新冠病毒对大脑造成损害的新线索

刘迪一/编译

嗅觉丧失、头痛、记忆力问题是COVID-19带来的一系列折磨人的神经系统症状，这会使日常活动变得困难。2024年3月，一项新的研究进一步证明大脑炎症可能是这些症状的根源。

并非所有数据都指向同一方向。部分研究表明，新冠病毒能直接感染脑细胞。这些工作支持了此前“直接感染SARS-CoV-2导致COVID-19相关大脑问题”的假设。另一些新发现则支持了“大脑炎症相当关键”的观点。例如，一项研究已经确定COVID-19患者易发生炎症的特定大脑区域。

爱尔兰都柏林大学的神经病毒学家尼古拉 · 弗莱彻（Nicola Fletcher）表示：“现在，科研越发聚焦于大脑炎症，并为我们提供了一些更具体的答案。”

免疫风暴

炎症发生时，身体针对入侵者释放大量免疫细胞和化学物质。已知炎症与其他病毒（例如艾滋病病毒）引起的认知症状有关。SARS-CoV-2会刺激全身产生强烈的免疫反应，但尚不清楚脑细胞本身能否促进该反应；如果能，又是如何促进的。

德国柏林夏里特大学医学院的神经病理学家海伦娜 · 拉德布鲁赫（Helena Radbruch）与同事研究了新冠死亡人群的大脑样本，并未发现任何感染SARS-CoV-2的细胞。但他们确实观察到，这些人的某些脑区相比非因新冠死亡者存在更多免疫活动。这种异常活动在嗅球（负责嗅觉）和脑干（控制呼吸等身体功能）等区域很明显，并且只在感染病毒后不久即死亡的患者大脑中出现。

拉德布鲁赫认为，上述观察结果表明新冠在大脑外引起的炎症可于感染早期触发特定脑区的免疫反应，这似乎会导致神经系统症状。研究团队怀疑，神经炎症如果持续存在，或会导致与长新冠相关的复杂大脑症状，即便感染期结束，症状仍可能持续数月甚至数年。拉德布鲁赫等人的研究成果发表于《自然-神经科学》（Nature Neuroscience）。

渗漏的屏障

但是身体其他部分的分子如何影响大脑的炎症呢？都柏林圣三一学院的神经科学家马修 · 坎贝尔（Matthew Campbell）和神经病学家科林 · 多尔蒂（Colin Doherty）研究发现，将大脑与身体其他部分分隔的血脑屏障在SARS-CoV-2感染期间会被破坏。

他们于《自然-神经科学》撰文指出：有脑雾症状（影响记忆、注意力和决策）的长新冠人群相较未感染者或无脑雾症状的长新冠人群，前者的血脑屏障更容易被渗透；而且这些人的血液里充满炎症分子，它们可能通过渗漏的屏障进入大脑。文章还介绍了免疫分子进入大脑的明确途径。

大脑被入侵

大多数证据表明神经炎症是脑雾的根源，但也有部分研究支持直接感染的理论。

例如，都柏林大学的另一个团队发现，实验室培养皿中的人类神经元和其他脑细胞可能感染SARS-CoV-2，甚至将传染性病毒释放到周围环境。科学家还发现，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。新冠病毒需要与特定蛋白质结合才能感染包括肺细胞在内的其他类型细胞。弗莱彻指出：“这支持了病毒能直接影响大脑的理论模型。”（该工作已发布在bioRxiv预印本服务器上，尚未经过同行评审。）

另一个团队成功用SARS-CoV-2感染了多巴胺能神经元。这种神经元能通过多巴胺进行通信。美国康奈尔大学的神经科学家陈水冰及其团队发现，病毒感染会触发这些神经元（而非其他神经元）进入所谓衰老状态。这种状态可促使细胞释放免疫分子。

当研究人员尸检新冠死亡病例的组织时，他们再次在充满多巴胺能神经元的大脑区域看到与衰老相关的基因模式。陈水冰认为，衰老以及这些细胞分泌的炎症因子可能是COVID-19引起的脑损伤以及神经系统受潜在影响的基础。该研究发表于《细胞-干细胞》（Cell Stem Cell）。

因素复杂

然而，只有少数脑细胞在实验室培养皿中被感染。此外也缺乏COVID-19患者大脑被病毒感染的确凿证据。弗莱彻的工作为神经元直接感染理论提供了支持，也认识到免疫细胞的重要性。

上述种种研究都指明了潜在治疗靶点和生物标志物。例如，在陈水冰的工作中，糖尿病药物二甲双胍被证明能阻断病毒诱导的神经元衰老过程，是一种潜在治疗选项。但COVID-19患者的大脑症状可能由多种因素共同引发，这会使认知问题的治疗变得复杂，尤其是在长期感染的情况下。坎贝尔说道：“有很多过程同时发生。我觉得不会有灵丹妙药。”

资料来源 Nature