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Nature:新冠感染對大腦的影響,即使是輕症也可能出現潛在腦損傷!

新冠病毒SARS-CoV-2最初被認為是一種呼吸道病毒,但随着全球病例數量增加,人們認識到該病毒不僅會引起呼吸道症狀,還波及到其他多個器官系統,神經系統首當其沖。

一項針對英國住院患者的研究發現,在新冠急性感染期,患者最常見的神經症狀包括:嗅覺喪失、中風、谵妄、腦部發炎、腦部病變等。

不僅如此,在急性感染後數月,味覺、嗅覺喪失,注意力不集中、頭痛、感覺障礙、睡眠障礙,抑郁甚至精神疾病也可能會作為新冠後遺症,在一些恢複期的患者中持續存在,即使是年輕的輕症患者也不例外。

然而新冠病毒損傷大腦的機制我們至今還未明白,目前主流的觀點認為新冠病毒可能是通過免疫激活、神經發炎以及腦血管損傷影響神經系統功能。

Nature:新冠感染對大腦的影響,即使是輕症也可能出現潛在腦損傷!

新冠肺炎患者屍檢結果顯示這些死者大腦中存在明顯發炎伴有免疫細胞的激活與浸潤。

和流感相比,新冠肺炎急性感染者中風的風險顯著增加,即使在調整了中風危險因素後,這種相關性仍然存在,在新冠肺炎患者也發現了和中風患者類似的器官内血栓形成和梗死增多。

近期來自美國杜蘭大學的研究團隊利用感染了新冠病毒的非人類靈長類動物模型,重制了人類病例的屍檢結果,詳細地展示了新冠病毒是如何影響神經系統的。更令人驚訝的一點是,沒有明顯呼吸道症狀的感染猴,它們的腦部竟然也存在腦損傷改變。該研究于2022年4月1日發表在Nature communications。

Nature:新冠感染對大腦的影響,即使是輕症也可能出現潛在腦損傷!

研究實驗組納入8隻成年猴子,包括4隻恒河猴(Rhesus macaques, RM)以及4隻非洲綠猴(African green monkeys, AGMs),通過多途徑黏膜接種或氣溶膠霧化方式感染新冠病毒原始株(2019-nCoV毒株)。

另有成年的恒河猴與非洲綠猴各2隻,通過多途徑黏膜接種不含病毒的培養基,作為對照組。

在一周内,實驗組猴子均成功感染了新冠病毒,除了AGM1和AGM2提前死亡,其他猴子都活到了實驗終點。

AGM1在感染後第8天陷入昏迷,對刺激隻有輕微反應,出現了呼吸困難、低體溫和低氧血症的情況,對其麻醉後進行了安樂死。AGM2在感染後第22天也出現了類似表現,同樣進行了安樂死。

實驗結束後,收集實驗組和對照組猴子标本,進行分析對比,結果顯示,感染了新冠病毒的實驗組和對照組相比,實驗組猴子腦部存在明顯的發炎反應以及廣泛的小膠質細胞、星型膠質細胞的激活。

Nature:新冠感染對大腦的影響,即使是輕症也可能出現潛在腦損傷!

感染後,實驗組猴子腦部神經元發生了不同程度的細胞核溶解,神經元凋亡,特别是在小腦和腦幹部位。

不僅如此,實驗組猴子腦部還出現了數量更多、面積更大的微出血點,伴有微血栓的形成,尤其在最早死亡的AGM1的腦部更是發現大量的出血點,這很有可能是導緻它的迅速死亡的原因之一。

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腦血管損傷會造成局部腦組織供血、供氧不足,感染期間,實驗組猴子血樣飽和度在89%-99%之間波動,大部分時候是低于95%的,雖然未到警戒值,但也意味着輕度低氧血症的存在,對應的是實驗組猴子血液中的二氧化碳濃度超過了正常生理範圍。

而大腦又是一個代謝非常旺盛的器官,它高度依賴有氧糖酵解産生的ATP供能,長時間或斷續地血氧飽和度降低會引起腦缺氧、能量代謝障礙,影響神經細胞活性,最終導緻神經細胞死亡,腦損傷發生。

感染新冠後引起腦缺氧的證據就是和對照組相比,實驗組猴子多個腦區低氧誘導因子HIF-1a的表達明顯上升,對低氧條件十分敏感的腦細胞浦肯野神經元及其周圍細胞發生退化并走向凋亡。

Nature:新冠感染對大腦的影響,即使是輕症也可能出現潛在腦損傷!

最後,研究人員試圖在感染的猴子腦部尋找新冠病毒的蹤迹,和人類屍檢結果類似,他們僅能在血管内找到寥寥無幾的新冠病毒,提示實驗組猴子腦組織病變不太可能是新冠病毒直接入侵大腦造成的。

基于以上發現,研究人員認為在新冠感染到出現神經症狀的過程中,腦缺氧發揮着重要作用,這種腦缺氧可能是由全身性低氧血症加上腦血管損傷共同導緻的,程度可以很輕微,但隻要時間一長,就會造成神經細胞損傷、死亡。

更重要的是,腦缺氧并不僅出現在那些呼吸困難的嚴重病例中,在那些呼吸道症狀不明顯的感染者中也出現了腦血氧降低的現象,說明腦缺氧很可能是新冠感染後普遍存在的一個特征。

正如所有年齡、有或沒有并發症,感染後疾病嚴重程度的感染者都有可能出現新冠神經症狀。

“因為感染者沒有出現明顯的呼吸道症狀,是以沒有人預料到這些感染者可能會有潛在的腦損傷”研究人員Tracy Fischer談到。

她希望這項研究和未來更多的新冠病毒與大腦的研究能夠為治療和改善新冠急性期和長期新冠出現的神經症狀指明方向。

參考文獻

2.Spudich S, Nath A. Nervous system consequences of COVID-19. Science. 2022;375(6578):267-269. doi:10.1126/science.abm2052

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4.Merkler AE, Parikh NS, Mir S, et al. Risk of Ischemic Stroke in Patients With Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) vs Patients With Influenza. JAMA Neurol. 2020;77(11):1366–1372. doi:10.1001/jamaneurol.2020.2730

撰文 | 四五七

編輯 | Swagpp

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