В декабре 2019 г. у жителей китайского города Ухань была зафиксирована вспышка пневмонии неизвестной этиологии. При исследовании бронхоальвеолярного лаважа и образцов крови пациентов выявлен возбудитель — РНК-содержащий коронавирус (SARS-CoV-2); заболевание получило название COVID-19 (Coronavirus Disease-19)[1]. В марте 2020 г. ВОЗ объявила COVID-19 пандемией.
Тяжелые формы и летальность при коронавирусной инфекции ассоциированы главным образом с пожилым и старческим возрастом, а также с наличием хронических заболеваний: сахарного диабета, ожирения, бронхиальной астмы, артериальной гипертензии и сердечно-сосудистой патологии [2].
Все коронавирусы имеют 16 неструктурных белков в геноме, оболочку, мембрану и нуклеокапсид [3]. Сам термин «коронавирус» появился после исследования вирионов под электронным микроскопом: на поверхности из мембраны появляются многочисленные шипы, которые придают поверхности вирусной частицы вид «короны»[4]. Всего 6 коронавирусов инфицируют человека: 229E, OC43, NL63, HKU1, MERS-CoV, SARS-CoV. По филогенетической основе коронавирусы делятся на 4 рода: альфа (группа 1), бета (группа 2), гамма (группа 3), дельта (группа 4). В пределах рода бета распознаются 4 линии: A, B, C, D. SARS-CoV-2 относится к бета-коронавирусам (линия В) [3].
Патогенез SARS-CoV-2 связан с использованием в качестве рецепторов связывания в клетке ангиотензинпревращающего фермента 2 (АПФ2) и CD147. АПФ2 — это мембраноассоциированная пептидаза, которая высоко экспрессируется в эпителии кишечника, кардиомиоцитах сердца, эндотелии сосудов, пневмоцитах 1-го и 2-го порядка легких, альвеолярных макрофагах, подоцитах и эпителии канальцев почек, эпителии эндокринной и экзокринной паренхимы поджелудочной железы. В каскаде реакций ренин-ангиотензин-альдостероновой системы АПФ2 выполняет роль катализатора ангиотензина 2 (АТ2), истощая его уровень и таким образом снижая сосудосуживающий эффект АТ2. Кроме того, продукты деградации АТ2 обладают вазодилатирующими, антифиброзными, антипролиферативными и противовоспалительными свойствами. Таким образом, в норме АПФ2 косвенно способствует вазодилатации. Избыточная экспрессия АПФ2 облегчает проникновение вируса в клетку и его репликацию. Инфекция запускается, когда белковый S-шип мембраны присоединяется к АПФ2 в районе участка протеазной активности, тем самым снижая действие АПФ2, происходит отщепление аминокислоты АТ2 и его токсическое накопление, развивается мощный сосудосуживающий эффект, который обусловливает острый респираторный дистресс-синдром и дыхательную недостаточность [2, 5].
Поскольку рецепторы АПФ2 экспрессируются в ткани сердца (в условиях сердечно-сосудистой патологии и артериальной гипертензии отмечается высокая экспрессия), миокард является мишенью коронавируса. По данным литературы, у 19% пациентов, госпитализируемых с COVID-19, наблюдаются признаки поражения сердца, поэтому исследование механизмов и морфологических особенностей миокардиального повреждения приобретает особое значение. Пациенты жалуются на боли в грудной клетке, гипотензию, аритмию, признаки сердечной недостаточности. Синусовая тахикардия диагностируется у 16—72% пациентов с COVID-19, кроме того, отмечаются случаи брадиаритмии, острого коронарного синдрома (с повышением уровня тропонина и появлением характерных изменений на электрокардиограмме) и внезапной сердечной смерти [6—8].
Сердечно-сосудистая манифестация при COVID-19 разнообразна: острый инфаркт миокарда, миокардит, стрессовая кардиомиопатия, неишемическая кардиомио-патия, коронарный спазм [9].
По данным литературы, клинические проявления мио-кардита при COVID-19 встречаются в 5—7% случаев. Однако до сих пор существует единственное подтверждение развития вирусного лимфоцитарного миокардита на основе изучения биопсийного материала, описанное авторами из Италии [10].
Представляем 4 собственных аутопсийных наблюдения миокардита у пациентов с подтвержденной коронавирусной инфекцией (COVID-19) (аутопсии проводили в патолого-анатомическом отделении ЦНИИ туберкулеза). Пациенты: 2 мужчины (72 года и 79 лет) и 2 женщины (69 и 79 лет). Все больные имели тяжелую форму COVID-19 с развитием тяжелого поражения легких, лечены с использованием искусственной вентиляции легких (ИВЛ). У этих пациентов имелись ожирение и гипертоническая болезнь. У одного пациента 79 лет в клиническом диагнозе фигурировал острый инфаркт миокарда, который не был подтвержден при макро- и микроскопическом исследовании. На электрокардиограмме у всех пациентов зафиксирован подъем сегмента ST, что может являться симптомом миокардита. При этом признаков сепсиса не наблюдалось. Смерть пациентов наступила на 10—14-й день заболевания от нарастающей сердечно-легочной недостаточности.
Методы исследования
Проводились традиционные морфологические методы исследования: вскрытие с макроскопическим описанием, гистологический метод с окраской гематоксилином и эозином, толуидиновым синим и по Ван Гизону. Серийные парафиновые срезы изучались иммуногистохимически по стандартным методикам. Использовалась расширенная панель антител: CD3 (фирма Cell Marque, кроличьи моноклональные антитела, титр разведения 1:1000), CD68 (фирма Cell Marque, мышиные моноклональные антитела, титр разведения 1:500), CD20 (фирма Cell Marque, кроличьи моноклональные антитела, титр разведения 1:500), перфорины (фирма Cell Marque, мышиные моноклональные антитела, титр разведения 1:50), TLR-4 (фирма GeneTex, кроличьи поликлональные антитела, титр разведения 1:200), TLR-9 (фирма GeneTex, кроличьи поликлональные антитела, титр разведения 1:50).
При макроскопическом исследовании сердца отмечались дилатация камер сердца, пристеночные тромбы, как правило в правом предсердии и желудочке, гипертрофия стенки левого желудочка (масса сердца колебалась от 300 до 430 г, толщина стенки левого желудочка — 2,4—2,7 см, правого — 0,3—0,5 см). Миокард дрябловатой консистенции, на разрезе с мелкими желтовато-красноватыми очажками.
При микроскопическом исследовании интерстиций неравномерно расширен, отечен, с наличием лимфомакрофагальных инфильтратов (более 14 лимфоцитов в 10 полях зрения при увеличении 400 крат) (рис. 1а, б) и фокусами липоматоза (рис. 1д). При окраске толуидиновым синим в инфильтрате присутствуют единичные тучные клетки с признаками дегрануляции (рис. 1в). В одном случае имелись выраженные лимфогистиоцитарные инфильтраты с примесью единичных лейкоцитов. Мелкие веточки коронарных артерий в состоянии деструктивно-продуктивного васкулита (коронарит), в просветах свежие тромбы (рис. 1г). Стенки мелких веточек коронарных артерий с явлениями эндотелиита (наблюдается феномен метахромазии, свидетельствующий о дистрофических процессах в соединительной ткани стенки сосудов) (рис. 1в).
Рис. 1. Лимфоцитарный миокардит при COVID-19.
а, б — миокард с лимфогистиоцитарными инфильтратами; в — дегрануляция тучных клеток в интерстиции миокарда; г — деструктивно-продуктивный коронарит; д — липоматоз интерстиция; е — лимфоцитарный эндокардит. а, б, г, д, е — окраска гематоксилином и эозином; в — окраска толуидиновым синим. а, д — ×100; б — ×200; в, г, е — ×600.
Кардиомиоциты неравномерно гипертрофированы, с признаками пересокращения, дистрофическими изменениями и исчезновением поперечной исчерченности в отдельных волокнах, а также с отложениями гранул липофусцина. Ядра кардиомиоцитов сохранны, гиперхромны (в отдельных кардиомиоцитах наблюдается лизис ядер). В одном случае отмечается тяжелая дистрофия кардиомиоцитов с кариопикнозом, лизисом и фрагментацией цитоплазмы и ядер. Во всех случаях наблюдаются кровоизлияния, в одном случае — мелкие очаги метастатического обызвествления миокарда.
У одного пациента миокардит сочетался с лимфоцитарным эндокардитом (рис. 1е), у другого — с лимфоцитарным перикардитом.
Согласно международным критериям Далласа, а также рекомендациям Европейского общества кардиологов и Европейского общества патологов, диагноз лимфоцитарного миокардита правомочен при наличии в миокарде не менее 7 CD3+ лимфоцитов на 1 мм2. Для подтверждения диагноза проводится иммуногистохимическое исследование (ИГХ-исследование) с расширенной панелью антител: CD3, CD68, CD20, перфорины, TLR-4, TLR-9. CD3 является диагностическим маркером Т-лимфоцитов. CD68 используется для обнаружения моноцитов и макрофагов. CD20 позволяет обнаружить В-лимфоциты. Перфорины — семейство цитотоксических белков гранул, содержащихся в NK-клетках и цитотоксических Т-лимфоцитах. TLR-4, TLR-9 (Toll-Like Receptors) — семейство белковых рецепторов, участвующих в реакциях врожденного иммунитета, находящихся на поверхности иммунокомпетентных клеток (макрофагов, лимфоцитов) и активирующихся под воздействием инфекционных агентов. По результатам ИГХ-реакции отмечается выраженная экспрессия TLR 4-го типа в цитоплазме всех кардиомиоцитов, лимфомакрофагальных и лейкоцитарных элементов инфильтрата, клеток эндотелия сосудов, перицитов, а также гладкомышечных клеток сосудистой стенки (рис. 2а). На TLR 9-го типа наблюдается слабая реакция цитоплазмы кардиомиоцитов и отдельных лейкоцитов (рис. 2б). В строме миокарда обнаружены CD68+ макрофаги (рис. 2в). Отмечается выраженная экспрессия CD3+ лимфоцитов в интерстиции (более 7 клеток на 1 мм2) и в тромботических массах (рис. 2г). CD20+ В-лимфоциты отсутствуют во всех случаях (рис. 2д). Клетки, экспрессирующие перфорин, составляют около 25% клеток инфильтрата (рис. 2е).
Рис. 2. Иммуногистохимическая характеристика миокардита при COVID-19.
а — выраженная экспрессия TLR 4-го типа в цитоплазме кардиомиоцитов, эндотелии сосудов, клетках инфильтрата; б — слабая экспрессия TLR 9-го типа в цитоплазме кардиомиоцитов, отдельных макрофагах; в — CD68 макрофаги в строме миокарда; г — CD3+ лимфоциты в строме миокарда (более 7 CD3+ лимфоцитов в миокарде на 1 мм2); д — отсутствие экспрессии CD20; е — экспрессия перфорина. Иммунопероксидазный метод с ДАБ. а — ×600; б, в, е — ×200; г — 400; д — ×100.
Таким образом, у данных пациентов был подтвержден диагноз иммунного миокардита высокой степени активности и выраженности (более 7 CD3+ Т-лимфоцитов на 1 мм2).
Обсуждение
Описываются разнообразные повреждения миокарда при COVID-19, что, согласно данным литературы [5], может происходить по нескольким механизмам: 1) в результате прямого повреждения миокарда, связанного с воздействием на АПФ2 [7]; 2) вследствие развития острого сис-темного воспалительного ответа и цитокинового шторма с высоким уровнем провоспалительных цитокинов в крови; 3) при изменении соотношения потребления и доставки кислорода: повышение потребления кислорода миокардом из-за системной инфекции в сочетании с нарастающей гипоксией в крови из-за острого респираторного дистресс-синдрома; 4) по причине ишемического повреждения на фоне атеросклеротических изменений коронарных артерий и коагулопатии, ассоциированной с COVID-19; 5) в результате электролитного дисбаланса, в первую очередь гипокалиемии, которая развивается в связи с воздействием вируса на ренин-ангиотензин-альдостероновую систему и способствует возникновению тахиаритмий; 6) вследствие токсического воздействия противовирусных и противомалярийных препаратов на сердце.
Представлены 4 случая морфологически подтвержденного лимфоцитарного миокардита с преобладанием в воспалительном инфильтрате CD3 лимфоцитов и CD68 макрофагальных элементов. При этом особенность миокардита при COVID-19 — его сочетание с коронаритом, что вносит также и ишемический генез в механизм повреждения миокарда. Высокая экспрессия TLR4 в клетках воспалительного инфильтрата, в эндотелии сосудов и кардиомиоцитах свидетельствует об участии в повреждении миокарда и реакций врожденного иммунитета, прежде всего цитокинового шторма. Слабая экспрессия TLR 9-го типа может быть связана с тем, что такой тип рецепторов активируется преимущественно ДНК-содержащими инфекционными агентами (вирус SARS-CoV-2 является РНК-содержащим).
Другая особенность поражения сердца при COVID-19 — сочетание лимфоцитарного миокардита с лимфоцитарным эндокардитом и перикардитом.
Заключение
Получено морфологическое и иммуногистохимическое подтверждение возникновения лимфоцитарного миокардита при COVID-19. Особенности миокардита при COVID-19 — развитие при наличии коронарита и возможность его сочетания с лимфоцитарным эндо- и перикардитом.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.