Морфологічні особливості змін периферичних ольфакторних структур при ураженні коронавірусом SARS-COV-2

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.14739/2310-1237.2021.3.234369

Ключові слова:

COVID-19, SARS-CoV-2, коронавірусна інфекція, аносмія, ольфакторний епітелій, ольфакторна цибулина, ольфакторний тракт

Анотація

Коронавірусна інфекція, спричинена вірусом SARS-CoV-2, – надзвичайно важлива й актуальна проблема сучасної медицини. Захворювання швидко поширюється, має високу ймовірність тяжкого перебігу та викликає чимало критичних ускладнень у пацієнтів групи ризику. Наявність патогномонічних симптомів, одним із них є розвиток гіпо- або аносмії, дає змогу швидко диференціювати коронавірусну від інших гострих респіраторних вірусних інфекцій, тобто вчасно ізолювати пацієнта та почати коректне лікування, враховуючи можливі ризики.

Мета роботи – з’ясування морфологічних особливостей ольфакторних структурних елементів хворих на коронавірус­ну хворобу (COVID-19) для кращого розуміння механізмів розвитку нюхових розладів при інфікуванні коронавірусом SARS-CoV-2.

Матеріали та методи. Здійснили ретроспективний аналіз аутопсійного матеріалу – слизової оболонки верхніх відділів носової порожнини (ольфакторного епітелію) та ольфакторних цибулин 9 померлих (4 жінки, 5 чоловіків) віком від 53 до 79 років з лабораторно підтвердженим діагнозом COVID-19 та аносмією в анамнезі. Застосували стандартне забарвлення гематоксиліном та еозином, виконали імуногістохімічне дослідження за протоколами TermoScientific (США) з антитілами до нейроспецифічного бета-III тубуліну (клон TuJ-1) та протоколами RnDsystems з антитілами до ольфакторного маркерного протеїну (OMP), ангіотензинперетворювального ензиму (ACE-2). Для порівняння результатів сформували контрольну групу з 9 померлих (3 жінки, 6 чоловіків) віком від 59 до 68 років із лабораторно спростованим діагнозом COVID-19; причини смерті – ускладнення цукрового діабету, ішемічна хвороба серця та порушення мозкового кровообігу за ішемічним типом.

Результати. Середній вік померлих із лабораторно підтвердженим діагнозом COVID-19, аносмією в анамнезі та осіб групи контролю – 64,67 ± 7,73 та 62,33 ± 6,48 року відповідно. У семи з дев’яти зрізів ольфакторної слизової оболонки носової порожнини померлих із лабораторно підтвердженим діагнозом COVID-19 та аносмією в анамнезі експресія ольфакторного маркерного протеїну (OMP) та нейроспецифічного бета-III тубуліну (клон TuJ-1) частково позитивна (40,89 (25,00; 52,00) та 42,44 (29,00;55,00) клітини в полі зору відповідно при збільшенні 200×); а реакція з антитілами до ангіотензинперетворювального ензиму (ACE-2) вогнищево або субтотально відсутня (34,33 (14,00; 49,00) клітини в полі зору при збільшенні 200×). У контрольних зрізах ольфакторної слизової оболонки носової порожнини померлих із лабораторно спростованим діагнозом COVID-19 та відсутністю симптомів аносмії (тест Манна–Вітні, р < 0,05) виявлена експресія цих трьох маркерів. У зрізах ольфакторних цибулин хворих на COVID-19 визначили слабку (тест Манна–Вітні, р < 0,05) експресію рецепторів до ангіотензинперетворювального ензиму (ACE-2) (26,78 (15,00; 39,00) клітини в полі зору при збільшенні 200×) на відміну від контрольних зрізів (100,56 (94,00; 107,00) клітини в полі зору при збільшенні 200×).

Висновки. Розвиток аносмії за умов інфікування коронавірусом SARS-CoV-2 має специфічні саме для цього інфекційного агента риси, може бути зумовлений первинним зруйнуванням клітин, які експресують рецептори до ангіотензинперетворювального ензиму (ACE-2-позитивних сустентакулярних клітин ольфакторної слизової оболонки носової порожнини, нейронів ольфакторних цибулин), із можливою наступною дисфункцією безпосередньо ольфакторних клітин (OMP- та TuJ-1-позитивних).

Біографії авторів

І. С. Шпонька, Дніпровський державний медичний університет, м. Дніпро, Україна

д-р мед. наук, професор каф. патологічної анатомії і судової медицини, перший проректор

В. І. Попович, Івано-Франківський національний медичний університет, Україна

д-р мед. наук, професор, зав. каф. оториноларингології з курсом хірургії голови та шиї

О. М. Усова, Дніпровський державний медичний університет, м. Дніпро, Україна

асистент каф. патологічної анатомії і судової медицини

О. О. Бондаренко, Дніпровський державний медичний університет, м. Дніпро, Україна

канд. мед. наук, доцент каф. патологічної анатомії і судової медицини

Ю. В. Гаман, ДВНЗ «Ужгородський національний університет», Україна

аспірант

Г. З. Щурук, КП «Волинська обласна клінічна лікарня», м. Луцьк, Україна

 

зав. відділення оториноларингології

Посилання

Bilinska, K., Jakubowska, P., Von Bartheld, C. S., & Butowt, R. (2020). Expression of the SARS-CoV-2 Entry Proteins, ACE2 and TMPRSS2, in Cells of the Olfactory Epithelium: Identification of Cell Types and Trends with Age. ACS chemical neuroscience, 11(11), 1555-1562. https://doi.org/10.1021/acschemneuro.0c00210

Butowt, R., & von Bartheld, C. S. (2020). Anosmia in COVID-19: Underlying Mechanisms and Assessment of an Olfactory Route to Brain Infection. The Neuroscientist, 1073858420956905. Advance online publication. https://doi.org/10.1177/1073858420956905

Meinhardt, J., Radke, J., Dittmayer, C., Franz, J., Thomas, C., Mothes, R., Laue, M., Schneider, J., Brünink, S., Greuel, S., Lehmann, M., Hassan, O., Aschman, T., Schumann, E., Chua, R. L., Conrad, C., Eils, R., Stenzel, W., Windgassen, M., Rößler, L., … Heppner, F. L. (2021). Olfactory transmucosal SARS-CoV-2 invasion as a port of central nervous system entry in individuals with COVID-19. Nature neuroscience, 24(2), 168-175. https://doi.org/10.1038/s41593-020-00758-5

Chen, C. R., Kachramanoglou, C., Li, D., Andrews, P., & Choi, D. (2014). Anatomy and cellular constituents of the human olfactory mucosa: a review. Journal of neurological surgery. Part B, Skull base, 75(5), 293-300. https://doi.org/10.1055/s-0033-1361837

Saussez, S., Lechien, J. R., & Hopkins, C. (2021). Anosmia: an evolution of our understanding of its importance in COVID-19 and what questions remain to be answered. European archives of oto-rhino-laryngology, 278(7), 2187-2191. https://doi.org/10.1007/s00405-020-06285-0

Tong, J. Y., Wong, A., Zhu, D., Fastenberg, J. H., & Tham, T. (2020). The Prevalence of Olfactory and Gustatory Dysfunction in COVID-19 Patients: A Systematic Review and Meta-analysis. Otolaryngology--head and neck surgery, 163(1), 3-11. https://doi.org/10.1177/0194599820926473

Vaira, L. A., Salzano, G., Fois, A. G., Piombino, P., & De Riu, G. (2020). Potential pathogenesis of ageusia and anosmia in COVID-19 patients. International forum of allergy & rhinology, 10(9), 1103-1104. https://doi.org/10.1002/alr.22593

van Riel, D., Verdijk, R., & Kuiken, T. (2015). The olfactory nerve: a shortcut for influenza and other viral diseases into the central nervous system. The Journal of pathology, 235(2), 277-287. https://doi.org/10.1002/path.4461

Vedin, V., Slotnick, B., & Berghard, A. (2004). Zonal ablation of the olfactory sensory neuroepithelium of the mouse: effects on odorant detection. The European journal of neuroscience, 20(7), 1858-1864. https://doi.org/10.1111/j.1460-9568.2004.03634.x

Williams, F., Freidin, M. B., Mangino, M., Couvreur, S., Visconti, A., Bowyer, R., Le Roy, C. I., Falchi, M., Mompeó, O., Sudre, C., Davies, R., Hammond, C., Menni, C., Steves, C. J., & Spector, T. D. (2020). Self-Reported Symptoms of COVID-19, Including Symptoms Most Predictive of SARS-CoV-2 Infection, Are Heritable. Twin research and human genetics, 23(6), 316-321. https://doi.org/10.1017/thg.2020.85

Xu, H., Zhong, L., Deng, J., Peng, J., Dan, H., Zeng, X., Li, T., & Chen, Q. (2020). High expression of ACE2 receptor of 2019-nCoV on the epithelial cells of oral mucosa. International journal of oral science, 12(1), 8. https://doi.org/10.1038/s41368-020-0074-x

Xydakis, M. S., Dehgani-Mobaraki, P., Holbrook, E. H., Geisthoff, U. W., Bauer, C., Hautefort, C., Herman, P., Manley, G. T., Lyon, D. M., & Hopkins, C. (2020). Smell and taste dysfunction in patients with COVID-19. The Lancet. Infectious diseases, 20(9), 1015-1016. https://doi.org/10.1016/S1473-3099(20)30293-0

Yan, C. H., Faraji, F., Prajapati, D. P., Ostrander, B. T., & DeConde, A. S. (2020). Self-reported olfactory loss associates with outpatient clinical course in COVID-19. International forum of allergy & rhinology. 10(7), 821-831. https://doi.org/10.1002/alr.22592

Ziegler, C., Allon, S. J., Nyquist, S. K., Mbano, I. M., Miao, V. N., Tzouanas, C. N., Cao, Y., Yousif, A. S., Bals, J., Hauser, B. M., Feldman, J., Muus, C., Wadsworth, M. H., 2nd, Kazer, S. W., Hughes, T. K., Doran, B., Gatter, G. J., Vukovic, M., Taliaferro, F., Mead, B. E., … HCA Lung Biological Network (2020). SARS-CoV-2 Receptor ACE2 Is an Interferon-Stimulated Gene in Human Airway Epithelial Cells and Is Detected in Specific Cell Subsets across Tissues. Cell, 181(5), 1016-1035.e19. https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.04.035

Zubair, A. S., McAlpine, L. S., Gardin, T., Farhadian, S., Kuruvilla, D. E., & Spudich, S. (2020). Neuropathogenesis and Neurologic Manifestations of the Coronaviruses in the Age of Coronavirus Disease 2019: A Review. JAMA neurology, 77(8), 1018-1027. https://doi.org/10.1001/jamaneurol.2020.2065

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-12-01

Номер

Розділ

Оригінальні дослідження