ArchivDeutsches Ärzteblatt38/2020Akutes respiratorisches Syndrom bei COVID-19: Autopsien zeigen einige pathophysiologische Unterschiede zu Influenza auf

MEDIZINREPORT: Studien im Fokus

Akutes respiratorisches Syndrom bei COVID-19: Autopsien zeigen einige pathophysiologische Unterschiede zu Influenza auf

Siegmund-Schultze, Nicola

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Foto: picture alliance/ ZUMAPRESS.com/NIAID
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In der COVID-19-Pandemie sind schwere Krankheitsverläufe mit Multiorganschäden und unklarer Langzeitprognose eine große Belastung für Patienten und Gesundheitssysteme. Das Schädigungsmuster der Organe durch SARS-CoV-2-Infektion ist nicht vollständig aufgeklärt und wird intensiv untersucht, auch mit der Perspektive, Therapiestrategien zu verbessern.

Ein internationales Forscherteam unter Federführung deutscher Universitätskliniken hat autoptische und molekularpathologische Befunde der Lungen von COVID-19-Patienten mit akutem respiratorischen Syndrom ([ARDS]; n = 7; Durchschnittsalter 76,5 Jahre) verglichen mit denen von einem durch Influenza A(H1N1) ausgelösten ARDS (n = 7; Durchschnittsalter 57,4 Jahre). Eine weitere Vergleichsgruppe waren Lungen Obduzierter ohne respiratorische Infektion (n = 10; Durchschnittsalter 73,1 Jahre). Alle Lungen wurden histopathologisch untersucht, darunter die Multiplex-Immunhistochemie. Hinzu kamen verschiedene elektronenmikroskopische Verfahren zur Untersuchung des Lungengewebes und die Mikro-Computertomografie (μCT). Die μCT ermöglicht eine detaillierte, 3-dimensionale zerstörungsfreie Charakterisierung von Weichgewebe. Die molekularpathologische Charakterisierung erfolgte über Multiplex-Genexpressionsanalysen.

Bei Patienten, die an ARDS durch COVID-19 oder Influenza gestorben waren, fanden sich diffuse Veränderungen in den Alveolen der Lungenperipherie mit perivaskulärer T-Zellinfiltration. Das war eine Gemeinsamkeit. Differenzen dagegen gab es bei den Schädigungen der Lungenblutgefäße. Sie waren bei COVID-19-Patienten ausgeprägter als bei Influenza und hatten 3 Besonderheiten:

  • die schweren Schädigungen des Endothels mit zerstörten Zellmembranen und intrazellulärem Genmaterial von SARS-CoV-2
  • 9-mal häufiger Mikrothromben in den alveolären Kapillaren als bei Influenza (p < 0,001) und
  • eine starke Aktivierung der Blutgefäßneubildung, und zwar speziell der intussuszeptiven Angiogenese (2,7-mal häufiger als bei Influenza; p < 0,001).

Fazit: „Dies ist eine enorm wichtige, kreative, technisch ausgefeilte und überzeugende Studie“, kommentiert Prof. Dr. med. Klaus Püschel, Direktor des Instituts für Rechtsmedizin am Universitätsklinikum Hamburg-Eppendorf. „Inzwischen belegen viele nationale und internationale Untersuchungen, dass primär die Lunge Zielorgan bei COVID-19 ist. Die Pathogenese startet in der terminalen Strombahn, wo SARS-CoV-2 in den Endothelzellen nachweisbar ist. Von befallenen Endothelien ausgehend entwickelt sich eine Endothelialitis. Es entsteht eine Mikroangiopathie, die massive Mikrothrombosen hervorruft, und zwar 9-mal häufiger als bei Influenza. Im weiteren Verlauf der Erkrankung kommt es zu einer intusseptiven Neo-Angiogenese.“

In Kombination mit Störungen im Blutgerinnungssystem mit vermehrt auftretenden Venenthrombosen und Lungenembolien führe dies zu einer „desolaten Situation im Blutgefäßsystem der Lunge mit schwersten Auswirkungen auf die hämodynamische Situation im Lungenkreislauf und die Oxygenierung“. Diese Studie trage wegweisend zum Verständnis für schwere Verlaufsformen von COVID-19 bei. Dr. rer. nat. Nicola Siegmund-Schultze

Ackermann A, Verleden SE, Kuehnel M, et al.: Pulmonary vascular endothelialitis, thrombosis and angiogenesis in COVID-19. N Engl J Med 2020; 383: 120–8.

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