《elife:新型成像技术帮助揭示COVID19患者肺部病理变化》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2020-08-25
  • 在最近一项研究中,来自哥廷根大学的物理学家与汉诺威医科大学的病理学家一起开发了一种三维成像技术,可以对严重的Covid-19严重损伤的肺组织进行高分辨率三维成像。从而对冠状病毒在肺泡和脉管系统结构中引起的变化进行深入研究。相关结果发表在《elife》杂志上。

    在严重的Covid-19病例中,研究人员观察到脉管系统,炎症,血凝块和“透明膜”的显著变化,这些膜由沉积在肺泡壁上的蛋白质和死细胞组成,这使得气体交换变得困难。借助其新的成像方法,可以在较大的组织中首次看到这些变化,而无需像传统组织学中那样切割和染色或损坏组织。

    该研究的主要作者Tim Salditt教授说:“使用变焦断层扫描技术,可以扫描蜡中包埋的大面积肺组织,从而能够进行详细检查,从而找到炎症,血管或支气管周围的区域。”由于X射线深入组织,因此科学家可以了解微观组织结构与器官更大的功能结构之间的关系,这对于可视化血管树直至最小的毛细血管非常重要。

    作者预见到,这种新的X射线技术将是传统组织学和组织病理学的扩展,研究领域可以追溯到19世纪,那时光学显微镜才刚刚可用,病理学家因此可以阐明许多疾病的微观起源。即使在今天,病理学家仍然按照相同的基本步骤来准备和研究组织:化学固定,切片,染色和显微镜检查。但是,如果需要三维图像,或者必须使用计算机程序对大量图像进行筛选,数字化或分析,则这种传统方法是不够的。

  • 原文来源:https://medicalxpress.com/news/2020-08-insights-lung-tissue-covid-disease.html;https://elifesciences.org/articles/60408;http://news.bioon.com/article/6777563.html
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    • 在最近一项研究中,EPFL的科学家正在使用技术更好地了解冠状病毒如何导致某些患者的血凝块。他们开发了一种简化的肺部模型,可以让他们首次观察到病毒如何攻击位于血管内的细胞。 尽管确切的发病率仍不清楚,但COVID-19有时会引起血凝块。最近的一项研究表明,大约10%的住院患者会发生这种并发症。医生仍然不确定为什么病毒会引起这种反应-在最严重的情况下,血块会导致中风。为了深入了解这一现象,EPFL科学家开发了一种微流控芯片,该芯片可以模拟人的肺部并复制其部分结构以研究COVID-19感染。该芯片可以容纳肺上皮细胞,血管细胞和免疫系统细胞,并让科学家直接观察SARS-CoV-2如何攻击人类细胞并触发血凝块的形成。 研究者们怀疑有两种机制在起作用。一种是细胞因子的过量生产,细胞因子是在免疫细胞信号传导中起作用的蛋白质。冠状病毒可引起“细胞因子风暴”,这些过度活化的免疫系统反应会损坏血管并导致血凝块形成,并可能致命。另一个可能的机制是损坏肺部的血管内壁或内皮组织。肺部有很多这类组织,一旦受损,血液很容易凝结并形成凝块。 那么,可能的罪魁祸首是哪种机制?为了找到答案,医生需要能够每小时观察肺部感染的进展情况。在活着的患者中这几乎是不可能的,在实验室培养中也不是很可行,因为培养物通常仅包含一种细胞,而不能提供整个肺系统的足够真实的表示。 John McKinney教授实验室的科学家已获得EPFL COVID-19工作组的支持。在实验室的博士后Vivek Thacker博士的带领下,他们现在采用了片上肺装置,并对其进行了建模,以模拟SARS-CoV-2肺部感染的各个步骤。该设备包含微流控通道,可将营养物质馈送到芯片上的细胞,这些细胞经排列可重建一部分肺部。更具体地,该芯片包含一层上皮细胞或覆盖肺的细胞,以及一层内皮细胞??或衬在血管上的细胞。两层被膜分开。 在科学家将SARS-CoV-2引入其设备后,该病毒首先攻击上皮细胞的外层,就像自然感染一样。他们与组织学核心设施的Jessica Sordet Dessimoz博士及其团队合作,发现该病毒在一天之内到达了内皮细胞的内层,并在随后的几天内造成了相当大的损害。 Vivek Thacker说:“有足够的破坏力破坏内皮,并使血管中的血液暴露于空气中,从而导致血块形成。”通过我们的系统,我们发现该病毒可能通过直接攻击内皮而引起血凝块。但是,这并不意味着细胞因子不会发挥作用。” EPFL的装置揭示了一种使用常规方法无法观察到的现象,因为SARS-CoV-2在内皮细胞单培养物中不能很好地增殖。 Thacker说:“在受感染的患者的内皮中也发现了一些病毒颗粒,但是数量很少。” 该团队接下来将使用他们的单片肺和实际血液样本,以便他们可以直接观察血凝块的形成。 Thacker解释说,这并不像听起来那么简单-血液在体外迅速凝结,因此“我们必须快速而准确”。他们计划将抗凝剂添加到样品中,然后在将样品注入设备之前将其中和。小组将在接下来的几周内处理这个复杂的过程。
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    • 编译者:hujm
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    • 根据发表在《Abdominal Radiology》杂志上的一项学术研究综述,几乎五分之一的COVID-19患者可能仅表现出胃肠道症状。分析结果表明,腹部放射科医生需要在大流行期间对患者进行成像时保持警惕。 与COVID-19相关的胃肠道症状差异很大,但可能包括食欲不振,恶心,呕吐,腹泻和全身性腹痛。进行审查的研究人员报告说,有18%的患者出现这种症状,而COVID-19病例的16%可能仅出现胃肠道症状。 “有越来越多的文献表明,腹部症状是COVID-19的常见表现,”艾伯塔大学医学院的牙科放射学家兼临床讲师Mitch Wilson说。 研究人员还包括了放射学和诊断成像副教授Gavin Low和医学生Kevin Lui,他们研究了截至7月15日发表的36项研究的发现,以得出结论。 除了胃肠道症状外,他们还确定了放射科医生在进行腹部成像时应寻找的潜在迹象,这些迹象可能是COVID-19感染的证据。这些体征包括大小肠的炎症,肠壁内的空气(肺气肿)和肠穿孔(气腹)。研究人员说,这些迹象非常罕见,并且可能表明患有晚期疾病的患者。 威尔逊说:“看到这些症状并不一定表明患者存在COVID-19。这可能是由多种潜在原因引起的。但是,这些潜在原因之一是病毒感染,并且在COVID-19非常流行的环境中,需要考虑这一点,并有可能引起转诊医师的注意。 ”