Одиннадцатого марта 2020 г. ВОЗ объявила о пандемии тяжелого острого респираторного синдрома (SARS), вызванного коронавирусом типа 2 (SARS-CoV-2), введя термин «коронавирусная болезнь 2019» (COVID-19) [1]. На конец марта 2023 г. во всем мире было выявлено более 761 000 000 зараженных, из них более чем у 6 800 000 установлены летальные исходы [2]. Новая коронавирусная инфекция (COVID-19) в Российской Федерации в детской практике регистрируется значительно реже, чем у взрослых. Среди всех заболевших COVID-19 доля детей составляет 8,6% [3]. Легкие формы регистрируются в 80% случаев, тяжелые — в 0,2%, как правило, у детей 1-го года жизни [4]. Доля пациентов детского возраста, нуждающихся в стационарной медицинской помощи, составляет от 5,7 до 20% детей с COVID-19. Вместе с тем клиническая практика свидетельствует, что и у детей COVID-19 может протекать в тяжелой и крайне тяжелой форме вплоть до летального исхода. Среди клинико-лабораторных предикторов можно выделить изначально пониженную сатурацию кислорода в крови (менее 88%), лимфопению [5], тромбоцитопению, повышенное содержание в крови лактатдегидрогеназы, C-реактивного белка (более 200 мг/л), D-димера (более 2500 нг/мл), увеличение уровня тропонина и ферритина (более 2500 нг/мл) [6, 7].

На данный момент идентифицировано множество различных штаммов SARS-CoV-2 (B.1.1.7 (Alpha), B.1.351 (Beta), B.1.617.2 (Delta), B.1.427 и B.1.429 (Epsilon), P.1 (Gamma), B.1.526 (Iota), B.1.1.529 (Omicron)) [6]. Недавно был обнаружен новый мутантный штамм SARS-CoV-2 — XBB.1.5, имеющий более высокую аффинность к рецепторам АПФ2 (ангиотензинпревращающий фермент 2) [8]. С открытием новых вариантов SARS-CoV-2 наблюдалось резкое повышение заболеваемости во многих странах, правительства объявляли о начале новых волн эпидемии. Спустя больше года от момента начала пандемии врачи зафиксировали новое состояние, названное «лонг-ковид» или «постковидный синдром» [9]. В декабре 2020 г. Национальным институтом здоровья Великобритании (National Institute for Health and Care Excellence (NICE)) совместно с Шотландским межуниверситетским методическим сообществом (Scottish Intercollegiate Guidelines Network (SIGN)) и Королевским колледжем врачей общей практики (Royal College of General Practitioners (RCGP)) была опубликована классификация, согласно которой выделяют следующие периоды течения COVID-19:

— острый COVID-19: симптомы, длящиеся до 4 нед от начала заболевания;

— продолжающийся симптоматический COVID-19 (Long covid): симптомы, наблюдаемые от 4 до 12 нед;

— постковидный синдром: состояние, протекающее более 12 нед, не объяснимое альтернативным диагнозом, меняется со временем, рецидивирует, затрагивает различные органы и системы [10].

Опубликовано множество статей, посвященных клиническому аспекту новой коронавирусной инфекции, лонг-ковида у детей [11—15], но характер патогистологических особенностей не был описан.

На данный момент мы представляем первое описание характера морфологических и иммуногистохимических (ИГХ) изменений в легких при длительном COVID-19 у детей. Исходя из данных литературы [16—18] и результатов собственных исследований морфогенеза инфекционных заболеваний, особое внимание было уделено оценке состояния сосудов микроциркуляторного русла в легких.

На базе кафедры патологической анатомии с курсом судебной медицины и патолого-анатомического отделения Клиники СПбГПМУ был проведен анализ медицинской документации, отобраны аутопсийные материалы 3 случаев смерти детей в период с мая 2021 г. по март 2022 г. от COVID-19. Критерием отбора являлась длительность заболевания, в данных случаях она составляла от 1 до 4 мес. Парафиновые срезы окрашивали гематоксилином и эозином, пикрофуксином по Ван Гизону, трихромом по Массону, проводилось ИГХ-исследование с использованием антител к нуклеокапсиду Covid-19 (поликлональные антитела, Genetex, США), маркеру апоптоза CD95 (поликлональные антитела, Diagnostic Biosystems, США), маркеру эндотелиальных клеток CD31 (моноклональные антитела, клон JC/70A, Diagnostic Biosystems, США).

Результаты

Первое наблюдение: ребенок 2 лет 9 мес, коморбидная патология — множественные врожденные пороки развития: врожденная расщелина верхнего неба, дисплазия тазобедренных суставов, крипторхизм слева, стеноз почечной артерии слева; нарушение ритма сердца: дисфункция синусового узла, хронический облитерирующий бронхиолит, органическое поражение центральной нервной системы, грубая задержка психомоторного развития, гипотрофия III степени. У ребенка прижизненно был получен положительный ПЦР-тест на коронавирус. В течение заболевания в биохимических анализах крови отмечалось нарастание ферритина максимально до 1263,7 нг/мл, D-димера более 7600 нг/мл, СРБ до 255 мг/л. Смерть наступила на 59-е сутки заболевания.

Макроскопически правое и левое легкое конусовидной формы с гладкой поверхностью, синюшно-красного цвета с очагами темно-красного, неравномерно эластичной консистенции. На разрезе ткань красно-розового цвета с очагами неравномерного кровенаполнения. Плевральные листки тусклые, со спайками.

Микроскопически сосуды микроциркуляторного русла (МЦР) резко полнокровны, наблюдается периваскулярный отек и склероз. Эндотелий сосудов микроциркуляции очагово десквамирован, капилляры в межальвеолярных перегородках с эритроцитарными и фибриновыми тромбами. Отмечаются многочисленные периваскулярные кровоизлияния и мелкоочаговые кровоизлияния в межальвеолярных перегородках. Во всех исследованных участках ткани легкого наблюдаются очагово утолщенные за счет разрастания соединительной ткани межальвеолярные перегородки, периваскулярный и перибронхиальный склероз (рис. 1, а) с мелкоочаговой лимфомакрофагальной инфильтрацией. Воздушность легочной ткани снижена, до 95% всего объема ткани занимают обширные очаги ателектазов, участки фиброателектазов, альвеолярный эпителий десквамирован на значительном протяжении. Во всех полях зрения в просветах альвеол выявляются слоистые белковые массы, серозно-геморрагический экссудат, фрагментированные гиалиновые мембраны в небольшом количестве. Обнаруживаются очаги плоскоклеточной метаплазии альвеолярного эпителия (см. рис. 1, б). Помимо этого в просветах альвеол определяются десквамированные альвеолоциты, крупные макрофаги неправильной формы, единичные лимфоциты. Выстилка бронхов представлена призматическим эпителием, десквамированным практически на всем протяжении, наблюдаются очаги пролиферации, местами по типу многослойного плоского эпителия. При окрашивании по Массону в паренхиме обнаружено очаговое разрастание соединительной ткани. Плевра также утолщена за счет очагового склероза.

Рис. 1. Изменения в легких у первого пациента.

а — периваскулярный и перибронхиальный склероз; окраска трихромом по Массону, ×50; б — плоскоклеточная метаплазия альвеолярного эпителия, полнокровие капилляров; окраска гематоксилином и эозином, ×200; в — выраженная экспрессия CD31 в эндотелии сосудов МЦР, очаги пролиферации эндотелия; ИГХ с антителами к CD31, ×400.

При ИГХ-исследовании обнаружена слабо выраженная экспрессия нуклеокапсида COVID-19 и маркера апоптоза CD95 в эндотелии капилляров. При этом отмечена слабо выраженная экспрессия CD95 в слущенных альвеолоцитах. Выраженная экспрессия CD31 выявлена в эндотелии сосудов микроциркуляторного русла (см. рис. 1, в), визуализируются новообразованные капилляры необычной формы.

Второе наблюдение: ребенок 2 мес 20 дней, коморбидная патология — врожденный буллезный эпидермолиз, простая форма, генерализованный подтип; перинатальное гипоксически-ишемическое поражение центральной нервной системы, внутрижелудочковое кровоизлияние I степени. Пациент родился недоношенным на 29-й неделе беременности. У ребенка прижизненно был получен положительный ПЦР-тест на коронавирус. По лабораторным данным констатировано повышение уровня D-димера до 1920 нг/мл, СРБ до 257,7 мг/л. Смерть наступила на 70-е сутки заболевания.

Макроскопически: правое и левое легкое конусовидной формы с гладкой поверхностью, синюшно-красного цвета с точечными темно-красными очагами, неравномерно эластической консистенции. На разрезе красно-розового цвета, неравномерного кровенаполнения. Плевральные листки тусклые, тонкие, с белесоватыми лентовидными очагами на висцеральной плевре.

В ткани легкого определяются многочисленные кровоизлияния. Капилляры межальвеолярных перегородок с эритроцитарными сладжами, смешанными тромбами. Наблюдаются крупные очаги гиповаскуляризации стромы. Вокруг артериол и венул выраженный отек и периваскулярный склероз. Ядра гладких миоцитов мышечной оболочки сосудов с дистрофическими изменениями вплоть до некробиоза с кариопикнозом. Эндотелий в сосудах набухший, очагово-уплощенный, местами десквамирован. Отмечается выраженное снижение воздушности, чередование ателектазов и очагов эмфизематозно расширенных альвеол. Альвеолярный эпителий очагово десквамирован. В 95% объема легочной ткани в альвеолах выявляются белковые агрегаты и слоистые гиалиновые мембраны в виде лент и полосок разной толщины, плотно прилегающие к апикальным полюсам альвеолярного эпителия (рис. 2, а). Гиалиновые мембраны очагово инкрустированы солями кальция. Наблюдаются также очаги организующейся пневмонии (см. рис. 2, б). Помимо этого, в просветах альвеол присутствует серозный, серозно-геморрагический экссудат с немногочисленными макрофагами. Межальвеолярные перегородки очагово склерозированы, с диффузной инфильтрацией лимфоцитами, макрофагами и нейтрофильными лейкоцитами. Выстилка бронхов представлена призматическим эпителием, десквамированным на большом протяжении. Париетальный и висцеральный листки плевры с крупными отложениями солей кальция, плевра также очагово утолщена за счет разрастания соединительной ткани. При окрашивании по Массону обнаруживается очаговое разрастание соединительной ткани в межальвеолярных перегородках.

Рис. 2. Изменения в легких у второго пациента.

а — множественные гиалиновые мембраны в альвеолах; окраска трихромом по Массону, ×200; б — организующаяся пневмония, обтурирующие тромбы в капиллярах межальвеолярных перегородок; окраска гематоксилином и эозином, ×200; в — экспрессия CD95 в эндотелии сосудов МЦР и альвеолоцитах; ИГХ с антителами к CD95, ×400.

При ИГХ-исследовании с антителами к нуклеокапсиду COVID-19 экспрессии не выявлено. Наблюдалась умеренно выраженная экспрессия CD95 в десквамированном бронхиальном, альвеолярном эпителии и в эндотелии сосудов МЦР (см. рис. 2, в). Экспрессия CD31 отмечалась в эндотелии сосудов МЦР, визуализировались многочисленные новообразованные капилляры причудливой формы.

Третье наблюдение: ребенок 2 лет 4 мес, коморбидная патология —острый лимфобластный лейкоз, T-IV иммунологический вариант. И прижизненные, и посмертный ПЦР-тесты на коронавирус дали положительные результаты. В биохимическом анализе крови выявили увеличение уровня ферритина до 5576,30 нг/мл, D-димера до 1100 нг/мл, СРБ до 177,6 мг/л. Смерть наступила на 108-й день заболевания.

Макроскопически правое и левое легкое синюшно-красного цвета, конусовидной формы с ровной поверхностью, эластической консистенции, на разрезе неравномерного кровенаполнения. Плевральные листки тусклые, тонкие.

При морфологическом исследовании сосуды МЦР, капилляры в межальвеолярных перегородках полнокровны, с эритроцитарными и фибриновыми тромбами (рис. 3, а). Эндотелий артериол и венул набухший, часть клеток вытянутой формы, сохранен не на всем протяжении. Выявляются крупноочаговые периваскулярные кровоизлияния, периваскулярный отек. Отмечается снижение воздушности легочной ткани за счет крупных очагов ателектазов. Альвеолярный эпителий очагово десквамирован, часть альвеол заполнена серозным, серозно-фибринозным экссудатом, часть со слоистыми гиалиновыми мембранами. Наряду с десквамированными альвеолоцитами в просветах альвеол определяются крупные альвеолярные макрофаги. Межальвеолярные перегородки с очаговой лимфомакрофагальной инфильтрацией и примесью немногочисленных нейтрофильных лейкоцитов очагово утолщены за счет склероза, разрастание соединительной ткани также наблюдается в стенках артерий и артериол, подслизистом слое бронхов. Призматический эпителий, выстилающий бронхи, частично десквамирован, в сохранившихся участках выявляются очаговые явления пролиферации. При окрашивании по Массону в паренхиме визуализируется очаговое разрастание соединительной ткани в межальвеолярных перегородках и периваскулярно, скопление фибрина в альвеолах в виде гиалиновых мембран, фибриновые тромбы в сосудах МЦР.

Рис. 3. Изменения в легких у третьего пациента.

а — фибриновые организующиеся тромбы в просветах капилляров межальвеолярных перегородок; окраска трихромом по Массону, ×400; б — экспрессия нуклеокапсида SARS-CoV-2 в макрофагах, альвеолоцитах, эпителии бронхов, эндотелии отдельных сосудов МЦР; ИГХ с антителами к нуклеокапсиду SARS-CoV-2, ×200.

При ИГХ-исследовании выраженная экспрессия нуклеокапсида SARS-CoV-2 определялась в макрофагах, умеренно выраженная в эпителии бронхов, на стенке отдельных сосудов МЦР (см. рис. 3, б). Выраженная экспрессия CD31 наблюдалась в эндотелиальных клетках кровеносных сосудов всех типов. Несмотря на то что выявлялась прерывистость капиллярной сети, в межальвеолярных перегородках обнаружена тенденция к восстановлению капиллярного русла. Отмечена умеренная экспрессия маркера апоптоза (CD95) в эндотелии отдельных капилляров межальвеолярных перегородок, в десквамированных альвеолоцитах и бронхиальном эпителии.

Обсуждение

Проведено морфологическое и ИГХ-исследование ткани легких 3 детей в возрасте от 2 мес до 2 лет, умерших от новой коронавирусной инфекции. Важно обратить внимание на то, что у всех пациентов была выявлена тяжелая коморбидная патология, COVID-19 был установлен прижизненно, диагностировалось нарастание уровня лабораторных маркеров (СРБ, ферритин, D-димер), указывающих на высокую вероятность развития цитокинового шторма. Микроскопически у всех трех пациентов было отмечено повреждение сосудов МЦР. При этом в сосудах выявлялись эритроцитарные, фибриновые и смешанные тромбы. В легких визуализировались новообразованные сосуды причудливой формы с очаговой пролиферацией эндотелия. Некоторые изменения микроциркуляторного звена (десквамация эндотелиоцитов и образование смешанных тромбов) были описаны рядом авторов [19—23], но при остром COVID-19 у взрослых.

Во всех трех наблюдениях отмечено сочетание признаков ранней и поздней фазы диффузного альвеолярного повреждения. Так, О.В. Зайратьянц и соавт. [24], Z. Xu и соавт. [25], Chilosi и соавт. [18] ранее описали схожие изменения у взрослых при остро протекающем COVID-19. Обращало на себя внимание обнаружение во всех наблюдениях в легких очагов организующейся пневмонии, пролиферации бронхиального эпителия, очагов плоскоклеточной метаплазии альвеолярного эпителия и локального склероза. Одновременно с этим в альвеолах определялся серозный, серозно-геморрагический экссудат и разной степени давности гиалиновые мембраны (немногочисленные фрагментированные в первом наблюдении и многочисленные слоистые во втором и третьем). Выявленные во втором наблюдении (у пациента с длительностью заболевания 70 дней) очаги отложения солей кальция в гиалиновых мембранах и листках плевры скорее всего являются результатом метаболических нарушений, которые обнаруживаются и у взрослых во время длительного COVID-19 [26]. Воспалительно-клеточный инфильтрат варьировал по выраженности во всех трех случаях и был представлен лимфоцитами, макрофагами и нейтрофильными лейкоцитами. Представляет интерес сочетание экспрессии нуклеокапсида SARS-CoV-2 и маркера апоптоза на эндотелии сосудов МЦР в первом (59 дней) и третьем (108 дней) наблюдениях. В некоторых публикациях зарубежных коллег [27, 28] отмечена экспрессия антигенов SARS-CoV-2 spike-protein и нуклеокапсида в эндотелии сосудов, но при остром COVID-19 у взрослых. Экспрессия нуклеокапсида SARS-CoV-2 в гиалиновых мембранах не обнаружена ни в одном из наблюдений. Выраженная экспрессия CD31 выявлялась в эндотелии сосудов МЦР: несмотря на то что в легких сохранялись поля гиповаскуляризации, визуализировались участки стромы с многочисленными новообразованными сосудами причудливой формы, эндотелий которых более интенсивно экспрессировал CD31. Ранее проведенные работы [29] и данные литературы [30] позволили трактовать такие изменения как признаки пролиферации эндотелия.

Заключение

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о персистенции повреждающего фактора SARS-CoV-2 у детей. Исходя из результатов проведенных ранее исследований, эндотелий микрососудов является наиболее ранней мишенью патогенного воздействия при инфекционном процессе, что наблюдается и при COVID-19. Представленные данные ИГХ-исследования свидетельствуют об инфицировании эндотелиальных клеток коронавирусом, о гибели этих клеток вследствие апоптоза. Учитывая уникальную роль эндотелия, его повреждение в сосудах МЦР легких является одной из главных причин развития капиллярно-альвеолярного блока, тканевой гипоксии, ДВС-синдрома, приводящих в отдельных случаях к дыхательной и полиорганной недостаточности и летальному исходу. Учитывая данную концепцию, нарушение структурной целостности эндотелия микрососудов можно рассматривать в качестве доминирующего фактора, обусловливающего характерные изменения, выявленные в легких при длительном COVID-19 у детей.

Полученные результаты могут иметь значение при разработке и использовании новых эндотелий-протективных препаратов и в понимании морфогенеза как новой коронавирусной инфекции, так и других вирусных инфекций у детей и взрослых.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Р.А. Насыров, В.А. Галичина

Сбор и обработка материала — Р.А. Насыров, В.А. Галичина, В.Н. Тимченко, О.Л. Красногорская, А.С. Чепелев, Е.П. Федотова, Н.А. Сидорова, А.А. Агафонникова

Написание текста — Р.А. Насыров, В.А. Галичина

Редактирование — Р.А. Насыров, В.А. Галичина, О.Л. Красногорская, Е.П. Федотова, Н.М. Аничков

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.