Coronavirus-Autopsien: Eine Geschichte von 38 Gehirnen, 87 Lungen und 42 Herzen

Als die Pathologin Amy Rapkiewicz den grimmigen Prozess begann, das tote Coronavirus zu öffnen, um zu erfahren, wie ihre Körper schief gingen, stellte sie Schäden an Lunge, Nieren und Leber fest, die mit dem übereinstimmten, was Ärzte seit Monaten berichtet hatten.

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Aber irgendwas war nicht in Ordnung.

Rapkiewicz, der die Autopsien an der NYU Langone Health leitet, stellte fest, dass einige Organe viel zu viele einer speziellen Zelle aufwiesen, die an diesen Orten selten zu finden war. Das hatte sie noch nie zuvor gesehen, aber es kam ihr irgendwie bekannt vor. Sie eilte zu ihren Geschichtsbüchern und fand – in einem Heureka-Moment – ​​einen Hinweis auf einen Bericht aus den 1960er Jahren über einen Patienten mit Dengue-Fieber.

Bei Dengue, einer von Mücken übertragenen Tropenkrankheit, erfuhr sie, scheint das Virus diese Zellen zu zerstören, die Blutplättchen produzieren, was zu unkontrollierten Blutungen führt. Das neuartige Coronavirus schien ihre Wirkung zu verstärken und eine gefährliche Gerinnung zu verursachen.

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Die Parallelen fielen ihr auf: Covid-19 und Dengue klingen wirklich unterschiedlich, aber die beteiligten Zellen sind ähnlich.

Autopsien sind seit langem eine Quelle für Durchbrüche beim Verständnis neuer Krankheiten, von HIV/AIDS und Ebola bis hin zu Lassa-Fieber – und die medizinische Gemeinschaft verlässt sich darauf, dass sie dasselbe für Covid-19 tun, die durch das neuartige Coronavirus verursachte Krankheit. Da ein Impfstoff selbst in den optimistischsten Szenarien wahrscheinlich noch viele Monate entfernt ist, werden Autopsien zu einer wichtigen Informationsquelle für die Erforschung möglicher Behandlungen.

Als die Pandemie Ende März die Vereinigten Staaten traf, waren viele Krankenhaussysteme zu überfordert mit dem Versuch, Leben zu retten, um zu viel Zeit damit zu verbringen, in die Geheimnisse der Toten einzutauchen. Aber Ende Mai und Juni wurden die ersten großen Berichte – von Patienten im Alter von 32 bis 90 Jahren, die in einem halben Dutzend Anstalten starben – in schneller Folge veröffentlicht. Die Untersuchungen haben einige unserer frühen Ahnungen der Krankheit bestätigt, andere widerlegt – und neue Geheimnisse um den Erreger gelüftet, der weltweit mehr als 500.000 Menschen getötet hat.

Keith Mortman erstellte ein 3-D-Modell der Lunge eines Patienten mit Covid-19. (Klinik)

Zu den wichtigsten Ergebnissen, die in mehreren Studien konsistent sind, gehört die Bestätigung, dass das Virus die Lunge am heftigsten angreift. Sie fanden den Erreger auch in Teilen des Gehirns, der Nieren, der Leber, des Magen-Darm-Trakts und der Milz sowie in den Endothelzellen, die Blutgefäße auskleiden, wie einige zuvor vermutet hatten. Forscher fanden auch in vielen Organen eine weit verbreitete Gerinnung.

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Eine mysteriöse Blutgerinnungskomplikation tötet Coronavirus-Patienten

Johnson und Johnson FDA-Zulassung

Aber das Gehirn und das Herz brachten Überraschungen hervor.

Es geht um das, was wir sind nicht sehen, sagte Mary Fowkes, eine außerordentliche Professorin für Pathologie, die Teil eines Teams von Mount Sinai Health ist, das Autopsien an 67 Covid-19-Patienten durchgeführt hat.

Angesichts weit verbreiteter Berichte über neurologische Symptome Im Zusammenhang mit dem Coronavirus, sagte Fowkes, erwarte sie, Viren oder Entzündungen – oder beides – im Gehirn zu finden. Aber es war sehr wenig. Wenn es um das Herz geht, warnten viele Ärzte monatelang vor einer Herzkomplikation, von der sie vermuteten, dass es sich um eine Myokarditis, eine Entzündung oder Verhärtung der Herzmuskelwände handelte – aber Autopsie-Ermittler waren fassungslos, dass sie keine Hinweise auf die Erkrankung finden konnten.

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Ein weiterer unerwarteter Befund, sagten Pathologen, ist, dass der Sauerstoffmangel des Gehirns und die Bildung von Blutgerinnseln früh im Krankheitsprozess beginnen können. Dies könnte erhebliche Auswirkungen darauf haben, wie Menschen mit Covid-19 zu Hause behandelt werden, auch wenn sie nie ins Krankenhaus eingeliefert werden müssen.

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Die ersten Ergebnisse kommen, da neue US-Infektionen sogar die katastrophalen Apriltage überholt haben, während einige Kritiker sagen, dass die Beschränkungen der sozialen Distanzierung in einigen Bundesstaaten, hauptsächlich im Süden und Westen, vorzeitig gelockert wurden. Eine neue Modellstudie hat geschätzt, dass etwa 22 Prozent der Bevölkerung – oder 1,7 Milliarden Menschen weltweit, darunter 72 Millionen in den Vereinigten Staaten – bei einer Infektion mit dem Virus anfällig für schwere Krankheiten sein können. Laut der in diesem Monat in Lancet Global Health veröffentlichten Analyse müssten etwa 4 Prozent dieser Menschen ins Krankenhaus eingeliefert werden – was den Einsatz unterstreicht, da die Autopsie-Ermittler ihre Suche nach Hinweisen fortsetzen.

Mikrogerinnsel in der Lunge

Obduktionen können im besten Fall den natürlichen Krankheitsverlauf rekonstruieren, aber der Prozess für eine neue und hochansteckende Krankheit ist langwierig und erfordert akribische Arbeit. Um Pathologen zu schützen und zu vermeiden, dass Viren in die Luft gelangen, müssen sie spezielle Werkzeuge verwenden, um Organe zu entnehmen und sie dann mehrere Wochen lang in eine Desinfektionslösung zu tauchen, bevor sie untersucht werden. Sie müssen dann jedes Organ durchtrennen und kleine Gewebestücke für die Untersuchung unter verschiedenen Arten von Mikroskopen sammeln.

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Eine der ersten amerikanischen Ermittlungen, die am 10. April veröffentlicht wurde, fand in New Orleans statt. Der Patient war ein 44-jähriger Mann, der an der LSU Health behandelt wurde. Richard Vander Heide erinnert sich, dass er die Lunge durchtrennt und vermutlich Hunderte oder Tausende von Mikrogerinnseln entdeckt hat.

Ich werde den Tag nie vergessen, erinnerte sich Vander Heide, der seit 1994 Autopsien durchführt. Ich sagte zu der Bewohnerin: „Das ist sehr ungewöhnlich.“ So etwas hatte ich noch nie gesehen.

Aber als er zum nächsten Patienten und zum nächsten überging, sah Vander Heide das gleiche Muster. Er sei so alarmiert, dass er das Papier online teilte, bevor er es an eine Zeitschrift schickte, damit die Informationen sofort von Ärzten verwendet werden konnten. Die Ergebnisse sorgten in vielen Krankenhäusern für Aufsehen und veranlassten einige Ärzte, allen Covid-19-Patienten Blutverdünner zu verabreichen. Es ist mittlerweile gängige Praxis. Die endgültige, von Experten begutachtete Version mit 10 Patienten wurde anschließend in veröffentlicht die Lanzette im Mai.

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Andere Lungenautopsien – darunter die, die in Papieren aus Italien von 38 Patienten beschrieben wurden, eine Mount Sinai Health-Studie an 25 Patienten und eine Zusammenarbeit zwischen der Harvard Medical School und deutschen Forschern an sieben Patienten – haben ähnliche Gerinnungsergebnisse gemeldet.

Zuletzt eine Studie im letzten Monat in eClinicalMedicine von Lancet , fanden eine abnormale Gerinnung in Herz, Niere und Leber sowie in der Lunge von sieben Patienten, was die Autoren zu der Annahme veranlasste, dass dies eine Hauptursache für das Multiorganversagen bei Covid-19-Patienten sein könnte.

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Herzzellen

Das nächste Organ, das aus der Nähe untersucht wurde, war das Herz. Einer der erschreckendsten frühen Berichte über das Coronavirus aus China war, dass ein erheblicher Prozentsatz der Krankenhauspatienten – bis zu 20 bis 30 Prozent – ​​eine Myokarditis zu haben schien, die zu einem plötzlichen Tod führen könnte. Der Zustand beinhaltet die Verdickung des Herzmuskels, so dass er nicht mehr effizient pumpen kann.

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Die klassische Myokarditis ist bei Autopsien in der Regel leicht zu erkennen, sagen Pathologen. Sie tritt auf, wenn der Körper das Gewebe als fremd wahrnimmt und angreift. In dieser Situation gäbe es im Herzen große tote Zonen, und die als Myozyten bekannten Muskelzellen wären von infektionsbekämpfenden Zellen, den sogenannten Lymphozyten, umgeben. Aber in den bisher entnommenen Autopsieproben waren die toten Myozyten nicht von Lymphozyten umgeben – was die Forscher am Kopf kratzen ließ.

Fowkes vom Berg Sinai und ihre Kollegin Clare Bryce, deren Arbeit an 25 Herzen war online veröffentlicht aber noch nicht von Experten begutachtet, sagten, sie hätten eine sehr leichte Entzündung der Herzoberfläche gesehen, aber nichts, was wie eine Myokarditis aussah.

Rapkiewicz von der NYU Langone, der sieben Herzen untersuchte, war beeindruckt von der Fülle seltener Zellen, die Megakaryozyten genannt werden. Die Zellen, die Blutplättchen produzieren, die die Gerinnung kontrollieren, existieren typischerweise nur im Knochenmark und in der Lunge. Als sie zu den Lungenproben der Coronavirus-Patienten zurückkehrte, stellte sie fest, dass diese Zellen auch dort zu reichlich waren.

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Ich kann mich an keinen Fall erinnern, wo wir das gesehen haben, sagte sie. Es war bemerkenswert, dass sie im Herzen waren.

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Vander Heide von der LSU, der im April über vorläufige Ergebnisse von 10 Patienten berichtete und in einer Zeitschrift eine eingehendere Arbeit mit weiteren Fallstudien hat, erklärte, dass man, wenn man sich ein Covid-Herz ansieht, nicht sieht, was man würde erwarten.

Er sagte, dass ein paar Patienten, bei denen er Autopsien durchführte, im Krankenhaus einen Herzstillstand erlitten hatten, aber als er sie untersuchte, lag der Hauptschaden in der Lunge – nicht im Herzen.

Gehirngitter

Von allen Manifestationen des Coronavirus gehörten seine Auswirkungen auf das Gehirn zu den ärgerlichsten. Patienten haben über eine Vielzahl von neurologischen Beeinträchtigungen berichtet, darunter eine verminderte Fähigkeit zu riechen oder zu schmecken, einen veränderten Geisteszustand, Schlaganfall, Krampfanfälle – sogar Delirium.

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Eine frühe Studie aus China, veröffentlicht in Journal of Neurology, Neurosurgery & Psychiatry des BMJ , im März, stellte fest, dass 22 Prozent der 113 Patienten neurologische Probleme hatten, die von übermäßiger Schläfrigkeit bis hin zu Koma reichten – Zustände, die normalerweise als Bewusstseinsstörungen zusammengefasst werden. Im Juni berichteten französische Forscher, dass 84 Prozent der Patienten auf der Intensivstation neurologische Probleme hatten und ein Drittel bei der Entlassung verwirrt oder desorientiert war. Ebenfalls in diesem Monat stellten die Briten fest, dass 57 von 125 Coronavirus-Patienten mit einer neuen neurologischen oder psychiatrischen Diagnose einen Schlaganfall aufgrund eines Blutgerinnsels im Gehirn erlitten hatten und 39 einen veränderten psychischen Zustand hatten.

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Basierend auf solchen Daten und anekdotischen Berichten machte sich Isaac Solomon, ein Neuropathologe am Brigham and Women’s Hospital in Boston, daran, systematisch zu untersuchen, wo sich das Virus im Gehirn einnisten könnte. Er führte Autopsien von 18 aufeinanderfolgenden Todesfällen durch und nahm Schnitte von Schlüsselbereichen: die Großhirnrinde (die graue Substanz, die für die Informationsverarbeitung verantwortlich ist), den Thalamus (moduliert die Sinneseindrücke), die Basalganglien (für die motorische Kontrolle verantwortlich) und andere. Jeder wurde in ein dreidimensionales Raster unterteilt. Von jedem wurden zehn Schnitte genommen und untersucht.

Er fand nur in einigen Bereichen Virusschnipsel, und es war unklar, ob es sich um tote Überreste oder aktive Viren handelte, als der Patient starb. Es gab nur kleine Entzündungsherde. Aber es gab große Schäden durch Sauerstoffmangel. Ob es sich bei den Verstorbenen um langjährige Intensivpatienten oder um plötzlich Verstorbene handelte, sagte Solomon, das Muster sei unheimlich ähnlich.

Wir waren sehr überrascht, sagte er.

Wenn das Gehirn nicht genug Sauerstoff bekommt, sterben einzelne Neuronen ab, und dieser Tod ist dauerhaft. Bis zu einem gewissen Grad kann das Gehirn des Menschen kompensieren, aber irgendwann ist der Schaden so groß, dass verschiedene Funktionen abgebaut werden.

Auf praktischer Ebene, so Solomon, hilft das bei der Medikamentenentwicklung, wenn das Virus nicht in großen Mengen ins Gehirn gelangt, da die Behandlung schwieriger wird, wenn sie allgegenwärtig ist, zum Beispiel bei einigen Patienten mit West Nile oder HIV. Eine weitere Erkenntnis ist, dass die Ergebnisse unterstreichen, wie wichtig es ist, die Menschen schnell mit zusätzlichem Sauerstoff zu versorgen, um irreversible Schäden zu vermeiden.

Salomo, dessen Werk als Brief vom 12. Juni in der New England Journal of Medicine , sagte, die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Schaden über einen längeren Zeitraum aufgetreten ist, was ihn über die Auswirkungen des Virus auf weniger kranke Menschen wundert. Die große bleibende Frage ist, was mit Menschen passiert, die Covid überleben, sagte er. Gibt es eine anhaltende Wirkung auf das Gehirn?

Das Team von Mount Sinai Health, das Gewebebefunde von 20 Gehirnen entnahm, war ebenfalls verblüfft, nicht viele Viren oder Entzündungen zu finden. Die Gruppe stellte jedoch in einem Papier fest, dass die weit verbreitete Präsenz winziger Gerinnsel auffallend war.

Wenn Sie ein Blutgerinnsel im Gehirn haben, sehen wir das die ganze Zeit. Aber was wir sehen, ist, dass einige Patienten mehrere Schlaganfälle in Blutgefäßen haben, die sich in zwei oder sogar drei verschiedenen Gebieten befinden, sagte Fowkes.

Rapkiewicz sagte, es sei zu früh, um zu wissen, ob die neuesten Autopsieergebnisse in Behandlungsänderungen übersetzt werden können, aber die Informationen haben neue Wege eröffnet, die es zu erkunden gilt. Einer ihrer ersten Anrufe, nachdem sie die ungewöhnlichen blutplättchenproduzierenden Zellen bemerkt hatte, ging an Jeffrey Berger, einen Herzspezialisten an der NYU, der ein von den National Institutes of Health finanziertes Labor leitet, das sich auf Blutplättchen konzentriert.

Berger sagte, die Autopsien deuten darauf hin, dass neben Blutverdünnern auch Thrombozytenaggregationshemmer hilfreich sein könnten, um die Auswirkungen von Covid-19 einzudämmen. Er hat eine große klinische Studie zur optimalen Dosierung von Blutverdünnern durchgeführt, um auch diese Frage zu untersuchen.

Es ist nur ein Teil eines sehr großen Puzzles, und wir müssen noch viel mehr lernen, sagte er. Aber wenn wir signifikante Komplikationen verhindern können und wenn mehr Patienten die Infektion überleben, ändert sich alles.

Anthony S. Fauci, der führende Experte für Infektionskrankheiten des Landes, warnte davor, dass die Fälle von Coronavirus in die Höhe schießen könnten. Hier ist, was bei der Senatsanhörung in 4 Minuten passiert ist. (Klinik)

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