jsmsJournal of Siberian Medical SciencesJournal of Siberian Medical Sciences2542-1174Federal state budgetary educational institution of higher education "Novosibirsk state medical university" of Ministry of Health of the Russian Federation (FSBEI HE NSMU MOH Russia)10.31549/2542-1174-2021-4-53-66jsms-776Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯORIGINAL RESEARCHМорфологическая характеристика коронавирусной инфекции первой и второй волн пандемииMorphological characteristic of coronavirus infection of the first and second waves of the pandemicНадеевА. П.NadeevA. P.

Надеев Александр Петрович  — д-р мед. наук, профессор, заведующий кафедрой патологической анатомии 

630091, г. Новосибирск, Красный просп., 52

Alexandr P. Nadeev  — Dr. Sci. (Med.), Professor, Head, Department of Pathological Anatomy 

52, Krasny Prospect, Novosibirsk, 630091 

nadeevngma@mail.ruМорозовД. В.MorozovD. V.

Морозов Дмитрий Вильевич — канд. мед. наук, заведующий патолого-анатомическим отделением 

Новосибирск 

Dmitry V. Morozov — Cand. Sci. (Med.), Head, Pathological and Anatomical Unit 

Novosibirsk

ТравинМ. А.TravinM. A.

Травин Михаил Андреевич — канд. мед. наук, доцент кафедры патологической анатомии 

Mikhail A. Travin — Cand. Sci. (Med.), Assistant Professor, Department of Pathological Anatomy 

НизовцевК. А.NizovtsevK. A.

Низовцев Кирилл Алексеевич — студент 4-го курса 

Kirill A. Nizovtsev — Four-year Student 

МарзанК. Н.MarzanK. N.

Марзан Кирилл Николаевич — врач-патологоанатом 

Новосибирск 

Kirill N. Marzan — Pathologist 

Novosibirsk

СлободинаО. Н.SlobodinaO. N.

Слободина Ольга Николаевна — канд. мед. наук, врач-патологоанатом 

Новосибирск 

Olga N. Slobodina — Cand. Sci. (Med.), Pathologist 

Novosibirsk

ИгняковаМ. С.IgnyakovaM. S.

Игнякова Мария Сергеевна—врач-патологоанатом 

Новосибирск 

Maria S. Ignyakova — Pathologist 

Novosibirsk

КошличК. А.KoshlichK. A.

Кошлич Ксения Александровна — аспирант кафедры патологической анатомии 

Kseniya A. Koshlich — Post-graduate Student, Department of Pathological Anatomy 

СеляковаМ. С.SelyakovaM. S.

Селякова Мария Сергеевна — канд. мед. наук, старший преподаватель кафедры патологической анатомии; врач-патологоанатом 

Новосибирск 

Mariya S. Selyakova — Cand. Sci. (Med.), Senior Lecturer, Department of Pathological Anatomy; Pathologist 

Novosibirsk

КиселеваТ. В.KiselevaT. V.

Киселева Татьяна Вячеславовна — д-р мед. наук, профессор кафедры акушерства и гинекологии 

Tatiana V. Kiseleva — Dr. Sci. (Med.), Professor, Department of Obstetrics and Gynecology 

ОвсянкоЕ. В.OvsyankoE. V.

Овсянко Елена Владимировна — д-р мед. наук, доцент кафедры анатомии человека им. Ю.И. Бородина  

Elena V. Ovsyanko — Dr. Sci. (Med.), Assistant Professor, Department of Human Anatomy named after Yu.I. Borodin 

ФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава РоссииРоссияNovosibirsk State Medical UniversityRussian FederationГБУЗ НСО «Городская клиническая больница № 1»РоссияCity Clinical Hospital No. 1Russian FederationФГБОУ ВО «Новосибирский государственный медицинский университет» Минздрава России; ГБУЗ НСО «Городская клиническая больница № 1»РоссияNovosibirsk State Medical University; City Clinical Hospital No. 1Russian Federation202120012022045366Copyright © Надеев А.П., Морозов Д.В., Травин М.А., Низовцев К.А., Марзан К.Н., Слободина О.Н., Игнякова М.С., Кошлич К.А., Селякова М.С., Киселева Т.В., Овсянко Е.В., 20222022Надеев А.П., Морозов Д.В., Травин М.А., Низовцев К.А., Марзан К.Н., Слободина О.Н., Игнякова М.С., Кошлич К.А., Селякова М.С., Киселева Т.В., Овсянко Е.В.Nadeev A.P., Morozov D.V., Travin M.A., Nizovtsev K.A., Marzan K.N., Slobodina O.N., Ignyakova M.S., Koshlich K.A., Selyakova M.S., Kiseleva T.V., Ovsyanko E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://jsms.elpub.ru/jour/article/view/776

Введение. Особенностью первых двух волн эпидемии новой коронавирусной инфекции явилось то, что в период их развития только разрабатывались методы диагностики, схемы лечения и противоэпидемические меры, отсутствовали вакцины и не проводилась массовая вакцинация населения. В этой связи для пандемии новой коронавирусной инфекции первых двух волн характерно спонтанное развитие заболевания.Цель. Сравнительное изучение морфологических и клинических особенностей новой коронавирусной инфекции в 1-ю и 2-ю волну эпидемии в 2020 г.Материалы и методы. Проанализированы протоколы патолого-анатомических исследований умерших пациентов в ГБУЗ НСО «Городская клиническая больница № 1» (Новосибирск) во время 1-й (май – июнь 2020 г.) (1-я группа) и 2-й (октябрь – декабрь 2020 г.) (2-я группа) волн пандемии. В 1-ю группу включены 30 случаев, из них 14 женщин (46.7 %) и 16 мужчин (53.3 %), во 2-ю — 110 наблюдений, из них 43 женщины (39.1 %) и 67 мужчин (60.9 %). Во всех случаях у пациентов было подтверждено наличие РНК вируса SARS-CoV-2 методом ПЦР в назофарингеальных мазках.Результаты. Новую коронавирусную инфекцию (U07.1) как основное заболевание и в 1-ю, и во 2-ю волну регистрировали в более чем 66 % наблюдений. Среди коморбидной патологии преобладали заболевания органов кровообращения, эндокринных органов (прежде всего сахарный диабет и ожирение), почек и мочевыводящих путей, в основном хронический пиелонефрит. COVID-пневмония носила преимущественно двусторонний полисегментарный серозно-геморрагический характер, однако в 1-ю волну пандемии частота субтотальных и серозногнойных пневмоний была большей, чем у пациентов, госпитализированных во 2-ю волну. Диффузное альвеолярное повреждение легких в 1-ю волну эпидемии характеризовалось преобладанием ранней (экссудативной) фазы, в отличие от 2-й волны, для которой было характерно преобладание у пациентов поздней (продуктивной) фазы. Среди гистологических признаков в легких у пациентов 1-й волны преобладали признаки экссудативного воспаления и геморрагических расстройств (нейтрофилы в альвеолах, инфаркты, обусловленные тромбозом и тромбоэмболией легочных артерий, наличием гиалиновых мембран). Во 2-ю волну в легких чаще встречались признаки продуктивного воспаления (преобладание макрофагов в альвеолах, организующаяся пневмония (пневмофиброз), плоскоклеточная метаплазия).Заключение. Различия течения новой коронавирусной инфекции в 1-ю и 2-ю волну эпидемии 2020 г. касались прежде всего частоты и структуры коморбидной патологии и уровня полиморбидности, которые были выше у пациентов, заболевших во 2-ю волну. Тяжесть поражения легких у пациентов 2-й волны была выражена в меньшей степени: реже встречались субтотальные двусторонние пневмонии, более часто — нижнедолевые серозногнойные пневмонии. Диффузное альвеолярное повреждение легких в 1-ю волну эпидемии характеризовалось преобладанием ранней (экссудативной) фазы, в отличие от 2-й волны, для которой было характерно преобладание у пациентов поздней (продуктивной) фазы.

Introduction. A peculiarity of the first two waves of the epidemic of a novel coronavirus infection was that during their development only diagnostic methods, treatment regimens and anti-epidemic measures were only being developed, there were no vaccines and no mass vaccination was carried out. In this regard, the pandemic of the novel coronavirus infection of the first two waves is characterized by spontaneous progression of the disease.Aim of the research. Comparative study of morphological and clinical features of the novel coronavirus infection in the 1st and 2nd waves of the pandemic in 2020.Materials and methods. The autopsy protocols of deceased patients at the City Clinical Hospital No. 1 (Novosibirsk) during the 1st (May — June 2020) (1st group) and 2nd (October — December 2020) (2nd group) waves of the epidemic were analyzed. The 1st group included 30 cases, that is 14 women (46.7%) and 16 men (53.3%), in the 2nd — 110 cases, of which 43 were women (39.1%) and 67 – men (60.9%). In all cases, the presence of SARS-CoV-2 RNA in nasopharyngeal swabs from the patients was confirmed by polymerase chain reaction.Results. The novel coronavirus infection (coronavirus disease 2019 (COVID-19), ICD-10 code: U07.1) as the principal diagnosis in both the 1st and 2nd waves was recorded in more than 66% of observations. Among the comorbidities, the circulatory and endocrine disorders (primarily diabetes mellitus and obesity), kidneys and urinary tract diseases, mainly chronic pyelonephritis, prevailed. The COVID-19 pneumonia was predominantly bilateral polysegmental serоhemorrhagic in nature, however, in the 1st wave of the pandemic, the frequency of subtotal and seropurulent pneumonias was higher than in patients hospitalized during the 2nd wave. Diffuse alveolar damage in the 1st wave of the epidemic was characterized by the predominance of the early (exudative) phase of inflammation, in contrast to the 2nd wave, which was characterized by the predominance of the late (productive) phase in patients. Histologically, in patients of the 1st wave, the signs of exudative inflammation and hemorrhagic phenomena (with neutrophils and hyaline membranes in the alveoli, infarctions caused by thrombosis and pulmonary thromboembolism) prevailed. In the 2nd wave, signs of productive inflammation were more common in the lungs (predominance of macrophages in the alveoli, organizing pneumonia (pneumofibrosis), squamous cell metaplasia).Conclusion. The differences in the course of the novel coronavirus infection in the 1st and 2nd waves of the 2020 epidemic concerned primarily the frequency and structure of comorbidities and the level of polymorbidity, which were higher in patients during the 2nd wave. The severity of lung damage in patients of the 2nd wave was less pronounced: subtotal bilateral pneumonias were less common, lower lobe seropurulent pneumonias were more common. Diffuse alveolar damage in the 1st wave of the epidemic was characterized by the predominance of the early (exudative) phase, in contrast to the 2nd wave, which was characterized by the predominance of the late, productive phase of inflammation.

COVID-19аутопсияпатологическая анатомияпневмониядиффузное альвеолярное повреждение легкихCOVID-19autopsypathological anatomypneumoniadiffuse alveolar damageReferencesGuo Y.R., Cao Q.D., Hong Z.S. et al. The origin, transmission and clinical therapies on coronavirus disease 2019 (COVID-19) outbreak — an update on the status // Mil. Med. Res. 2020. Vol. 7 (1): 11. doi: 10.1186/s40779-020-00240-0.Guo Y.R., Cao Q.D., Hong Z.S. et al. (2020). The origin, transmission and clinical therapies on coronavirus disease 2019 (COVID-19) outbreak — an update on the status. Mil. Med. Res., 7 (1), 11. doi: 10.1186/s40779-020-00240-0.Бевова М.Р., Нетесов С.В., Аульченко Ю.С. Новая коронавирусная инфекция COVID-19 // Молекулярная генетика, микробиология и вирусология. 2020. Т. 38, № 2. С. 51–58. doi: 1017116/molgen20203802151.Bevova M.R., Netesov S.V., Aulchenko Yu.S. (2020). The new coronavirus COVID-19 infection. Molecular Genetics, Microbiology and Virology, 38, 2, 51–58. doi: 1017116/molgen20203802151.Zhou P., Yang X.L., Wang X.G. et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin // Nature. 2020. Vol. 579 (7798). P. 270– 273. doi: 10.1038/s41586-020-2012-7.Zhou P., Yang X.L., Wang X.G. et al. (2020). A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature, 579 (7798), 270–273. doi: 10.1038/s41586-020-2012-7.Menter T., Haslbauer J.D., Nienhold R. et al. Postmortem examination of COVID-19 patients reveals diffuse alveolar damage with severe capillary congestion and variegated findings in lungs and other organs suggesting vascular dysfunction // Histopathology. 2020. Vol. 77 (2). P. 198–209. doi: 10.1111/his.14134.Menter T., Haslbauer J.D., Nienhold R. et al. (2020). Postmortem examination of COVID-19 patients reveals diffuse alveolar damage with severe capillary congestion and variegated findings in lungs and other organs suggesting vascular dysfunction. Histopathology, 77 (2), 198–209. doi: 10.1111/his.14134.Hoffmann M., Kleine-Weber H., Schroeder S. et al. SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor // Cell. 2020. Vol. 181 (2). P. 271–280. doi: 10.1016/j.cell.2020.02.052.Hoffmann M., Kleine-Weber H., Schroeder S. et al. (2020). SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor. Cell, 181 (2), 271–280.e8. doi: 10.1016/j.cell.2020.02.052.Патологическая анатомия COVID-19: Атлас / О.В. Зайратьянц, М.В. Cамсонова, Л.М. Михалева и др.; под общей ред. О.В. Зайратьянца. М.: ГБУ «НИИОЗММ ДЗМ», 2020. 140 с.Zairatiants O.V., Samsonova M.V., Mikhaleva L.M. et al. (2020). COVID-19 Pathological Anatomy: Atlas. Moscow, 140 p. (In Russ.)Bösmüller H., Traxler S., Bitzer M. et al. The evolution of pulmonary pathology in fatal COVID-19 disease: an autopsy study with clinical correlation // Virchows Arch. 2020. Vol. 477 (3). P. 349–357. doi: 10.1007/s00428-020-02881-x.Bösmüller H., Traxler S., Bitzer M. et al. (2020). The evolution of pulmonary pathology in fatal COVID-19 disease: an autopsy study with clinical correlation. Virchows Arch., 477 (3), 349–357. doi: 10.1007/s00428-020-02881-x.Konopka K.E., Nguyen T., Jentzen J.M. et al. Diffuse alveolar damage (DAD) resulting from coronavirus disease 2019 infection is morphologically indistinguishable from other causes of DAD // Histopathology. 2020. Vol. 77 (4). P. 570–578. doi: 10.1111/his.14180.Konopka K.E., Nguyen T., Jentzen J.M. et al. (2020). Diffuse alveolar damage (DAD) resulting from coronavirus disease 2019 infection is morphologically indistinguishable from other causes of DAD. Histopathology, 77 (4), 570–578. doi: 10.1111/his.14180.Wichmann D., Sperhake J.P., Lütgehetmann M. et al. Autopsy findings and venous thromboembolism in patients with COVID-19: a prospective cohort study // Ann. Intern. Med. 2020. Vol. 173 (4). P. 268–277. doi: 10.7326/M20-2003.Wichmann D., Sperhake J.P., Lütgehetmann M. et al. (2020). Autopsy findings and venous thromboembolism in patients with COVID-19: a prospective cohort study. Ann. Intern. Med., 173 (4), 268–277. doi: 10.7326/M20-2003.Коган Е.А., Куклева А.Д., Березовский Ю.С. и др. Клинико-морфологическая характеристика SARSCoV-2-ассоциированного миокардита, подтвержденного наличием РНК и белков вируса в ткани миокарда // Арх. патологии. 2021. Т. 83, № 4. С. 5–13. doi: 1017116/patol2021830415.Kogan E.A., Kukleva A.D., Berezovskiy Yu.S. et al. (2021). Clinical and morphological characteristics of SARS-CoV-2-related myocarditis proven by the presence of viral RNA and proteins in myocardial tissue. Archive of Pathology, 83, 4, 5–13. doi: 1017116/patol2021830415.Lindner D., Fitzek A., Bräuninger H. et al. Association of cardiac infection with SARS-CoV-2 in confirmed COVID-19 autopsy cases // JAMA Cardiol. 2020. Vol. 5 (11). P. 1281–1285. doi: 10.1001/jamacardio.2020.3551.Lindner D., Fitzek A., Bräuninger H. et al. (2020). Association of cardiac infection with SARS-CoV-2 in confirmed COVID-19 autopsy cases. JAMA Cardiol., 5 (11), 1281–1285. doi: 10.1001/jamacardio.2020.3551.Хрянин А.А., Стуров В.Г., Надеев А.П., Бочарова В.К. Дерматологические проявления при новой коронавирусной инфекции COVID-19 // Тромбоз. Гемостаз и реология. 2021. № 2. С. 30–37. doi: 10/25555/THR.2021.2.0971.Khryanin A.A., Sturov V.G., Nadeev A.P., Bocharova V.K. (2021). Dermatological manifestations in novel coronavirus infection COVID-19. Thrombosis, Hemostasis and Rheology, 2, 30–37. doi: 10/25555/THR.2021.2.0971.Надеев А.П., Алексеев А.Ю., Морозов Д.В. и др. Клинико-анатомическое наблюдение первого летального исхода от коронавирусной инфекции в Новосибирской области // Journal of Siberian Medical Sciences. 2020. № 4. С. 99–109.Nadeev A.P., Alekseev A.Yu., Morozov D.V. et al. (2020). Clinical and anatomical case study of the first death from the novel coronavirus infection in the Novosibirsk Region. Journal of Siberian Medical Sciences, 4, 99–109.Pomara C., Volti G.L., Cappello F. COVID-19 deaths: are we sure it is pneumonia? Please, autopsy, autopsy, autopsy! // J. Clin. Med. 2020. Vol. 9 (5): 1259. doi: 10.3390/jcm9051259.Pomara C., Volti G.L., Cappello F. (2020). COVID-19 deaths: are we sure it is pneumonia? Please, autopsy, autopsy, autopsy! J. Clin. Med., 9 (5): 1259. doi: 10.3390/jcm9051259.Edler C., Schröder A.S., Aepfelbacher M. et al. Dying with SARS-CoV-2 infection — an autopsy study of the first consecutive 80 cases in Hamburg, Germany // Int. J. Legal. Med. 2020. Vol. 134 (4). P. 1275–1284. doi: 10.1007/s00414-020-02317-w.Edler C., Schröder A.S., Aepfelbacher M. et al. (2020). Dying with SARS-CoV-2 infection — an autopsy study of the first consecutive 80 cases in Hamburg, Germany. Int. J. Legal. Med., 134 (4), 1275–1284. doi: 10.1007/s00414-020-02317-w.Remmelink M., De Mendonça R., D’Haene N. et al. Unspecific post-mortem findings despite multiorgan viral spread in COVID-19 patients // Crit. Care. 2020. Vol. 24 (1): 495. doi: 10.1186/s13054-020-03218-5.Remmelink M., De Mendonça R., D’Haene N. et al. (2020). Unspecific post-mortem findings despite multiorgan viral spread in COVID-19 patients. Crit. Care, 24 (1), 495. doi: 10.1186/s13054-020-03218-5.Ojo A.S., Balogun S.A., Williams O.T., Ojo O.S. Pulmonary fibrosis in COVID-19 survivors: predictive factors and risk reduction strategies // Pulm. Med. 2020. Vol. 2020: 6175964. doi: 10.1155/2020/6175964.Ojo A.S., Balogun S.A., Williams O.T., Ojo O.S. (2020). Pulmonary fibrosis in COVID-19 survivors: predictive factors and risk reduction strategies. Pulm. Med., 2020, 6175964. doi: 10.1155/2020/6175964.Li H., Liu L., Zhang D. et al. SARS-CoV-2 and viral sepsis: observations and hypotheses // Lancet. 2020. Vol. 395 (10235). P. 1517–1520. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30920-X.Li H., Liu L., Zhang D. et al. (2020). SARS-CoV-2 and viral sepsis: observations and hypotheses. Lancet, 395 (10235), 1517–1520. doi: 10.1016/S0140-6736(20)30920-X.Farkash E.A., Wilson A.M., Jentzen J.M.J. Ultrastructural evidence for direct renal infection with SARSCoV-2 // Am. Soc. Nephrol. 2020. Vol. 31 (8). P. 1683– 1687. doi: 10.1681/ASN.2020040432.Farkash E.A., Wilson A.M., Jentzen J.M.J. (2020). Ultrastructural evidence for direct renal infection with SARS-CoV-2. Am. Soc. Nephrol., 31 (8), 1683–1687. doi: 10.1681/ASN.2020040432.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.