Epidemiology and Infectious DiseasesEpidemiology and Infectious DiseasesЭпидемиология и инфекционные болезни3034-20073034-2015Eco-Vector10528910.17816/EID105289Case reportsКлинические случаиResearch ArticleMalignant course of invasive pulmonary aspergillosis in the new coronavirus infection COVID-19Злокачественное течение инвазивного лёгочного аспергиллёза при новой коронавирусной инфекции COVID-19https://orcid.org/0000-0002-4979-87682066-2690AvdeevaMarina G.АвдееваМарина Геннадьевна
Russian Federation

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

д.м.н., профессор

avdeevam@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4416-68845869-2066MozgalevaNatalia V.МозгалёваНаталья Владимировна
Russian Federation

MD, Cand. Sci. (Med.)

к.м.н.

mozgalevanv@ikb2.ruhttps://orcid.org/0000-0001-9857-34028054-5634ParkhomenkoYury G.ПархоменкоЮрий Георгиевич
Russian Federation

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

д.м.н., профессор

parhomenkoyg@ikb2.ruKuban State Medical UniversityКубанский государственный медицинский университетClinical infectious diseases hospital No. 2Инфекционная клиническая больница № 2Scientific Research Institute of Human Morphology named after academician A.P. AvtsynНаучно-исследовательский институт морфологии человека имени академика А.П. Авцына210420221503202126284912403202229032022Copyright ©; 2021, Eco-vectorCopyright ©; 2021, ООО "Эко-вектор"2021Eco-vectorООО "Эко-вектор"https://rjeid.com/1560-9529/article/view/105289

Respiratory infections caused by fungal pathogens are the main cause of death in immunocompromised patients. During the COVID-19 pandemic, the registration of respiratory fungal pathology, especially pulmonary aspergillosis, has increased significantly.

We present a histopathologically confirmed case of fatal invasive pulmonary aspergillosis complicating COVID-19. A 65-year-old patient with long-term diabetes backgrounded with a severe course of COVID-19 (the virus was identified ICD-10 code U07.1) described. During the illness bilateral polysegmental pneumonia of fungal-bacterial (Klebsiella pneumoniae) etiology with necrosis and sequestration of the affected tissue the lower lobe of the right lung with the formation of a “fungal ball” and the development of a right-sided pneumothorax was developed. In other parts of both lungs, focal destruction of the interalveolar septa was determined with the formation of small cavities filled with detritus and accumulations of segmented neutrophils, with the proliferation of fungal mycelium, positively stained in the PAS reaction. Fungal hyphae and conidial heads were also found in the lumens of individual bronchi and vessels with invasion of their walls. Long-term (more than one month) course of the disease, clinical and radiological dynamics, and detection of a forming connective tissue capsule along the periphery of the necrosis zone during microscopy testifies in favor of the subacute nature of the infection.

The presented clinical case, as well as a review of current publications and meta-analyses on invasive pulmonary aspergillosis, point to diagnostic problems and poor outcomes of invasive pulmonary aspergillosis in patients with COVID-19.

Pulmonary aspergillosis associated with COVID-19 is a serious and potentially life ― threatening complication in patients with severe COVID-19 receiving immunosuppressive treatment. Early diagnosis of fungal infections is crucial to ensure the survival of such patients. Targeted biopsy examination with microscopy and/or seeding of a lung biopsy allows not only to establish the diagnosis of aspergillosis, but also to determine the presence of tissue invasion.

Further research should include approaches aimed at developing an effective diagnosis of fungal tissue invasion and respiratory tract damage, determining the patient’s immune status in order to conduct personalized immunotherapy.

Респираторные инфекции, вызванные грибковыми патогенами, являются основной причиной смерти пациентов с ослабленным иммунитетом. За время пандемии COVID-19 существенно возросла регистрация респираторной грибковой патологии, в особенности лёгочного аспергиллёза.

В статье представлен гистопатологически подтверждённый случай летального исхода вследствие инвазивного лёгочного аспергиллёза, осложнившего течение COVID-19. У больной в возрасте 65 лет, длительно страдавшей сахарным диабетом, на фоне тяжёлого течения COVID-19 (вирус идентифицирован; код по МКБ-10 U07.1) развилась двусторонняя полисегментарная пневмония грибково-бактериальной (Klebsiella pneumoniae) этиологии с некрозом и секвестрацией поражённой ткани нижней доли правого лёгкого с формированием «грибкового шара» и развитием правостороннего пневмоторакса. В других отделах обоих лёгких определялась очаговая деструкция межальвеолярных перегородок с образованием мелких полостей, заполненных детритом и скоплениями сегментоядерных нейтрофилов, с пролиферацией мицелия грибов, положительно окрашиваемого при ШИК-реакции. Грибковые гифы и конидиальные головки также были обнаружены в простветах отдельных бронхов и сосудов с инвазией их стенок. Длительное (более одного месяца) течение заболевания, клинико-рентгенологическая динамика и обнаруженная при микроскопии формирующаяся соединительнотканная капсула по периферии зоны некроза свидетельствовали в пользу подострого характера инфекции.

Приведённый клинический случай, а также обзор современных публикаций и метаанализов, посвящённых инвазивному лёгочному аспергиллёзу, указывают на диагностические проблемы и неблагоприятные исходы инфекционного поражения лёгочной паренхимы у пациентов с COVID-19, заставляя по-новому взглянуть на значимость грибковой флоры в патологии дыхательных путей.

Лёгочный аспергиллёз, связанный с COVID-19, ― серьёзное и потенциально опасное для жизни осложнение у пациентов с тяжёлой формой COVID-19, получающих иммуносупрессивное лечение. Ранняя диагностика грибковых инфекций имеет решающее значение для обеспечения выживания таких больных. Прицельное биопсийное исследование с микроскопией и (или) посевом биоптата лёгкого позволяет не только установить диагноз аспергиллёза, но и определить наличие тканевой инвазии.

Дальнейшие исследования должны включать подходы, направленные на разработку эффективной диагностики грибковой инвазии тканей и поражения дыхательных путей, определения иммунного статуса пациента с целью проведения персонализированной иммунотерапии.

new coronavirus infectionCOVID-19invasive pulmonary aspergillosiscase reportновая коронавирусная инфекцияCOVID-19инвазивный лёгочный аспергиллёзклинический случайAvdeeva MG, Kulbuzheva MI, Zotov SV, et al. Microbial landscape in hospital patients with a new coronavirus infection COVID-19, comparative antibiotic resistance with a “docovid” period: a prospective study. Kuban Sci Med Bulletin. 2021;28(5):14–28. (In Russ). doi: 10.25207/1608-6228-2021-28-5-14-28Авдеева М.Г., Кулбужева М.И., Зотов С.В., и др. Микробный пейзаж у госпитальных больных с новой коронавирусной инфекцией COVID-19, сравнительная антибиотикорезистентность с «доковидным» периодом: проспективное исследование // Кубанский научный медицинский вестник. 2021. Т. 28, № 5. С. 14–28. doi: 10.25207/1608-6228-2021-28-5-14-28Singh S, Verma N, Kanaujia R, et al. Mortality in critically ill patients with coronavirus disease 2019-associated pulmonary aspergillosis: A systematic review and meta-analysis. Mycoses. 2021; 64(9):1015–1027. doi: 10.1111/myc.13328Singh S., Verma N., Kanaujia R., et al. Mortality in critically ill patients with Coronavirus Disease 2019-associated pulmonary Aspergillosis: a systematic review and meta-analysis // Mycoses. 2021. Vol. 64, N 9. Р. 1015–1027. doi: 10.1111/myc.13328Ledoux MP, Guffroy B, Nivoix Y, et al. Invasive pulmonary aspergillosis. Semin Respir Crit Care Med. 2020;41(1):80–98. doi: 10.1055/s-0039-3401990Ledoux M.P., Guffroy B., Nivoix Y., et al. Invasive pulmonary Aspergillosis // Semin Respir Crit Care Med. 2020. Vol. 41, N 1. Р. 80–98. doi: 10.1055/s-0039-3401990Ullmann AJ, Aguado JM, Arikan-Akdagli S, et al. Diagnosis and management of Aspergillus diseases: executive summary of the 2017 ESCMID-ECMM-ERS guideline. Clin Microbiol Infect. 2018; 24(Suppl. 1):e1–e38. doi: 10.1016/j.cmi.2018.01.002Ullmann A.J., Aguado J.M., Arikan-Akdagli S., et al. Diagnosis and management of Aspergillus diseases: executive summary of the 2017 ESCMID-ECMM-ERS guideline // Clin Microbiol Infect. 2018. Vol. 24, Suppl. 1. Р. e1–e38. doi: 10.1016/j.cmi.2018.01.002Song G, Liang G, Liu W. Fungal co-infections associated with global COVID-19 pandemic: a clinical and diagnostic perspective from China. Mycopathologia. 2020;185(4):599–606. doi: 10.1007/s11046-020-00462-9Song G., Liang G., Liu W. Fungal co-infections associated with global COVID-19 pandemic: a clinical and diagnostic perspective from China // Mycopathologia. 2020. Vol. 185, N 4. Р. 599–606. doi: 10.1007/s11046-020-00462-9Brackin AP, Hemmings SJ, Fisher MC, Rhodes J. Fungal genomics in respiratory medicine: what, how and when? Mycopathologia. 2021; 186(5):589–608. doi: 10.1007/s11046-021-00573-xBrackin A.P., Hemmings S.J., Fisher M.C., Rhodes J. Fungal genomics in respiratory medicine: what, how and when? // Mycopathologia. 2021. Vol. 186, N 5. Р. 589–608. doi: 10.1007/s11046-021-00573-xPasquier G, Bounhiol A, Gangneux RF, et al. A review of significance of Aspergillus detection in airways of ICU COVID-19 patients. Mycoses. 2021;64(9):980–988. doi: 10.1111/myc.13341Pasquier G., Bounhiol A., Robert Gangneux F., et al. A review of significance of Aspergillus detection in airways of ICU COVID-19 patients // Mycoses. 2021. Vol. 64, N 9. Р. 980–988. doi: 10.1111/myc.13341Cadena J, Thompson GR, Patterson TF. Aspergillosis: epidemiology, diagnosis, and treatment. Infect Dis Clin North Am. 2021;35(2):415–434. doi: 10.1016/j.idc.2021.03.008Cadena J., Thompson G.R., Patterson T.F. Aspergillosis: epidemiology, diagnosis, and treatment // Infect Dis Clin North Am. 2021. Vol. 35, N 2. Р. 415–434. doi: 10.1016/j.idc.2021.03.008Salehi M, Khajavirad N, Seifi A, et al. Proven Aspergillus flavus pulmonary aspergillosis in a COVID-19 patient. A case report and review of the literature. Mycoses. 2021;64(8):809–816. doi: 10.1111/myc.13255Salehi M., Khajavirad N., Seifi A., et al. Proven Aspergillus flavus pulmonary aspergillosis in a COVID-19 patient. A case report and review of the literature // Mycoses. 2021. Vol. 64, N 8. Р. 809–816. doi: 10.1111/myc.13255Dewi IM, Janssen NA, Rosati D, et al. Invasive pulmonary Aspergillosis associated with viral pneumonitis. Curr Opin Microbiol. 2021;62:21–27. doi: 10.1016/j.mib.2021.04.006Dewi I.M., Janssen N.A., Rosati D., et al. Invasive pulmonary Aspergillosis associated with viral pneumonitis // Curr Opin Microbiol. 2021. Vol. 62. Р. 21–27. doi: 10.1016/j.mib.2021.04.006Salazar F, Bignell E, Brown GD, et al. Pathogenesis of respiratory viral and fungal coinfections. Clin Microbiol Rev. 2022;35(1):e0009421. doi: 10.1128/CMR.00094-21Salazar F., Bignell E., Brown G.D., et al. Pathogenesis of respiratory viral and fungal coinfections // Clin Microbiol Rev. 2022. Vol. 35, N 1. Р. e0009421. doi: 10.1128/CMR.00094-21Mohamed A, Rogers TR, Talento AF. COVID-19 Associated invasive pulmonary Aspergillosis: diagnostic and therapeutic challenges. J Fungi (Basel). 2020;6(3):115. doi: 10.3390/jof6030115Mohamed A., Rogers T.R., Talento A.F. COVID-19 associated invasive pulmonary Aspergillosis: diagnostic and therapeutic challenges // J Fungi (Basel). 2020. Vol. 6, N 3. Р. 115. doi: 10.3390/jof6030115Machado M, Valerio M, Álvarez-Uría A, et al.; COVID-19 Study Group. Invasive pulmonary Aspergillosis in the COVID-19 era: an expected new entity. Mycoses. 2021;64(2):132–143. doi: 10.1111/myc.13213Machado M., Valerio M., Álvarez-Uría A., et al.; COVID-19 Study Group. Invasive pulmonary aspergillosis in the COVID-19 era: an expected new entity // Mycoses. 2021. Vol. 64, N 2. Р. 132–143. doi: 10.1111/myc.13213Mitaka H, Kuno T, Takagi H, Patrawalla P. Incidence and mortality of COVID-19-associated pulmonary aspergillosis: a systematic review and meta-analysis. Mycoses. 2021;64(9):993–1001. doi: 10.1111/myc.13292Mitaka H., Kuno T., Takagi H., Patrawalla P. Incidence and mortality of COVID-19-associated pulmonary aspergillosis: a systematic review and meta- analysis // Mycoses. 2021. Vol. 64, N 9. Р. 993–1001. doi: 10.1111/myc.13292Chong WH, Saha BK, Neu KP. Comparing the clinical characteristics and outcomes of COVID-19-associate pulmonary Aspergillosis (CAPA): a systematic review and meta-analysis. Infection. 2022;50(1):43–56. doi: 10.1007/s15010-021-01701-xChong W.H., Saha B.K., Neu K.P. Comparing the clinical characteristics and outcomes of COVID-19-associate pulmonary spergillosis (CAPA): a systematic review and meta-analysis // Infection. 2022. Vol. 50, N 1. Р. 43–56. doi: 10.1007/s15010-021-01701-xEibschutz LS, Rabiee B, Asadollahi S, et al. FDG-PET/CT of COVID-19 and other lung infections. Semin Nucl Med. 2022;52(1): 61–70. doi: 10.1053/j.semnuclmed.2021.06.017Eibschutz L.S., Rabiee B., Asadollahi S., et al. FDG-PET/CT of COVID-19 and other lung infections // Semin Nucl Med. 2022. Vol. 52, N 1. Р. 61–70. doi: 10.1053/j.semnuclmed.2021.06.017Denning DW, Cadranel J, Beigelman-Aubry C, et al.; European Society for Clinical Microbiology and Infectious Diseases and European Respiratory Society. Chronic pulmonary Aspergillosis: rationale and clinical guidelines for diagnosis and management. Eur Respir J. 2016;47(1):45–68. doi: 10.1183/13993003.00583-2015Denning DW, Cadranel J, Beigelman-Aubry C, et al.; European Society for Clinical Microbiology and Infectious Diseases and European Respiratory Society. Chronic pulmonary Aspergillosis: rationale and clinical guidelines for diagnosis and management // Eur Respir J. 2016. Vol. 47, N 1. Р. 45–68. doi: 10.1183/13993003.00583-2015Trujillo H, Fernández-Ruiz M, Gutiérrez E, et al. Invasive pulmonary aspergillosis associated with COVID-19 in a kidney transplant recipient. Transpl Infect Dis. 2021;23(2):e13501. doi: 10.1111/tid.13501Trujillo H., Fernández-Ruiz M., Gutiérrez E., et al. Invasive pulmonary aspergillosis associated with COVID-19 in a kidney transplant recipient // Transpl Infect Dis. 2021. Vol. 23, N 2. Р. e13501. doi: 10.1111/tid.13501Van de Veerdonk FL, Brüggemann RJ, Vos S, et al. COVID-19-associated Aspergillus tracheobronchitis: the interplay between viral tropism, host defence, and fungal invasion. Lancet Respir Med. 2021;9(7):795–802. doi: 10.1016/S2213-2600(21)00138-7Van de Veerdonk F.L., Brüggemann R.J., Vos S., et al. COVID-19-associated Aspergillus tracheobronchitis: the interplay between viral tropism, host defence, and fungal invasion // Lancet Respir Med. 2021. Vol. 9, N 7. Р. 795–802. doi: 10.1016/S2213-2600(21)00138-7Koehler P, Bassetti M, Chakrabarti A, et al. Defining and managing COVID-19-associated pulmonary aspergillosis: the 2020 ECMM/ISHAM consensus criteria for research and clinical guidance. Lancet Infect Dis. 2020;21(6):e149–e162. doi: 10.1016/S1473-3099(20)30847-1Koehler P., Bassetti M., Chakrabarti A., et al. Defining and managing COVID-19-associated pulmonary aspergillosis: the 2020 ECMM/ISHAM consensus criteria for research and clinical guidance // Lancet Infect Dis. 2020. Vol. 21, N 6. P. e149–e162. doi: 10.1016/S1473-3099(20)30847-1