SARS的临床病理学:一份来自中国的报道
发布日期:2003-12-18
文献来源:Ding YQ, Wang HJ, Shen H, et al. The clinical pathology of severe acute respiratory syndrome (SARS):a report from China. J Pathol 2003; 200: 282-289
简介
一种主要通过呼吸道传播的急性传染病于2002年11月在中国的广东省最早发现,随后在亚洲、北美及欧洲等地区也发现此病。考虑到其临床症状,这种病最初被称为“非典型肺炎”。这一疾病已经在27个国家和地区引起流行性爆发,并被WHO命名为重症急性呼吸综合征(severe acute respiratory syndrome,SARS)。
材料与方法
临床材料
于2003年初,收集3名死于SARS患者的尸检资料,其中一名患者有明确SARS暴露病史。三名患者均符合SARS的临床定义,无HIV感染、慢性肺病、糖尿病或肿瘤等病史。
病理学检查及组织化学染色
收集肺脏、肝脏、肾脏、心脏、脑、脾脏、横纹肌、淋巴结、骨髓及肾上腺。所有标本用4%中性甲醛固定,石蜡包埋,并做成4μm切片。切片使用苏木素-伊红、Macchiavello染色(用于病毒包含体)及网硬蛋白染色。
免疫组化
使用标准的链霉素-亲和素过氧化物酶法。
透射电镜
所有标本均用含2.5%戊二醛的磷酸盐缓冲液固定,1%锇酸盐后固定,梯度酒精脱水,Epon812包埋,醋酸铀复染,在JEM1200透射电镜下观察。
结果
临床特征
所有病例均急性起病。初始症状为高热,继之寒战、全身疼痛、干咳,其中一个病例出现痰中少量带血。胸部影像学显示两肺斑片状阴影(详细资料见原文表1)。
巨检
尸体解剖显示,除一例有阴囊水肿外,各病例身体表面无明显改变。脏器主要改变表现为肺门及腹腔淋巴结不同程度的增大,脾脏体积缩小、重量减轻。脾脏变软,包膜收缩。肺部可见广泛的实变(见原文图1)。两个病例(A1、A3)的肺部表面及实质切面可见点、片状出血和坏死,呈红葡萄酒色(详细资料见原文表2)。
镜检
肺脏
三个病例的肺部改变基本相似。两肺有广泛的实变,严重的肺水肿,两个病例还有出血性梗死(A1、A3)。有表现为细胞脱落的肺泡炎、支气管炎,伴有肺泡上皮细胞的增生与脱落(见原文图2),单核细胞、淋巴细胞及浆细胞渗出(见原文图3),以及肺泡水肿。脱落的上皮细胞增大,部分融合成合体细胞。肺泡中有广泛的透明膜(见原文图4)。所有病例均出现局灶性坏死,伴中性粒细胞、单核细胞及淋巴细胞浸润。部分肺泡上皮细胞可见胞内病毒包含体。这些包含体呈椭圆型,红细胞大小,嗜酸性,由透明膜包绕(见原文图5),Macchiavello染色阳性。镜下可见支气管上皮细胞脱落物,部分支气管壁坏死,伴中性粒细胞、单核细胞及淋巴细胞浸润。小叶间隔及肺泡壁内的毛细血管扩张并充血。大多数肺泡壁未见扩张(见原文图6A),但增厚的肺泡壁及小叶间隔可见单核、淋巴细胞浸润。在一个病例中(A3),肺泡渗出物聚集并纤维化(见原文图6B、6C),而另两个病例中(A1、A2),肺泡内可见单核细胞及多核巨细胞(见原文图7A-7C)。肺小静脉内皮细胞肿胀脱落,小静脉壁可见水肿,部分有纤维结节坏死伴中性粒细胞、单核细胞及淋巴细胞浸润。小血管内可见混合血栓(见原文图8A),微血管中可见透明血栓。总之,肺部病理特征表现为可引起呼吸窘迫综合征的弥散性肺泡损伤。
心脏
心肌基质水肿;小静脉内皮细胞肿胀,血管壁水肿,有单核、淋巴细胞浸润。一个病例(A1)出现局灶性透明性退变及心肌纤维溶解。
脾脏及淋巴结
三个病例均出现显著的脾脏萎缩,伴有脾脏白髓及边缘窦淋巴组织的大面积坏死(见原文图9A、9B)。肺门及腹部淋巴结血管扩张、充血,皮髓质分界不清。部分淋巴结的边缘窦和生发中心消失,残余淋巴窦内可见大量单核细胞及浆细胞样单核细胞。可见局灶性坏死,并且脾脏及淋巴结内有淋巴细胞凋亡。
肝脏
一个病例(A3)有明显的肝索解离(见原文图10A),伴有脂肪变性和局部坏死。另两个病例有大量的肝小叶中心细胞坏死(见原文图10B)。肝内血管壁及小静脉周围表现为水肿及单核细胞、淋巴细胞浸润。
肾脏及肾上腺
肾脏及肾上腺均有局部坏死。肾间质的小静脉出现脉管炎,肾上腺髓质主要由单核细胞、淋巴细胞浸润。
脑和肌肉
两个病例的脑组织中小静脉出现水肿,伴有血管壁的单核细胞、淋巴细胞浸润(见原文图8B)。脑组织有轻微水肿,伴有部分神经纤维脱髓鞘及局灶性神经元退变。下肢横纹肌的小动、静脉血管壁及四周表现为水肿及单核细胞、淋巴细胞浸润。
骨髓
骨髓造血组织减少,伴有粒、巨核细胞系相对减少及局限性多染性成红细胞(中幼红细胞)增生。
透射电镜观
肺泡上皮细胞显著肿胀,线粒体扩张,内质网扩张并有空泡形成。Ⅰ、Ⅱ型细胞过度增生,尤其是Ⅱ型细胞,其胞浆内板层小体数量明显减少或消失。粗、滑面内质网增生并极度扩张。扩张的滑面内质网中有高电子密度的蛋白渗出物。一些扩张的滑面内质网中有成簇的病毒颗粒,直径70-90nm(见原文图11)。部分细胞核内有膜性包含体。肺泡间隔内血管上皮细胞肿胀并有空泡形成。肺泡内有单核细胞、淋巴细胞及浆细胞渗出,但未见到单核细胞的吞噬现象。
讨论
本研究中,我们详细报道了三名死于SARS的患者的尸检病理学结果,希望有助于了解这种疾病的本质。SARS起病急骤。初始症状为发热,多为高热或不规则热。病人可有普通感冒的轻微症状,例如寒战、胸痛、肌痛。病人也可表现干咳及痰中带血丝。常见中性粒细胞减少症。可见呼吸困难。胸部影像学显示局限性或弥漫性肺部阴影,可呈进行性。部分病人临床症状与肺部受累程度不一致,因此虽然其临床症状轻微,但肺损伤已进行性恶化。
关于SARS的病因学与发病机理,本研究表明存在广泛的肺实变;显著的肺水肿;局限性出血及坏死;广泛的透明膜形成;主要由单核、淋巴、浆细胞参与的局灶性炎症反应;支气管和肺泡上皮细胞脱落;两个病例的肺泡内有大量的多核及单核细胞;所有病例的肺泡上皮细胞中均可见病毒包含体。病毒颗粒由透射电镜确定。WHO分析来自各个国家的研究结果,宣布引起SARS的病原体可能是一种冠状病毒的变种,并命名为SARS病毒。本研究中在电子显微镜及光学显微镜下观察到的病毒包含体与SARS病毒的大小及形态相似,因此支持SARS病毒与这种疾病间的联系。尽管是冠状病毒的变种,SARS病毒仍有冠状病毒相同的毒力特性。它是RNA病毒,包膜有两种类型糖蛋白,E1、E2,结合敏感细胞的受体,靠胞吞作用进入细胞。我们还发现肺泡上皮细胞(主要为Ⅱ型细胞)及支气管上皮细胞增生并脱落,进而发生细胞脱落的肺泡炎、支气管炎。全身细小血管的内皮细胞也发生脱落,血管壁还有炎性反应(脉管炎)。实质性脏器及组织发生退行性变、凋亡及坏死。我们认为这些改变很有可能由一个复杂的过程所引起,包括以下几点:(1)病毒进入敏感细胞快速繁殖,释放大量病毒颗粒,引起细胞代谢紊乱;(2)强烈的局部血管反应;(3)细胞免疫及细胞因子介导的免疫损伤。这一结论还有待于进一步的研究确证。
主要的病理学改变发生在肺部。双侧广泛的肺实变可能由几种因素的综合作用造成:大量脱落及渗出的细胞和蛋白渗出物阻塞了肺组织,以及肺泡广泛的透明膜的形成。SARS的病理学本质就是肺泡的损伤造成随后的呼吸窘迫综合征。从临床角度看,患者表现为持续恶化的呼吸困难,最终死于呼吸衰竭。
总结本研究结果,SARS的病理学改变可以用下述四方面的术语概括:肺损伤;免疫器官损伤;全身性脉管炎;全身性毒性反应。
综上,我们认为SARS是一种病毒性疾病,虽然主要引起肺部病理学改变,但仍造成全身多脏器受损。