Nature子刊:揭开新冠感染后脑雾的机制
Bringing medical advances from the lab to the clinic.
关键词:新冠感染;脑雾;Nat Neurosci
免疫风暴
当研究人员试图寻找新冠病毒导致脑部问题的“真凶”时,炎症反应很快成为首要嫌疑对象。这是因为炎症(身体抵御入侵者时产生的免疫细胞和化学物质)已被证实与其他病毒(如 HIV)引发的认知症状有关。
SARS-CoV-2在人体内可激发强大的免疫反应,但之前尚不清楚脑细胞本身是否会参与免疫反应,以及参与方式。
爱尔兰都柏林大学医学院的神经病理学家 Helena Radbruch 和她的同事们研究了因感染新冠去世的人的脑部样本,他们没有发现被 SARS-CoV-2 感染的脑细胞。但是,他们发现这类患者在特定脑区中的免疫活动相较于其他原因死亡的人群更为异常活跃,这些区域包括与认知、嗅觉相关的结构。这样的异常活动仅在于感染病毒后不久去世的患者脑部中有所体现。
Radbruch认为这些发现显示,COVID-19 在大脑外部触发的炎症会于感染早期刺激特定大脑区域的免疫反应,这可能就是神经症状产生的重要原因。
研究团队推测,如果神经炎症持续存在,就有可能导致“长新冠”(即感染后数月甚至数年内仍存在的复杂症状群)中出现的脑部症状。该研究结果发表于《自然-神经科学》期刊。
屏障漏洞
那么,身体其他部位产生的分子是如何影响大脑炎症的呢?都柏林圣三一学院的神经学家 Matthew Campbell 和神经病学家 Colin Doherty 的研究发现,SARS-CoV-2 感染可导致血脑屏障被破坏,而血脑屏障正是隔绝大脑与身体其他部分的关键结构。
研究团队发现,那些同时患有长期后遗症以及“脑雾”(记忆、注意力以及决策力问题)的患者,其血脑屏障的通透性高于未感染者,也高于仅有长期后遗症但不存在“脑雾”症状的人群。
同时,该团队发现这些患者的血液中充满了炎症分子,它们可能会通过漏洞百出的屏障进入大脑。
编者按:
新冠病毒损伤大脑的学说
虽然大部分的证据表明神经炎症是新冠症状产生的来源,也有一些研究支持“病毒直接感染”的理论【2】。
例如,都柏林大学学院的另一个研究团队发现,实验皿中的人类神经元及其他脑细胞会被 SARS-CoV-2 所感染,甚至释放出具有感染性的病毒。研究人员还发现,阻断脑细胞上的特定蛋白质可以保护它们免受 SARS-CoV-2 感染。事实上,该病毒正是通过与这一特定蛋白质结合才能实现对其他细胞(包括肺细胞)的感染。研究人员称这一发现支持了“病毒能够直接影响大脑”的模型。
另一个研究团队则成功感染了多巴胺能神经元,这类神经元使用多巴胺作为信号分子进行细胞间的通信。纽约康奈尔大学的神经科学家 Shuibing Chen 和她的团队发现,感染促使多巴胺能神经元(而非其他类型神经元)进入一种被称为衰老的状态。细胞衰老与老化密切相关,具有特征性的基因活动模式,可促使细胞释放免疫分子。
当研究人员分析因新冠去世患者的尸检组织时,他们再次观察到了与衰老相关的基因模式,且出现在一个充满多巴胺能神经元的脑区。Chen 认为,衰老状态下这些细胞所分泌的炎症因子可能是新冠诱发脑损伤乃至神经系统损害的根本原因。
多种因素交织
然而,在实验室环境下被感染的脑细胞数量有限,目前也缺乏SARS-CoV-2直接感染新冠患者大脑的确凿证据。
值得注意的是,即便是支持“病毒直接感染”假说的研究者也认可了免疫细胞的重要作用。
同时,所有这些研究都为我们提供了潜在治疗靶点和生物标志物的线索。例如,Chen的研究显示,糖尿病药物二甲双胍能够在神经元中阻断病毒诱导的衰老反应,有望成为治疗方法之一。
但COVID-19 的脑部症状很可能是由多种因素共同引起的,这无疑会增加治疗难度,特别是在“长新冠”的情况下。目前来看并不存在“灵丹妙药”。
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