(南方醫(yī)科大學法醫(yī)學院,廣東 廣州 510515)
近些年來,冠狀病毒感染引發(fā)的流行病疫情頻發(fā),已知的病原體包括嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒(severe acute respiratory syndrome coronavirus,SARSCoV)[1-2]、中東呼吸綜合征冠狀病毒(Middle East respiratory syndrome coronavirus,MERS-CoV)[3-4]及自2019年底開始流行的2019新型冠狀病毒(以下簡稱“新冠病毒”)[5],每次疫情的流行均引起全世界的高度關(guān)注,對病毒性肺炎的臨床、病理診斷及治療均提出了多方面的挑戰(zhàn)。結(jié)合當前新冠病毒感染導(dǎo)致病毒性肺炎的流行現(xiàn)狀,雖然大部分重癥和死亡病例為成年人[6],但同樣存在兒童感染的病例[7-9],因此兒童同樣面臨新型冠狀病毒肺炎的威脅。此外,目前已開展的新冠病毒感染死亡患者的尸體檢驗均為成人[10],其肺組織的病理學改變受到極大關(guān)注。然而,兒童感染新冠病毒的病理學特點未知,因此有必要深入總結(jié)兒童病毒性肺炎的尸體檢驗及組織病理學特征,為應(yīng)對可能發(fā)生的兒童新冠病毒感染的病理學診斷提供借鑒。在病毒性肺炎患者中,兒童群體呈現(xiàn)高致病率和高死亡率的特征[11]。全世界每年小于5歲的兒童肺炎病例約為1.2億,其中約130萬病例死亡[12-13]。另據(jù)統(tǒng)計[13-14],全球重癥肺炎死亡病例中,81%為2歲以內(nèi)的兒童。病毒感染是兒童肺炎的重要原因[15-17]。本研究通過對病毒性肺炎死亡的兒童尸體檢驗病例進行回顧,分析其臨床特征、病理解剖大體及組織學改變,為兒童病毒性肺炎的病理診斷提供幫助。
收集2010年1月—2019年12月南方醫(yī)科大學司法鑒定中心受理的0~10歲兒童病毒性肺炎死亡案例。納入標準:經(jīng)系統(tǒng)規(guī)范的法醫(yī)病理學尸體解剖及組織病理學檢驗,結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查、病史回顧和毒物分析,明確死亡原因為病毒性肺炎,同時排除外傷、中毒、藥物過量或過敏以及其他病原體感染和致死性疾病。本研究收集的大部分案例未明確病原體,部分病例資料不完整,就診醫(yī)院醫(yī)療水平有限,甚至患者未就診即死亡。因此在明確肺部感染的情況下,依據(jù)兒童病毒性肺炎病理學特征進行診斷。兒童病毒性肺炎的病理學特點為肺間質(zhì)的炎癥,包括肺泡間隔增寬、間質(zhì)血管擴張充血水腫、淋巴細胞及單核細胞浸潤、僅有少量漿液性滲出物等。本研究案例的尸體解剖均已獲得家屬的知情同意。根據(jù)臨床及尸體檢驗資料整理和歸納,對性別、年齡、臨床癥狀以及尸體檢驗大體和組織病理學改變進行比較分析。
肺外器官受累情況以組織學表現(xiàn)作為判斷依據(jù):心肌組織內(nèi)檢見局灶性淋巴細胞及巨噬細胞浸潤,視為心臟受累;小腸或結(jié)腸黏膜內(nèi)見局灶性淋巴細胞及巨噬細胞浸潤,視為腸道受累;肝小葉內(nèi)見小灶性淋巴細胞浸潤,視為肝受累;腦組織內(nèi)見灶性淋巴細胞浸潤或圍管浸潤,視為腦組織受累。
本研究共納入61例兒童因病毒性肺炎死亡的案例,男性33例,女性28例。其中2歲以內(nèi)有51例(83.61%),為兒童病毒性肺炎死亡的主要群體。腸系膜淋巴結(jié)腫大有51例(83.61%)。胸腺發(fā)育不良有13例(21.31%),主要表現(xiàn)為皮質(zhì)淋巴細胞稀少或缺失。詳見表1。患兒生前得到病原體診斷的僅有4例,分別為科薩奇病毒、流感病毒A(H1N1)、皰疹病毒和EB病毒。
表1 0~10歲兒童感染病毒性肺炎的統(tǒng)計Tab.1 Statistics of 0-10 years old children with viral pneumonia (例)
兒童病毒性肺炎的臨床癥狀主要以咳嗽(22例,36.07%)、發(fā)熱(31例,50.82%)、發(fā)紺(29例,47.54%)為主,聽診以濕啰音為主(17例,27.87%),除了呼吸道癥狀和體征外還伴有腹痛、嘔吐或腹瀉等消化道癥狀(22例,36.07%)。
兒童病毒性肺炎病情進展較快,大部分病例從發(fā)病到死亡在2周內(nèi)(56例,91.80%),1周內(nèi)死亡的有48例(78.69%)。具體結(jié)果見表2。
表2 發(fā)病到死亡經(jīng)歷時間的例數(shù)分布Tab.2 Distribution of the number of cases from onset to death
尸體檢驗大體以肺組織改變最為明顯,主要包括雙肺膨隆及肺胸膜漿膜花斑樣改變(51例,83.61%)、肺局灶性出血(50例,81.97%)、切面肺水腫(38例,62.30%),同時合并胸腔積液(39例,63.93%)及呼吸道黏膜充血(21例,34.43%)。其他器官大體觀察未見明顯異常。
肺組織病理學改變主要以肺水腫為著,表現(xiàn)為肺水腫(33例,54.10%)和肺間質(zhì)水腫(21例,34.43%)、肺泡上皮細胞脫落(34例,55.74%)、肺出血(29例,47.54%),肺泡內(nèi)滲出物表現(xiàn)為漿液性滲出(30例,49.18%)、纖維素性滲出(29例,47.54%)和漿液性混合纖維素性滲出(10例,16.39%),肺泡及間質(zhì)炎癥細胞浸潤包括巨噬細胞(58例,95.08%)、淋巴細胞(53例,86.89%)、中性粒細胞(15例,24.59%),病毒包涵體檢出率較低(14例,22.95%),偶見間質(zhì)血管血栓形成(4例,6.56%)、肺泡內(nèi)透明膜形成(9例,14.75%)及肺泡塌陷(7例,11.48%)。大部分病例肺的病理學表現(xiàn)處于病毒性肺炎的早中期病變階段,后期的間質(zhì)及肺泡機化表現(xiàn)極少見(1例,1.64%)。除肺組織外,合并心臟病變較為高發(fā)(19例,31.15%),消化道次之(13例,21.31%),肝及腦較少累及。
近年來,不斷出現(xiàn)病毒感染性疾病的流行,對社會造成極大危害,導(dǎo)致的流行病有禽流感、豬流感、SARS、MERS以及新型冠狀病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID-19)。當前兒童同樣正面臨著新冠病毒感染的威脅[8-9]。兒童與成人在生理結(jié)構(gòu)、免疫功能狀態(tài)等方面存在較大差異,應(yīng)引起重視。
3.1.1 患兒的年齡結(jié)構(gòu)及生理特征
通過資料回顧發(fā)現(xiàn),感染病毒性肺炎導(dǎo)致死亡的兒童中,≤2歲的患兒占比最高(51例,83.61%),表明該年齡段的兒童一旦發(fā)生呼吸系統(tǒng)病毒感染,其預(yù)后較差。兒童的免疫系統(tǒng)正處于逐漸發(fā)育的過程,外周血中IgG、IgA、IgM各自的總體水平在3歲以內(nèi)明顯處于較低的水平,10歲以后方接近于成人[18]。因此,該年齡段的兒童感染病毒性肺炎更容易發(fā)生死亡的不良結(jié)局。
本研究發(fā)現(xiàn),患兒中存在胸腺發(fā)育不良的比例較高(13例,21.31%)。胸腺發(fā)育不良主要表現(xiàn)為質(zhì)量低于同齡兒,鏡下見皮質(zhì)淋巴細胞稀少或缺失、胸腺小體鈣化或纖維化等[19]。胸腺皮質(zhì)發(fā)育不良為原發(fā)或繼發(fā)性免疫功能缺陷病的病理表現(xiàn)形式[20]。胸腺作為免疫系統(tǒng)的重要器官,是T淋巴細胞發(fā)育成熟的場所,不同表型的T淋巴細胞對免疫功能的調(diào)節(jié)至關(guān)重要。既往文獻[19]報道,胸腺發(fā)育不良的診斷多來源于死后尸體檢驗,生前診斷胸腺發(fā)育不良存在難度。因此在兒童尸體的檢驗中需對胸腺進行檢查,切勿漏診。臨床在收治有反復(fù)感染、病情遷延的患兒時,應(yīng)考慮胸腺發(fā)育不良的可能,并進一步做T淋巴細胞計數(shù)和有關(guān)免疫指標的檢查,或行縱隔影像學檢查以明確診斷。一旦明確診斷,需盡早采取相應(yīng)的治療措施,如應(yīng)用轉(zhuǎn)移因子、胸腺素、免疫核糖核酸等以重建細胞免疫功能。
51例(83.61%)患兒出現(xiàn)腸系膜淋巴結(jié)腫大,鏡下確認為淋巴組織反應(yīng)性增生,經(jīng)檢查可排除淋巴系統(tǒng)和血液系統(tǒng)腫瘤的可能。腸系膜淋巴結(jié)的淋巴組織反應(yīng)性增生,表明患兒被感染后啟動了系統(tǒng)性免疫應(yīng)答。急性呼吸系統(tǒng)感染??梢鹉c系膜淋巴結(jié)反應(yīng)性增生、腫大,炎癥消除后,腫大的淋巴結(jié)大多可以恢復(fù)至正常狀態(tài)。本研究不排除部分病例病毒感染累及腸道,因淋巴引流導(dǎo)致腸系膜淋巴結(jié)炎的可能,尸體檢驗時應(yīng)注意取材鏡檢并全面客觀評價。
3.1.2 病毒性肺炎的病程特點
免疫系統(tǒng)對病毒感染啟動先天性免疫防御和適應(yīng)性免疫應(yīng)答。在此過程中,首先由被感染部位的抗原提呈細胞完成抗原提呈,T和B淋巴細胞識別抗原,進而活化擴增后再回到被感染的部位發(fā)揮抗病毒效應(yīng)。人體需要1~2周的時間完成上述免疫應(yīng)答過程。本研究篩選的患兒中有56例(91.80%)于發(fā)病后2周內(nèi)死亡,表明大多數(shù)患兒發(fā)生病毒感染后,因啟動了適應(yīng)性免疫應(yīng)答,使肺組織再次遭受炎癥性損傷,導(dǎo)致病情惡化死亡。但其中16例于發(fā)病后1d內(nèi)死亡,其發(fā)病到死亡的時間與感染性疾病進展的規(guī)律明顯不符,原因可能是患兒在感染早期癥狀較輕而未能被家屬識別,直到病情加重才被發(fā)現(xiàn)或就醫(yī)。通過對患兒感染后臨床癥狀的回顧,發(fā)現(xiàn)肌肉痛、頭痛等出現(xiàn)的頻次低,這些癥狀屬于主觀感受,可能與患兒無法或難以表達有關(guān)。此外,呼吸困難是呼吸衰竭的主要臨床癥狀之一,是主觀感覺和客觀征象的綜合表現(xiàn),由于患兒的主觀感受存在不能明確表達的原因?qū)е虏灰鬃R別,且因客觀表現(xiàn)(呼吸頻率、節(jié)律和深度以及張口呼吸、鼻翼扇動、端坐呼吸等)需要密切觀察和記錄,不排除因難以被發(fā)現(xiàn)而未被識別的可能。
本研究結(jié)果表明,兒童發(fā)生病毒性肺炎在初期臨床表現(xiàn)多較輕微,但病程進展迅速,大部分患兒從被發(fā)現(xiàn)癥狀到死亡僅2周時間。因此不難看出患兒在感染初期病情隱匿,此特征尤其需要在臨床診療過程中得到重視,充分預(yù)判病情的兇險程度,加強相關(guān)檢查的針對性,增加檢查的頻次,高度重視患兒的病情變化[18]。
3.2.1 病毒性肺炎呼吸道及肺的病理學改變
納入案例中,高發(fā)的大體改變包括呼吸道黏膜充血、肺膨隆、肺胸膜漿膜花斑樣改變、肺水腫、局灶性出血及胸腔積液,其中肺切面水腫、局灶性出血在猝死尸體檢驗中較為常見,其余可作為特征性改變供參考。病毒性肺炎??蓪?dǎo)致終末氣道炎癥而發(fā)生通氣功能障礙,致肺葉邊緣過度通氣而使得外觀膨隆;肺組織部分區(qū)域可發(fā)生小血管炎,導(dǎo)致局灶性肺組織缺血或出血性梗死,外觀則呈現(xiàn)花斑狀及局灶性肺出血;彌漫性肺泡損傷累及間質(zhì)血管內(nèi)皮細胞,導(dǎo)致血管通透性增加而出現(xiàn)廣泛性肺水腫及胸腔積液,導(dǎo)致?lián)Q氣功能障礙。上述大體異常的出現(xiàn),提示肺組織發(fā)生廣泛性損傷,與患兒死亡的結(jié)局相符。
兒童病毒性肺炎主要的病理學改變包括肺間質(zhì)及肺泡水腫、肺出血、肺泡上皮細胞脫落和肺泡及間質(zhì)內(nèi)以巨噬細胞和淋巴細胞為主的炎癥細胞浸潤,肺泡內(nèi)滲出明顯,主要為漿液性滲出及纖維素性滲出,或此兩種滲出混合,提示肺間質(zhì)血管損傷嚴重。上述病理表現(xiàn)表明,病毒感染啟動了機體免疫應(yīng)答并導(dǎo)致廣泛性組織損傷,與感染導(dǎo)致死亡的結(jié)局相符。在上述病理損害的基礎(chǔ)上,隨著病情的進展,常可出現(xiàn)肺泡壁透明膜和間質(zhì)血管微血栓形成,肺泡及肺間質(zhì)發(fā)生機化,導(dǎo)致肺泡塌陷及肺實變。但本研究病例中,上述繼發(fā)性病理學改變發(fā)生較少,提示兒童病毒性肺炎中,肺組織在病毒感染及其所引發(fā)的免疫性損傷發(fā)生后,大部分患兒未出現(xiàn)明顯的肺間質(zhì)纖維組織增生性修復(fù)反應(yīng),不排除兒童對病毒性感染所致肺損傷的耐受能力低于成人,此問題值得進一步探討。所有病例中,病毒包涵體的檢出率不高,其原因可能與尸體條件有關(guān),部分病例的組織自溶較為明顯,但同時提示進行組織學檢驗時應(yīng)格外加以關(guān)注,仔細查找包涵體,注意其形態(tài)特征及出現(xiàn)于胞核或胞質(zhì),有助于判斷病毒類型。
3.2.2 肺外受累器官
雖然不同病毒入侵機體細胞的受體不盡相同,但如發(fā)生重癥感染,則發(fā)生彌漫性肺泡損傷,繼而發(fā)生膿毒血癥導(dǎo)致多器官感染,其中部分病毒還可能通過感染免疫細胞,在降低機體免疫力的同時,隨著免疫細胞向其他器官擴散、侵襲。在兒童病毒性肺炎病例中,心臟是最為高發(fā)的肺外受累器官。心臟作為維持生命的重要器官,一旦受累發(fā)生心功能損害,無疑導(dǎo)致病情加重。因此提示,對于病毒性肺炎患兒,應(yīng)關(guān)注心肌損害的檢查及評估,必要時給予及時的治療措施,挽救患兒的生命。
3.2.3 兒童病毒性肺炎與成人病毒性肺炎及SARS的區(qū)別
導(dǎo)致兒童病毒性肺炎常見的病原體有冠狀病毒、呼吸道合胞體病毒、流感病毒、副流感病毒、巨細胞病毒、偏肺病毒、麻疹病毒、單純皰疹病毒等。病毒感染呼吸道黏膜上皮細胞,在其中復(fù)制并啟動免疫反應(yīng)。部分病毒,如呼吸道合胞體病毒、副流感病毒、偏肺病毒等均可致細支氣管炎癥,因此進行組織病理學診斷時應(yīng)對細支氣管炎癥加以關(guān)注。因為兒童氣道的管徑較成人小,因此這些部位的炎癥更容易導(dǎo)致患兒發(fā)生氣道堵塞,使得病情轉(zhuǎn)變更快。
回顧SARS-CoV病毒性肺炎的病理特征,發(fā)現(xiàn)其致彌漫性肺泡損傷后,間質(zhì)血管損傷及小血管炎、肺泡內(nèi)滲出物及間質(zhì)機化顯著,但在本研究中,上述終末期改變病例甚少。因此,兒童病毒性肺炎的病理學特征更集中于早期炎癥反應(yīng)及組織結(jié)構(gòu)相關(guān)改變。
在COVID-19流行的當下,已有數(shù)例關(guān)于人感染COVID-19的病理學改變的報道[21-22],但所報道病例均為成年人。總結(jié)現(xiàn)有COVID-19的病理學特點,主要表現(xiàn)為肺水腫,蛋白滲出,肺泡腔內(nèi)多核巨細胞和巨噬細胞浸潤,透明膜形成,肺泡上皮細胞脫落,淋巴細胞為主的間質(zhì)炎癥細胞浸潤及核大,兩親性粒狀細胞質(zhì)和突出的核仁為特征的病毒性細胞變化[21]。相較于兒童病毒性肺炎,COVID-19的肺水腫、巨噬細胞浸潤及透明膜形成更普遍,但目前缺乏兒童新冠病毒感染的尸體檢驗及病理報告。本文通過對兒童病毒性肺炎致死案例進行回顧性分析,發(fā)現(xiàn)兒童群體感染初期病情隱匿,識別難度大,病情進展迅速,希望能引起高度關(guān)注。