《自然神经科学》头痛、记忆问题和疲劳——COVID-19如何影响大脑

　　

新冠肺炎患者的神经系统症状，如头痛和疲劳，可能不是由于直接的脑部感染，而是身体对病毒的免疫反应，研究显示脑神经元中没有病毒。

神经系统症状显然不是SARS-CoV-2脑部感染。

科学家们仍然不确定COVID-19是如何出现神经系统症状的。是因为SARS-CoV-2感染大脑吗?或者这些症状是身体其他部位炎症的结果?charit  - Universit?tsmedizin Berlin的一项研究现在提供了支持后一种理论的证据。这项研究于2024年2月16日发表在《自然神经科学》杂志上。        

头痛、记忆问题和疲劳只是冠状病毒感染期间出现的一些神经系统影响，可能会持续到急性期之后。甚至在大流行的早期，研究人员就推测大脑的直接感染可能是原因。

“我们一开始也把这作为我们的假设。但到目前为止，还没有明确的证据表明冠状病毒可以在大脑中持续存在，更不用说增殖了，”慈善医院神经病理学部慢性神经炎症工作组负责人海伦娜·拉德布鲁赫博士解释说。“比如，我们需要找到大脑中完整病毒颗粒的证据。相反，冠状病毒可能感染大脑的迹象来自间接测试方法，因此它们并不完全是决定性的。”

根据第二种假设，神经系统症状可能是身体为防御病毒而部署的强大免疫反应的一种副作用。过去的研究表明，情况可能就是这样。目前的慈善研究用详细的分子生物学和解剖结果支持了这一理论。

脑干横切面:神经元(蓝灰色)与免疫细胞(紫色)密切接触。线状的蓝色结构是神经元的延伸，它们可以以神经纤维的形式一直延伸到远处的器官。根据该研究，由于肺部的炎症，脑干中的免疫细胞和神经元可以通过神经纤维直接激活。图片来源:?charit<e:1> | Jenny Meinhardt

没有脑部直接感染的迹象

在这项研究中，研究小组分析了21名因严重冠状病毒感染而死于医院(通常是ICU)的人的大脑各个区域。为了进行比较，研究人员研究了9名在重症监护治疗后死于其他原因的患者。首先，他们观察组织是否显示出任何明显的变化，并寻找冠状病毒的任何迹象。然后，他们对基因和蛋白质进行了详细的分析，以确定单个细胞内发生的特定过程。

与之前的其他研究团队一样，慈善基金会的科学家们在某些病例中发现了冠状病毒的遗传物质。“但我们没有发现被SARS-CoV-2感染的神经元，”拉德布鲁赫指出。“我们假设免疫细胞吸收了体内的病毒，然后进入大脑。他们仍然携带病毒，但它不会感染大脑细胞。所以冠状病毒侵入了身体的其他细胞，但没有侵入大脑本身。”

大脑会对体内的炎症做出反应

尽管如此，研究人员确实注意到，感染COVID-19的人大脑中一些细胞的分子过程发生了惊人的变化:例如，这些细胞增加了干扰素信号通路，这通常在病毒感染过程中被激活。

“一些神经元显然会对身体其他部位的炎症做出反应，”克里斯蒂安·康拉德(Christian Conrad)教授说，他是柏林健康研究所(BIH)智能成像工作组的负责人，也是该研究的主要研究者之一，与拉德布鲁赫(Radbruch)一起。“这种分子反应可以很好地解释我们在COVID-19患者中看到的神经系统症状。例如，脑干中这些细胞释放的神经递质会导致疲劳。这是因为脑干是控制动力、动机和情绪的细胞群的所在地。”

反应性神经细胞主要在迷走神经的细胞核中被发现。这些是位于脑干的神经细胞，一直延伸到肺、肠和心脏等器官。Radbruch解释说:“简单来说，我们对数据的解释是迷走神经‘感知’身体不同器官的炎症反应，并在脑干中对其作出反应，而没有任何脑组织的实际感染。”“通过这种机制，炎症确实会以某种方式从身体扩散到大脑，从而破坏大脑功能。”

反应的时效性

神经元对炎症的反应是暂时的，正如在急性冠状病毒感染期间死亡的人与至少两周后死亡的人的比较所显示的那样。分子变化在急性感染阶段最为明显，但在急性感染阶段之后会再次恢复正常——至少在绝大多数病例中是这样。

康拉德说:“我们认为，如果炎症变成慢性的，这可能是导致某些人在长期COVID中经常观察到的神经系统症状的原因。”为了进一步证实这一怀疑，研究小组目前正计划更详细地研究长冠肺炎患者脑液中的分子特征。

参考:《COVID-19早期和晚期脑干、小脑和嗅觉组织的蛋白质组学和转录组学分析》作者:Josefine Radke、Jenny Meinhardt、Tom Aschman、Robert Lorenz Chua、Vadim Farztdinov、S?ren Lukassen、Foo Wei Ten、Ekaterina Friebel、Naveed Ishaque、Jonas Franz、Valerie Helena Huhle、Ronja Mothes、Kristin Peters、Carolina Thomas、Shirin Schneeberger、Elisa Schumann、Leona Kawelke、Julia jnger、Viktor Horst、Simon Streit、Regina von Manitius、p                   K?rtvélyessy、Stefan Vielhaber、Dirk Reinhold、Anja E. Hauser、Anja Osterloh、Philipp Enghard、Jana Ihlow、Sefer Elezkurtaj、David Horst、Florian Kurth、Marcel A. mller、Nils C. Gassen、Julia Melchert、Katharina Jechow、Bernd Timmermann、Camila Fernandez-Zapata、Chotima B?ttcher、Werner Stenzel、Elke krger、Markus Landthaler、Emanuel Wyler、Victor Corman、Christine Stadelmann、Markus Ralser、Roland Eils、Frank L. Heppner、Michael mlleder、Christian Conrad和Helena Radbruch, 2024年2月16日自然神经科学。