COVID-19感染患者外周血细胞形态学变化

发布时间:2021-04-22       作者:编译:王小茜       来源:临床实验室        浏览:2145       收藏: 0

作者:(Aliyah R. Sohani等,Peripheral blood morphologic findings in patients with COVID-19)

我们对引起2019年新冠肺炎(COVID-19)疫情的病毒,也就是严重急性呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)的认识在不断增加[1]。COVID-19感染患者的外周血细胞计数异常多种多样,包括中性粒细胞增多症和淋巴细胞减少症、或血小板减少症以及血小板增多症[2]。尽管有若干案例报告或小规模系列研究发现COVID-19患者外周血涂片中存在某些形态学特征[3, 4, 5, 6, 7],但是缺少大规模系列研究并且这些特征的范围也在不断扩大。我们研究了一个COVID-19患者队列的外周血涂片,目的在于增加当前对此类患者外周血形态学特征的理解。

本研究获得了地方伦理委员会批准。从2020年4月6日至17日,我们使用CellaVision DM软件(Sysmex America,Lincolnshire,IL)对马萨诸塞州总院(波士顿)的27例独特COVID-19阳性(COVID-19+)患者的78份外周血涂片进行了为期两周的分析。为了便于对比,我们也对同一时间段内从CellaVision中随机选择的经证实为COVID-19阴性的14例患者(对照组,白细胞总数10-20x109/L)进行了涂片分析。我们收集了临床信息,包括住院期间患者是否入住重症监护室(ICU)或使用了体外膜肺氧合(ECMO),以及最后一次随访时的状态(住院、出院还是死亡)。比较了COVID-19患者组与对照组之间的各种WBC参数和外周血形态学发现。分别使用Fisher精确检验和学生t检验对类别变量和连续变量进行统计分析。P值<0.05具有统计学意义。

COVID-19患者组的平均年龄为53岁(年龄范围:28-80岁),男女比例17:10。大多数患者(22/27,81.5%)进过ICU,少数患者(5/27,18.5%)上过ECMO。本研究发现只有15%患者(4/27)出院,还有一位患者死亡。COVID-19+患者的主要全血计数(CBC)异常包括轻微白细胞增多症(WBC平均值11.34×109/L)、贫血(Hgb平均值103g/L)和中性粒细胞绝对值增多(平均值8.7×109/L)(表1)。虽然入住ICU的患者比例较高,但是COVID-19患者组的WBC和中性粒细胞绝对值(ANC)显著低于对照组,表明白细胞增多症相对较轻。COVID-19患者组的淋巴细胞绝对值(ALC)也低于对照组,不过该差异没有统计学意义。比较COVID-19患者组内的住院与出院患者,发现出院患者的总体WBC、ANC较低,血红蛋白较高,但这些差异也没有统计学意义(数据未显示)。许多COVID-19+患者的常见形态学发现包括髓系核左移、非典型反应性淋巴细胞伴随浆细胞和/或循环浆细胞(图1)、大血小板或巨血小板、看似为涂抹细胞(smudged cells)的分裂中性粒细胞(图2)。所有这些特征在COVID-19患者组比对照组更普遍(表1)。髓系细胞核左移和血小板增大均表明骨髓提早释放不成熟的髓细胞,反映了若干感染和炎症疾病中可见的应激反应。两组患者之间差异最大的形态学特征是循环浆细胞和涂抹中性粒细胞。

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虽然循环浆细胞可见于各种感染和炎症状态,但在本研究中更像是COVID-19患者组特有的,发生率为63%(17/27),对照组未见这种现象(P<0.0001)。这是一个有趣的发现,因为SARS-CoV-2在体外能够诱导已知可中和病毒的抗体,且大家对使用恢复期血浆治疗COVID-19以及使用血清学检测测量此类抗体作为潜在的免疫标志物都非常感兴趣[8]。活动性感染患者中存在的循环浆细胞能否预测未来恢复期血浆疗法的疗效或抗再感染能力仍有待确定,并代表了未来值得研究的方向。由于外周血涂片制备和审核具有相对简单和普遍的特性,其作为诊断和预后工具可用于各种医疗机构,包括中低收入国家。

我们还发现,涂抹中性粒细胞虽然不具特异性,但在COVID-19患者中是灵敏度较高的外周血形态学发现,患者组与对照组的灵敏度分别为96%与50%(P=0.0004)。尽管这一发现可能与感染患者的中性粒细胞增多症相关[2],但对照组的总体ANC较高,而涂抹中性粒细胞明显较少。值得注意的是,在本研究中,对照组与COVID-19患者组的外周血涂片是在相同时间段内采用相同方法制备的,并非是实验室涂片制片方法造成的。可能的解释是,COVID-19患者的中性粒细胞脆性显著增加与弥散性血管内凝血(DIC)状况下血凝过快和细胞因子过度激活有关,DIC是住院COVID-19患者的一种常见并发症[9, 10]。其他因素,比如ECMO和继发性细菌感染,也会进一步引起中性粒细胞脆性。鉴于很多这些因素更常见于ICU患者,涂抹中性粒细胞可能是ICU患者的非特异性发现,无论潜在诊断是什么。然而,有趣的是,有些研究指出中性粒细胞胞外诱捕网(NET)调节异常在COVID-19发病机理中发挥一定作用[11]。正常情况下,这些酶网是中性粒细胞在抗击感染时释放的,但是在调节异常时,它们与炎症增加及微血管血栓形成有关。因此,NET调节异常可以成为COVID-19患者涂抹中性粒细胞数量更高的理论机械病因。虽然以前未报道过COVID-19患者的涂抹中性粒细胞升高,但是之前有一项研究表明循环凋亡细胞存在[3],这可能反映了不同的中性粒细胞退化阶段或机制。

总而言之,我们发现了COVID-19感染患者的若干外周血细胞形态学特征,其中很多特征由感染后的骨髓应激引起。在这些特征中,与轻到中度白细胞增多症的对照组相比,循环浆细胞对COVID-19患者来说具有相对特异性,而碎片化或涂抹中性粒细胞在COVID-19患者中则是灵敏度较高的形态学标志物。这两种特征很可能是宿主抗病毒免疫应答的副产物。需要进一步研究来调查其在COVID-19发病机理中的潜在作用,并确定其在感染患者外周血涂片中的存在是否与临床结局有关,包括从感染中恢复的能力和起到保护性免疫的中和抗体的产生。

表1. COVID-19患者组和对照组人群特征

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注:<0.05的P值被加粗。缩写:COVID,2019冠状病毒疾病; ECMO,体外膜肺氧合;F,女性;Hgb,血红蛋白;ICU,重症监护室;M,男性;N,否;SD,标准差;Y,是。


参考文献

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  11. Zuo Y, Yalavarthi S, Shi H, et al Neutrophil extracellular traps inCOVID-19. JCI Insight. 2020; 5(11): e138999.

文章来源:DOI: 10.1111/ijlh.13300

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