Pathomorphological and immunohistochemical features of lymph nodes in COVID-19 patients (autopsy study)

Introduction The pathogenesis of the novel coronavirus infection COVID-19 is being actively studied Nevertheless, our up-to-date knowledge of lymphoid tissue response in the secondary immune organs during severe COVID-19 remains extremely limited The aim of the study was to evaluate patterns of immunomorphological alterations in lymph nodes in patients with severe COVID-19 and to assess lymphocytes functional activity in them Materials and methods Lymph node tissue (autopsy material) from 17 deceased patients with severe COVID-19 was examined by histological and immunohistochemical methods using antibodies to CD4, CD8, CD20, CD30, CD123, CD138, PD-1 Results Examined lymph nodes demonstrated lymphoid follicles reduction and paracortex expansion with reactive plasmacytosis and extrafollicular B-cell activation as well as sinus histiocytosis, variable hemophagocytic cells, and blood vessel congestion Red thrombi were observed in some lymph nodes Hemorrhages in the stroma were frequent, and massive hemorrhages were found in individual nodes Immunohistochemical study revealed CD4+ T-helpers predominance in the paracortex andcytotoxic CD8+ lymphocytes depletion together with an increase in the expression of both the PD-1 suppressor protein and the CD30 activation antigen on the lymphocyte surface CD123-positive plasmacytoid dendritic cells resided in sinuses in abundance Conclusion Demonstrated B-associated zone reduction and cytotoxic T-lymphocytes depletion with an up-regulation of PD-1 expression in the lymph nodes in patients with severe COVID-19 indicate immune response exhaustion At the same time, observed significant reactive plasmacytosis with the presence of numerous T-helper cells constitutes a morphological substrate of the humoral immunity These findings might indicate the ineffectiveness of the humoral response at late stages of COVID-19 infection in context of cytotoxic immunity failure Введение Патогенез новой коронавирусной инфекции COVID-19 находится в стадии активного изучения Тем не менее сведения об изменениях лимфоидной ткани во вторичных органах иммунной системы, сопровождающих тяжелое течение заболевания, пока остаются крайне ограниченными Цель исследования - изучение закономерностей гистологических и иммуноморфологических изменений лимфатических узлов умерших пациентов с COVID-19 тяжелого и крайне тяжелого течения Материалы и методы C помощью гистологического и иммуногистохимического (с использованием антител к CD4, CD8, CD20, CD30, CD123, CD138, PD-1) методов исследована ткань лимфатических узлов (аутопсийный материал) 17 больных, умерших от COVID-19 тяжелого и крайне тяжелого течения Результаты Общими особенностями гистоархитектоники исследованных лимфатических узлов являлись редукция лимфоидных фолликулов и расширение паракортикальной зоны с реактивным плазмоцитозом, экстрафолликулярная В-клеточная активация, синусный гистиоцитоз, признаки гемофагоцитоза, полнокровие сосудов, в части сосудов лимфатических узлов - формирование гиалиновых тромбов, в строме наблюдались диапедезные, а в отдельных узлах массивные кровоизлияния При иммуногистохимическом исследовании выявлены преобладание в паракортикальной зоне Т-хелперов CD4+, деплеция цитотоксических лимфоцитов CD8+, увеличение количества как лимфоцитов, экспрессирующих супрессорный белок PD-1, так и активированных лимфоцитов, экспрессирующих активационный антиген CD30 В значительном количестве в просвете синусов и в паракортикальной зоне обнаружены CD123-позитивные плазмоцитоидные дендритные клетки, секретирующие интерферон 1-го типа Заключение В лимфатических узлах пациентов с COVID-19 тяжелого и крайне тяжелого течения выявляются редукция В-зависимой зоны и деплеция цитотоксических Т-лимфоцитов с повышением экспрессии PD-1, что говорит об истощении иммунного ответа В то же время в паракортикальной зоне наблюдается значительный реактивный плазмоцитоз с наличием многочисленных Т-хелперов -морфологический субстрат гуморального звена иммунитета, что может свидетельствовать о неэффективности гуморального ответа у пациентов с COVID-19 тяжелого течения при одновременной несостоятельности Т-клеточного иммунитета