聖保羅大學的科學家發現，嚴重的COVID-19 主要是由肺部小血管受損引起的，這是SARS-CoV-2 感染的結果。巴西的一項研究在《應用生理學雜誌》（Journal of Applied Physiology）上發表文章稱，肺部小血管中血塊的形成（血栓形成）是重症COVID-19 的早期結果，通常發生在氣囊廣泛受損導致呼吸困難之前。

對九名死於嚴重COVID-19 的人進行的屍檢顯示，肺血管結構和血栓形成的變化模式截然不同。文章首次描述了由感染引起的內皮損傷和相關血栓現象的亞細胞方面。文章指出，急性發炎對肺部微血管循環的影響是導致嚴重COVID-19 的關鍵因素，這有助於加深對該疾病病理生理學的理解和新型治療策略的發展。

「這項研究最終證明了我們從疫情一開始就指出的一點–嚴重的COVID-19 是一種血栓性疾病。SARS-CoV-2病毒對血管內皮細胞（即血管的細胞層）有吸附作用。當它侵入內皮細胞時，首先會影響微血管循環。”文章第一作者、聖保羅大學醫學院（FM-USP）教授、肺病學家埃爾納拉-內格里（Elnara Negri）說：”問題始於肺部的毛細血管（環繞肺泡的微小血管），然後是可到達任何其他器官的較大血管的凝血。”她是世界上最早得出嚴重COVID-19是一種血栓性疾病這一結論的研究人員之一。

南太平洋大學的研究人員分析了九名死於COVID-19 的患者的肺組織。資料來源：Elia Caldini

在這項由FAPESP 資助的研究中，研究人員使用透射和掃描電子顯微鏡觀察了病毒對COVID-19 重症患者肺內皮細胞的影響，這些患者死於FM-USP 運營的綜合醫院–Clínicas 醫院。

透過微創屍檢獲得的九份樣本都顯示出血栓性微血管病變的高發生率–小動脈和毛細血管中的微小血塊可導致器官損傷和缺血性組織損傷。這些樣本來自2020年3月至5月期間住院的患者，他們需要插管和重症監護，並因難治性低氧血症和急性呼吸衰竭而死亡。

值得注意的是，這項研究中的所有患者都沒有接受抗凝血劑治療，因為這不是當時COVID-19 治療方案的一部分。在此期間，也沒有任何COVID-19 疫苗可用。

內皮糖萼脫落

內格里解釋說，內皮本身有一層凝膠狀的糖蛋白層，稱為糖萼，它是調節大分子和血球進入內皮表面的屏障。這層屏障透過抑制血小板與內皮的相互作用來防止血管凝血。

聖保羅聯邦大學的海倫娜-納德先前進行的研究表明，SARS-CoV-2主要透過與受體ACE-2（呼吸系統上皮細胞和內皮細胞等各類細胞表面的一種蛋白質）結合侵入細胞，但在此之前，它會與硫酸肝素（一種多醣體）結合，硫酸肝素是內皮細胞糖萼的主要成分。”當它侵入內皮細胞時，會引發糖萼的脫落和破壞，導致組織暴露和血管內凝血。這一過程始於微循環，”Negri 解釋說。

由於病毒最初作用於肺部微循環，因此在大流行期間為調查嚴重COVID-19患者大血管中是否存在血塊而進行的對比檢查未能在任何早期階段發現這一問題。然而，內皮功能障礙是COVID-19的關鍵現象，因為它與該病特有的發炎反應的活化直接相關。她說：”病毒的大規模入侵和對內皮的破壞會破壞內皮屏障，損害循環免疫細胞的招募，激活與血栓形成和發炎相關的路徑。”

研究人員在研究中發現，內皮損傷往往先於呼吸窘迫病例中的兩個常見過程：肺泡-毛細血管膜滲漏和肺泡內纖維蛋白積聚（與血液凝固和傷口癒合有關）。

由Thais Mauad 領導的同一研究小組在FM-USP 進行的一項包括轉錄組學（分析所有RNA轉錄本，包括編碼和非編碼）在內的研究表明，在肺泡受損患者的肺部發炎之前，一些與凝血和血小板活化相關的路徑已經被活化。

分析也證實，凝血並不是凝血因子活化引發的典型過程。Negri說：”在COVID-19中，凝血是由於內皮損傷，並因NETosis[一種通過形成中性粒細胞胞外捕獲物或NET而導致程序性細胞死亡的免疫機制]、紅血球畸形和血小板活化而加劇，所有這些都使血液變得更粘稠，並導致許多並發症。”

她補充說，當血液黏稠、血栓形成率高時，患者必須保持水分充足，而其他原因導致的急性呼吸窘迫症候群的瀰漫性肺泡損傷則需要減少水分補充。此外，抗凝血的時機和嚴格控制也是至關重要的。

瑪麗莎-多爾尼科夫（Marisa Dolhnikoff）和埃利亞-卡爾迪尼（Elia Caldini）等同一組研究人員進行的另一項研究顯示，重症COVID-19 患者的肺損傷與NETosis 的程度有關：屍檢獲得的肺組織中NET 的水平越高，肺損傷越嚴重。

內格里說，在大流行病早期，她就開始懷疑COVID-19 與血栓形成之間存在聯繫，當時她注意到了一個現象，回想起大約30 年前，她在使用體外循環和氣泡氧合器（因會造成內皮損傷而不再使用）進行開胸手術後，病人出現微血管凝血的經驗。

“這是30 年前廣泛使用的技術，但它造成的肺損傷與COVID-19 中看到的非常相似。所以我早就見過。除了肺損傷外，另一個相似之處是出現外周血栓現象，例如紅腳趾，”她說。

當嚴重的COVID-19 發病時，血氧水平的下降會繼發於肺部毛細血管血栓形成。起初，肺部沒有積液，沒有’飽和’，也沒有失去順應性或彈性。這意味著早期重症COVID-19 患者的肺部不會像急性呼吸窘迫症候群[ARDS] 患者那樣像海綿一樣充滿液體。相反，與嚴重COVID-19 相關的呼吸衰竭涉及肺部脫水。肺泡充滿空氣，但由於微血管凝結，氧氣無法進入血液。這就導致了我們所說的’快樂缺氧’，患者不會感到呼吸急促，也不會意識到自己的血氧飽和度已經低到危險的程度。

在觀察一名重症COVID-19 患者的插管過程時，Negri 意識到這類病例的治療應該與疫情開始時完​​全不同。她說：「治療重症COVID-19 患者的秘訣是保持患者體內水分充足，並以正確的劑量使用抗凝血劑，即在醫院環境中氧飽和度開始下降（即血液中氧含量低）時所需的劑量。之後，必須每天根據血液檢查結果計算抗凝血劑的治療劑量，而且必須始終在醫院環境中進行，以避免任何出血風險。出院後平均四到六週內都需要進行預防，因為內皮再生需要這麼長的時間”。

她解釋說，之所以需要這種水合和抗凝血方案，是因為與其他類型的ARDS（肺部氧氣主要因肺泡發炎而無法進入血液）不同，肺毛細血管內皮損傷是早期重症COVID-19 的主要障礙。

“在大流行之初，沒有人知道COVID-19 和其他類型ARDS 之間的這種區別。事實上，這就是許多意大利病人死在重症監護室的原因。”她回憶說：”當時使用的治療方案是不同的。”

2020 年，在這項研究在《應用生理學雜誌》上發表之前，Negri 和她的研究小組已經觀察到，使用抗凝血劑肝素可以改善重症病人的血氧飽和度。2021 年，他們與多個國家的同事合作進行了一項隨機臨床試驗，成功證明肝素治療可降低COVID-19 重症患者的死亡率。研究結果發表在《英國醫學期刊》。

Negri說：「這項研究表明，當需要補充氧氣但尚未接受重症監護的患者開始接受抗凝血治療時，COVID-19的死亡風險降低了78%，從而幫助全球改變了COVID-19治療指南。”

她解釋說，對於嚴重的COVID-19，應立即使用抗凝血劑逆轉內皮功能障礙。她說：”必須盡快阻止血液凝固，以避免急性呼吸窘迫和疾病的其他後果，例如現在被稱為Long-COVID的問題。”

英國研究機構的研究人員最近在《自然醫學》（Nature Medicine）雜誌上發表了一篇文章，報告了一項研究，其中發現的唯一Long-COVID 預後標記是纖維蛋白原和D-二聚體，它們都是與凝血有關的蛋白質，這進一步證實了疾病的血栓性。

「這項研究表明，Long-COVID 是血栓治療不當的結果。微循環問題會在多個器官中持續存在，包括大腦、心臟和肌肉，就像病人有小的心臟病發作一樣，」Negri 說。

編譯來源：ScitechDaily