揭新冠病毒引發神經炎症

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隨著全球數億人感染新冠病毒，「長新冠」（Long Covid，新冠長期影響）問題開始浮出水面。


美國疾控中心的最新數據顯示，美國至少有五分之一的新冠感染者出現長新冠症狀。英國則有200萬人有長新冠症狀，在奧密克戎流行期間報告長新冠的有61.9萬人佔比為31%。


腦霧（大腦難以形成清晰思維和記憶的現象）、疲勞、注意力難以集中、味覺嗅覺失靈，是長新冠的常見症狀。近期席捲台灣地區的新冠病毒奧密克戎變異毒株更是造成了至少17名兒童出現腦炎症狀。種種跡象表明，新冠病毒感染對人類的神經系統具有深遠的影響。新冠急性感染期之後，為何會有「長新冠」？且有多有神經系統症狀？背後的機制是什麼？這些是目前全球學界的關注的核心前沿。


近日，國際權威學術期刊《科學·轉化醫學》（Science Translational Medicine，影響因子為17.956）最新一期刊發了聚焦新冠病毒感染導致「長新冠」生物學機制的重磅研究。該研究來自美國紐約大學、哥倫比亞大學、哈佛大學、紐約西奈山伊坎醫學院等業內頂尖科研團隊。


研究發現：相比甲型流感病毒，新冠病毒能造成更嚴重的全身性急性感染，其對肺和腎造成永久性損傷的能力超過了甲型流感病毒（IAV），新冠病毒還能誘導獨特的神經轉錄。其對大腦中的嗅球（OB）神經系統和嗅上皮（OE）神經細胞等涉及嗅覺的組織能產生獨特的影響。儘管在這些涉及嗅覺的神經組織中檢測不到具有感染性的病毒存在，但嗅球和嗅上皮組織的病理學解剖顯示：存在髓系細胞和T細胞活化、促炎細胞因子等炎症標誌物。


嗅球(olfactory bulb)是端腦皮質的一部分，位於大腦半球額葉眶面嗅溝的下方和前端。嗅上皮細胞位於鼻腔內，包含嗅覺受體細胞，這些細胞具有特殊的纖毛延伸。當氣味分子穿過上皮表面時，纖毛會捕獲氣味分子。然後，有關分子的信息從受體傳遞到大腦中的嗅球。嗅球內的慢性炎症會影響感覺、情緒和認知過程。

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這項研究通過動物模型實驗發現：新冠病毒感染的倉鼠嗅覺組織中的會有持續的炎症表現，在這些炎症存在的時候，倉鼠的大理石掩埋測量的行為也發生了改變。大理石掩埋測定法是一種經典用於測量齧齒動物重複、強迫症和焦慮樣行為的經典測試。此前的學術研究表明，埋藏行為是嚙齒類動物面對新奇特殊物體所表現出來的行為，尤其是面對不良刺激時，倉鼠的條件性埋藏行為反映的是一種焦慮相關情緒。


事實上，無論是人還是倉鼠，嗅球在功能上與控制食慾、感覺、情緒和認知反應的邊緣系統相連，因此可以影響神經邊緣系統的活動。這些發現表明，感染後的行為變化的可能與嗅覺的炎症存在因果關係。此前已有臨床前研究將嗅球損傷與抑鬱表型聯繫起來，這些表型可以通過抗抑鬱藥治療逆轉。研究者表示，慢性嗅上皮神經和嗅球炎症可能驅動神經變性和與長新冠症狀一致的結構變化。最近的臨床證據進一步證實：從輕度COVID-19中恢復過來的患者在與嗅覺系統功能相關的邊緣皮質區域出現了灰質丟失。

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外周器官和中樞神經系統的發現確定了由新冠病毒感染引起的轉錄和組織學特徵，這些特徵可能誘發各種軀體感覺，情感和認知障礙，這些障礙在原始感染後持續很長時間。鑑於這些發現的系統範圍，該研究闡明了構成長新冠的許多異質性症狀的分子基礎。


研究發現，新冠病毒還能影響紋狀體，紋狀體是大腦基底神經節之一。紋狀體主要的機能是調節肌肉張力、協調各種精細複雜的運動。如紋狀體受到損害，則其功能發生障礙。新冠病毒能夠誘導大腦紋狀體與代謝和功能轉移相關的變化。


新冠病毒感染還會對丘腦產生抑制作用，丘腦失調可能導致認知障礙，可能以丘腦內功能改變或與驅動情緒、動機、認知、睡眠、疼痛、覺醒和運動活動的關鍵大腦區域的功能連接的形式出現。丘腦核的區域轉錄變化可能會促進新冠病毒感染康復患者的神經精神疾病的發展。這些發現為理解「長新冠」的分子機制提供了線索。