刊发了预印本,希望能够立刻引起其他医生的关注。

  消息很快就在美国医院内传开,医生们纷纷给所有患者用上血液稀释剂——如今已成为通用操作之一。而范德·海德那篇关于10名患者尸检的论文经过同行评议之后,已于5月发表在《柳叶刀》杂志上。他在论文中详细描述了尸体解剖的重要发现:在肺部小血管和毛细血管中出现了血栓形成和微血管病症,并伴有出血现象。他明确指出,这些是导致患者死亡的重要原因。 

  随后,其他类似的肺部解剖研究,包括意大利团队涉及38位患者尸检的论文,西奈山健康中心(Mount Sinai Health)25名患者尸检,哈佛医学院和德国研究人员合作的7名患者尸检,以及拉普奇耶维茨的朗格尼健康中心团队研究都报告了类似的微型血栓。

  拉普奇耶维茨于6月在《柳叶刀·电子临床医学》发表她的尸检结果。她所解剖的7名患者尸体中,不仅在肺部,而且在心脏、肾脏和肝脏都发现了异常的血栓症状。她还强调,血栓形成是多个器官的共同突出特征,富含血小板的巨核细胞表明血栓形成(图1),并在疾病早期就开始发挥破坏作用。

图1。 心脏、肾脏、肺和骨髓中的巨核细胞图1。 心脏、肾脏、肺和骨髓中的巨核细胞

  巨核细胞(Megakaryocyte)是负责产生血液凝血细胞(血小板)的一种骨髓细胞,血小板是正常血液的血块形成所必需的。通常情况下,一万个骨髓细胞有一个是巨核细胞,但在特定的疾病期间,这个数量会增加近十倍。每个巨核细胞可产生大约2000~7000个血小板。(来源:wikipedia)

  心:是心肌炎吗?

  今年3月,一些报道指出新冠肺炎患者可能会出现心肌炎症状,而几篇关于中国新冠肺炎患者的早期文献也表示,20%到30%的住院患者出现过心肌损伤。心肌炎会让心肌增厚,最终导致心脏功能障碍、心律不齐,有致死风险。但这些报告并没有包含对心肌组织的病理学特征分析。

  一般来讲,典型的心肌炎在尸检中很容易识别出来。当身体将某一组织感知为外来异物并开始对它进行攻击时,就会产生炎症。心脏中的心肌细胞会被专门对付感染的淋巴细胞团团围住,剿杀干净,因此,心肌炎患者的心脏理应有大片的心肌细胞死亡区域。

  然而,“我们并没有见到这些”,西奈山健康中心的病理学助理教授玛丽·福克斯(Mary Fowkes)称。经验丰富的福克斯曾为67名COVID-19患者做过尸体解剖,和她同一团队的克莱尔·布莱斯(Clare Bryce)还为此专门研究了其中的25颗心脏,两人在线发表了一篇预印本论文,称她们在心脏表面看到了一些“非常轻微的”炎症病灶,但完全不像是心肌炎。

  而拉普奇耶维茨则在她解剖的7颗心脏中看到了数量众多的巨核细胞。巨核细胞本应存在于骨髓,且数量稀少,而今却遍布心脏,令她极为震惊。

  范德·海德有一篇更加深入的论文正在审稿中,他说:“如果你去检查新冠患者的心脏,可能不会看到你所预期的(心肌炎)。”在他解剖的尸体中,有几位患者因为心脏骤停而去世,但尸检结果表明,主要的损伤仍集中在肺部,并非心脏。

  脑:神经网络   病毒损伤了大脑神经?

  过去,曾有新冠肺炎患者报告嗅觉或者味觉丧失、精神状态改变,甚至有癫痫、精神错乱等各种神经系统障碍症。今年4月,一份发表在《神经学、神经外科学和精神病学》杂志上的早期报告中提到了新冠肺炎患者的颅内感染相关症状,比如头疼、癫痫和意识障碍。 6月,法国的研究人员报告说84%的重症护理患者出现神经系统问题,1/3的患者康复出院时精神状态不太好。同月,英国的研究人员则发现125名确诊患者中有57人因为脑中的血栓出现过中风,39人出现精神状态改变(即各种脑功能障碍疾病,轻者表现为意识模糊,重者会昏迷)。

  面对上述数据和听上去奇奇怪怪的报告,波士顿布莱根妇女医院(Brigham and Women’s Hospital )的神经病理学家伊萨克·所罗门(Isaac Solomon)决定系统性地调查一下,病毒可能藏身于哪些脑区中。他解剖了18具接连死亡的新冠病人尸体,对关键脑区做了切片:大脑皮层、丘脑(调节感官输入)、基底神经节(负责运动控制)等等。每一份切片划分成三维网格,取10个截面后进行了仔细分析。

  结果让他很意外,病毒片段只出现在个别区域中,而且也不清楚患者死亡时,这些病毒是已经死亡,还是仍然活跃。而且,也只有一小部分区域表现出炎症,大范围的破坏则由大脑缺氧引起。大脑缺氧致使神经细胞死亡,死亡后就不会产生新的神经细胞。虽然人脑具有一定的代偿功能,但缺氧范围太大时,各类脑功能仍然开始退化。无论是长期身处重症监护室的患者,还是突然死亡的患者,情况都是如此。

  不过好消息是,所罗门说,如果病毒没有大量进入大脑,将有助于药物研发,而且这一发现强调了需要给患者及时补充氧气,防止不可逆的大脑损伤。他的这项研究于6月12日发表在《新英格兰医学杂志》上。

  西奈山团队的脑组织解剖也证实了所罗门的说法,她们没有在大脑中发现大量病毒或者炎症病灶。但是,她们注意到了和拉普奇耶维茨看到的类似情况:微型血栓广泛存在于大脑中。福克斯补充说:“在一些患者中,他们大脑两三个不同区域的血管内有好多血栓。”

  这场与病毒的无声较量让科学家们丝毫不敢松懈,虽然最新的解剖学发现数量仍然不多,能否转化为实际的治疗思路还尚无定论。但是,最理想的尸体解剖能够帮助科学家重构疾病的自然发生过程,尸检给出的新信息极有可能给病毒探索打开崭新的道路。

  纽约大学的心脏病专家杰弗里·贝尔格(Jeffrey Berger)在得知拉普奇耶维茨的发现之后,评价说,尸检表明除了血液稀释剂之外,抗血小板药物也有可能对治疗COVID-19发挥效果。“我们对于新冠病毒的了解还很少,但是,每一项研究都是完成这幅巨大病毒拼图的一小块。另外,如果我们能够预防严重并发症的出现,那么就能救下更多人的性命,最终彻底改变疫情的走势。”

新浪科技公众号
新浪科技公众号

“掌”握科技鲜闻 (微信搜索techsina或扫描左侧二维码关注)

创事记

科学探索

科学大家

苹果汇

众测

专题

官方微博

新浪科技 新浪数码 新浪手机 科学探索 苹果汇 新浪众测

公众号

新浪科技

新浪科技为你带来最新鲜的科技资讯

苹果汇

苹果汇为你带来最新鲜的苹果产品新闻

新浪众测

新酷产品第一时间免费试玩

新浪探索

提供最新的科学家新闻,精彩的震撼图片