研究揭示COVID-19如何直接损害脑细胞

一项新研究表明,SARS-CoV-2病毒如何损害大脑,并可能导致 long COVID患者经常报告的长期神经问题。发表在《自然-神经科学》杂志上的新研究首次证明了SARS-CoV-2病毒如何直接损害大脑中的细胞。一个国际科学家小组发现构成血脑屏障的血管细胞可被病毒破坏,这可能导致COVID-19通常报告的短期和长期神经症状。

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随着研究人员竞相了解这种新型冠状病毒对人体的全部影响,SARS-CoV-2对大脑的影响仍在出现。在经历长期的、挥之不去的COVID-19症状的人中,通常报告有脑雾等认知问题,而对已故患者的脑组织研究检测到了炎症的分子标记,表明病毒可以影响大脑。

然而,目前仍不清楚SARS-CoV-2病毒是否进入大脑并直接造成损害,或者神经症状是由对病毒的系统性免疫反应引发某种神经炎症而产生的。

今年早些时候,由耶鲁大学的神经科学家领导的一项强有力的研究当然证明了病毒如何能够直接感染脑细胞,但对于在现实世界的感染中是否真的发生这种情况仍有争论。除了研究已故COVID-19患者的脑组织外,很难发现该病毒是否明确地感染了大脑中的细胞。

这项新研究专注于一种特殊的脑细胞,称为人脑微血管内皮细胞。这些细胞是血脑屏障的一个重要组成部分,血脑屏障是帮助阻止外来或有毒分子进入大脑的保护墙。为了研究SARS-CoV-2对这些内皮细胞的影响,研究人员首先观察了死于COVID-19的病人的脑组织。参与该项目的神经科学家Jan Wenzel说,与匹配良好的对照组相比,COVID-19患者的死亡细胞数量增加。

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“考虑到临床数据暗示了COVID-19患者的微血管变化,我们开始研究已故COVID-19患者的大脑样本的微血管,”Wenzel在Twitter上解释道。“我们发现死亡的毛细血管数量增加,即所谓的‘串联’血管。”

转到细胞和动物实验中,研究人员随后准确地证明了SARS-CoV-2病毒如何能够杀死这些内皮细胞。并假设这种损害的后果是大脑区域的血流减少,导致认知问题或神经退行性疾病的风险增加。

“......我们认为,SARS-CoV-2对脑内皮细胞的直接感染导致其主要蛋白酶的表达,该蛋白酶可以裂解NEMO,这是一种脑内皮细胞生存所必需的基本蛋白质,”Wenzel说。“我们的发现可能至少部分地解释了不仅在COVID-19的急性期而且在长期阶段出现的神经系统症状,包括得到中风或癫痫发作和 long COVID的风险增加。”

该研究确实乐观地表明这种损害可能是可逆的,小鼠模型展示了抑制病毒和内皮细胞之间这种破坏性互动的可能方法。Wenzel还推测,接种疫苗可以减少病毒对血脑屏障的损害。

Wenzel说:“据我们所知,接种疫苗可以防止血管损伤,因为免疫系统对我们血液中的病毒起作用,而内皮细胞是从那里被感染的。”

虽然这项研究是强大而彻底的,但它绝不是SARS-CoV-2对人类大脑有什么影响的明确答案。很难自信地断定在死者脑组织样本中看到的这些脑损伤迹象是由病毒造成的,也很难知道这种损伤的长期影响。

一些研究人员最近警告说,由于COVID-19的长期影响,未来诸如帕金森病等神经系统疾病的发病率可能会增加。没有参与这项新研究的澳大利亚研究员Zoe Hyde说,这些发现肯定了COVID-19对大脑造成损害的潜力,而且这似乎可能导致未来痴呆症的发病率上升。

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Hyde最近在Twitter上说:“COVID-19可以造成大脑损伤。如果我们在未来几年看到越来越多的成年人患上血管性痴呆,我不会感到惊讶。”

其他研究人员对从这项特殊研究中推断出长期的神经系统问题更为谨慎。老年医学家Kate Gregorevic认为,新的研究结果没有提供关于轻微的COVID-19症状是否会影响一个人未来的痴呆风险的洞察力。

“所引用的研究描述了对死于COVID的人所做的一系列脑部解剖,这些人通常是缺氧,大多数是在使用呼吸机数周后死亡,”Gregorevic指出。“这不能推断到轻度COVID的人身上。”

这项新研究的合著者Vincent Prevot也比较谨慎,他表示这些发现提出了很多未解答的问题。他建议,重要的是要意识到SARS-CoV-2对大脑的潜在影响,并在未来几年内对患者进行监测。

Prevot说:“对SARS-CoV-2感染的严重性及其对正常大脑功能的影响的这种认识,对于在未来几年对受感染的病人进行最佳管理至关重要。”

这项新研究发表在《自然-神经科学》杂志上。

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