新冠大流行早已持續(xù)了近3年時(shí)間,但有好多問(wèn)題仍處在云里霧里。
例如,新冠病毒不僅功擊肺和呼吸道,也可以感染呼吸系統(tǒng)外的好多組織臟器,包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染,并表現(xiàn)出相應(yīng)的病狀。
有研究表明,超過(guò)30%的入院新冠病人表現(xiàn)出神經(jīng)或神經(jīng)精神病癥,也有部份病人出現(xiàn)不同程度的肝炎。
另外,越來(lái)越引人關(guān)注的感染新冠病毒后的后遺癥,即所謂長(zhǎng)新冠綜合征,也包括系列持續(xù)4周及更長(zhǎng)時(shí)間的神經(jīng)精神病癥。
但是,新冠病毒是怎樣功擊中樞神經(jīng)系統(tǒng)的?具體功擊的靶向是哪些?感染又是怎樣引起系列神經(jīng)精神病癥的?
這種問(wèn)題的答案基本上還是猜想細(xì)胞膜損傷,缺少關(guān)鍵證據(jù)。
如今,法國(guó)科學(xué)家小組最新發(fā)表在《美國(guó)科大學(xué)院刊(PNAS)》的一項(xiàng)研究以可信的證據(jù)出爐了新冠病毒功擊人腦的具體靶向,并探討了新冠感染對(duì)腦部結(jié)構(gòu)、代謝和功能的影響,給上述謎團(tuán)給出了挺好的回答。
新冠病毒主要功擊腦部的“后勤”細(xì)胞
腦部組織主要由功能性神經(jīng)元和為神經(jīng)元提供后勤保障支持的非神經(jīng)元細(xì)胞組成。
前者,最豐富和主要的是星形膠質(zhì)細(xì)胞,這些細(xì)胞除了可以給腦部神經(jīng)元提供生化和營(yíng)養(yǎng)支持,調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)和可能干擾神經(jīng)元功能的其它物質(zhì)(例如鉀)的水平,能夠維持保護(hù)腦部免受病衣原體和毒素侵犯的血腦屏障的完整性,并幫助維持腦部的穩(wěn)態(tài)。
法國(guó)的這項(xiàng)研究表明,新冠病毒導(dǎo)致腦部感染,引起神經(jīng)精神病癥正是通過(guò)對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞功擊實(shí)現(xiàn)的。
研究人員使用采集自26例死于新冠感染病人的腦組織,通過(guò)免疫組織物理染色技術(shù)為新冠病毒感染星形膠質(zhì)細(xì)胞提供了證據(jù)。
所謂免疫組織物理染色技術(shù)就是通過(guò)標(biāo)記的抗體抗原反應(yīng)讓組織內(nèi)特定的物理成份顯示特定的顏色。
法國(guó)的研究人員使用了三種免疫組化染色技術(shù),一種是標(biāo)示星形膠質(zhì)細(xì)胞特點(diǎn)性的膠質(zhì)纖維堿性蛋白(GFAP),GFAP+細(xì)胞呈現(xiàn)藍(lán)色螢光;一種是標(biāo)示新冠病毒復(fù)制的雙鏈RNA(dsRNA,只有病毒復(fù)制時(shí)才短暫出現(xiàn),表明存在病毒感染并進(jìn)行復(fù)制,而并非僅殘存在“死”的遺傳物質(zhì))呈現(xiàn)(品灰色;一種是標(biāo)示新冠病毒刺突蛋白呈現(xiàn)紅色。
當(dāng)將三種免疫組化染色圖象疊加時(shí),只有星形膠質(zhì)細(xì)胞同時(shí)呈現(xiàn)所有三種顏色,表明新冠病毒感染的正是星形膠質(zhì)細(xì)胞,并在其中進(jìn)行了復(fù)制。
新冠病毒對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞功擊須要NRP1
已知,新冠病毒功擊感染肺和其他多數(shù)組織細(xì)胞是通過(guò)病毒刺突蛋白與細(xì)胞膜上的ACE2受體結(jié)合實(shí)現(xiàn)的;另外,NRP1和BSG兩種受體也是刺突蛋白潛在的感染結(jié)合靶向。
研究人員通過(guò)對(duì)感染新冠病毒病人腦組織樣本的測(cè)量表明,星形膠質(zhì)細(xì)胞并不抒發(fā)ACE2受體,可以測(cè)量到一定水平的NRP1和BSG的mRNA,表明星形膠質(zhì)細(xì)胞可以抒發(fā)這兩種受體。
怎樣確定病毒感染依賴NRP1(神經(jīng)鞭毛蛋白-1)受體呢?
研究人員使用了中和性抗NRP1抗原對(duì)細(xì)胞進(jìn)行了預(yù)培養(yǎng),結(jié)果對(duì)NRP1的中和抑制了新冠病毒對(duì)培養(yǎng)的星形膠質(zhì)細(xì)胞的感染,否認(rèn)新冠病毒通過(guò)NRP1受體感染人類星形膠質(zhì)細(xì)胞。
新冠病毒感染對(duì)代謝和功能的影響
研究人員對(duì)感染新冠病毒的星形膠質(zhì)細(xì)胞的蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)變化進(jìn)行了測(cè)量。
結(jié)果,與對(duì)照組相比,新冠病毒感染的星形膠質(zhì)細(xì)胞中有170種蛋白質(zhì)抒發(fā)出現(xiàn)改變,其中68種下調(diào),102種調(diào)低。剖析表明,這種蛋白質(zhì)抒發(fā)的變化對(duì)代謝和功能形成了廣泛影響。其中對(duì)藍(lán)莓糖代謝的影響最明顯。
具體來(lái)說(shuō),新冠病毒感染的星形膠質(zhì)細(xì)胞蛋白質(zhì)抒發(fā)的改變主要影響糖酵解/糖異生、碳代謝和戊糖乙酸途徑。
總體上說(shuō),結(jié)果證明新冠病毒感染的星形膠質(zhì)細(xì)胞中氧化代謝降低,由這種細(xì)胞支持的神經(jīng)元代謝水平出現(xiàn)了減少。
另外,感染星形膠質(zhì)細(xì)胞線粒體功能的改變,對(duì)腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)水平也形成也影響。
我們曉得,腦神經(jīng)遞質(zhì)包括絲氨酸和谷氨丙酯類激動(dòng)性遞質(zhì),和γ-羧基谷氨酸(GABA)為主的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。
研究顯示,新冠病毒感染加速星形膠質(zhì)細(xì)胞藍(lán)莓糖代謝的同時(shí),也過(guò)度消耗了激動(dòng)性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨丙酯。因而讓感染者更容易出現(xiàn)疲勞、抑郁等神經(jīng)抑制病狀。
新冠病毒感染星形膠質(zhì)細(xì)胞增加了神經(jīng)元的活力
如上所述,星形膠質(zhì)細(xì)胞是支持腦部神經(jīng)元的后勤細(xì)胞,對(duì)腦內(nèi)穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要。新冠病毒對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞的感染有可能對(duì)神經(jīng)元形成間接影響。
法國(guó)的這項(xiàng)研究顯示,不出所料,新冠病毒感染的星形膠質(zhì)細(xì)胞可以釋放一種可溶因子,因而減少了所支持神經(jīng)元的活力。
綜上可見(jiàn),新冠病毒雖然不能直接感染腦部神經(jīng)元,卻可以通過(guò)對(duì)星形膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)腦代謝、功能形成明顯影響。
復(fù)健期新冠感染病人認(rèn)知障礙和神經(jīng)精神病癥與腦部皮質(zhì)長(zhǎng)度改變相關(guān)
對(duì)包括81名重度新冠感染復(fù)健者進(jìn)行的高幀率腦部磁共振成像(MRI)掃描研究中,有三分之一的參與者在持續(xù)60天的時(shí)間內(nèi)責(zé)怪神經(jīng)或神經(jīng)精神病癥的持續(xù)存在。這種病癥主要包括嘔吐(40%)、疲勞(40%)、記憶改變(30%)、焦慮(28%)、嗅覺(jué)失去(28%)、抑郁(20%)、白天失眠(25%)、味覺(jué)失去(16%)和性欲低下(14%),等。
與81名健康對(duì)照比較細(xì)胞膜損傷,新冠病毒感染組出現(xiàn)了更高水平的恐懼和焦慮、疲勞和晚上過(guò)度頭痛水平。
對(duì)腦部皮質(zhì)長(zhǎng)度的剖析顯示,腦部左半球眶額區(qū)域出現(xiàn)了皮質(zhì)長(zhǎng)度減少,沒(méi)有任何區(qū)域觀察到皮質(zhì)長(zhǎng)度的降低。
對(duì)新冠感染者進(jìn)行的包括情境言語(yǔ)記憶,持續(xù)注意力和交替注意力,以及認(rèn)知靈活性在內(nèi)的神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估,顯示皮質(zhì)長(zhǎng)度萎縮與神經(jīng)精神病癥和認(rèn)知障礙相關(guān)。
其實(shí),來(lái)自法國(guó)的研究表明: