新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)嚴重時會破壞血管、引起嚴重的血栓,甚至可能造成劇烈的肺部缺氧
皮膚浮現紫色的皮疹、浮腫的腿、變色的四肢1,這些臨床表徵,一再地告訴醫師們,COVID-19(俗名:新型冠狀病毒疾病、武漢肺炎、新冠肺炎)的重症患者體內正出現全身性的血栓 2。
科學家試圖了解病毒對肺臟血管的破壞力,解剖了因 COVID-19 和 A 型流感而死的屍體肺臟,巨觀、微觀地分析病毒肆虐後的血管結構。
在肺臟裡引起血栓,堵死微血管
研究團隊解剖了因 COVID-19 而死的患者肺臟,普遍發現肺泡損傷、肺泡內膜細胞壞死的現象。而組織切片發現,肺臟裡充斥著淋巴細胞,顯示嚴重的發炎現象(下圖B)2。
用 μCT 和掃描式電子顯微鏡觀察死者肺臟,可看到扭曲的血管、遍佈的血栓。組織切片裡, COVID-19 死者的肺泡毛細血管中,都有微小的血栓(如下圖)。然而, COVID-19 之可怕,它所引起的血栓數是流感的 9 倍:平均血栓形成數 COVID-19 為 159±73;流感為 16±16(單位:/mm2;P = 0.002)。
顯微鏡下顯示血管內皮結構遭破壞
在顯微鏡底下,科學家又發現了一個駭人的現象:血管的內皮結構被大幅破壞。下圖A 可觀察到,未受感染者的血管內部平滑,而反觀新型冠狀病毒之疾病(COVID-19)之患者(下圖B),肺部微血管結構扭曲、變形。
為什麼 COVID-19 患者的血管結構被破壞呢?用穿透式電子顯微鏡觀察後發現,病毒侵犯了血管內皮細胞 2,可能殺死了內皮細胞、損傷血管結構。筆者推測,粗糙、受傷的血管內壁,引發了凝血效應,進而導致血栓在全身瀰漫出現,惡化成全身性的臟器受損(下圖D)。
引發明顯的血管新生,暗示了組織在缺氧?
當組織需要氧氣,週邊微血管會進入「血管新生(angiogenesis)」的狀態。換言之,若觀察到「血管新生」,就能推測組織正缺氧中(或處於其他急需氧氣的狀態,如:腫瘤組織、胚胎發生等)。
觀察 COVID-19 和流感患者的血管,發現 COVID-19 患者有明顯的血管新生狀態,甚至比流感患者更劇烈,暗示了新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)造成的組織缺氧,遠比流感病毒更嚴峻。相同的視野面積裡,疊套血管生成現象, COVID-19 患者肺臟有 60.7±11.8 個、流感患者有 22.5±6.9 個(下圖A)
觀察住院時間和血管新生的變化,發現 COVID-19 患者肺臟的血管新生,隨住院時間反而更加嚴重。暗示了即使住院照料,COVID-19 患者肺臟缺氧的情況仍日漸惡化;醫護團隊可能需要將緩解肺部缺氧,做為治療的首要目標。
總結而言,解剖 COVID-19 死者肺臟得知:
- 新型冠狀病毒劇烈地破壞血管內皮細胞。
- COVID-19 患者肺臟裡,發現血栓和扭曲的血管。
- 肺臟出現明顯的血管新生,暗示了嚴重的組織缺氧。
新型冠狀病毒(SARS-CoV-2)對人體的破壞力,超乎尋常的可怕。面對如此兇惡的病毒,在疫苗問世之前,我們只能步步為營。
保持冷靜,繼續前進。Keep Calm and Carry On.
參考文獻
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