研究表明,SARS-CoV-2可以感染神经元并损伤脑组织
耶鲁大学医学院的研究人员通过使用小鼠和人类脑组织发现,SARS-CoV-2可以直接感染中枢神经系统,并开始揭示该病毒对脑细胞的一些影响。这项研究今天发表在实验医学杂志(杰姆),可能有助于研究人员开发与COVID-19相关的各种神经系统症状的治疗方法。
虽然COVID-19被认为主要是一种呼吸系统疾病,但SARS-CoV-2可影响身体的许多其他器官,包括对一些患者的中枢神经系统。在中枢神经系统中,感染与头痛、味觉和嗅觉丧失、意识受损、谵妄、中风和脑出血等各种症状相关。
耶鲁大学医学院教授岩崎明子说:“了解病毒入侵的全部程度对治疗患者至关重要,因为我们开始试图弄清楚COVID-19的长期后果,其中许多后果预计会涉及中枢神经系统。”
许多问题仍有待回答,包括SARS-CoV-2是否可以感染神经元或其他类型的病毒大脑细胞。为了解决这个问题,岩崎和耶鲁大学医学院副教授、共同资深作者卡亚·比尔古瓦领导的团队分析了SARS-CoV-2入侵人脑类器官的能力,这些器官是在实验室里用人类干细胞培养出来的微型3d器官。研究人员发现,这种病毒能够感染这些类器官中的神经元,并利用神经元细胞机制进行复制。病毒似乎通过促进受感染细胞的新陈代谢来促进其复制,而邻近的未受感染的神经元则因氧气供应减少而死亡。
新冠病毒进入肺部细胞通过与一种叫做ACE2的蛋白质结合,但这种蛋白质是否存在于大脑细胞目前还不清楚。耶鲁大学的研究小组确定,ACE2蛋白质实际上是由神经元产生的,阻断这种蛋白质可以防止病毒进入人脑类器官。
SARS-CoV-2还能够感染经过基因工程改造产生人类ACE2的小鼠的大脑,导致大脑血管发生巨大变化,可能会破坏器官的氧气供应。研究人员发现,对小鼠来说,中枢神经系统感染比仅限于肺部的感染更致命。
最后,研究人员分析了三名死于COVID-19的患者的大脑。在其中一名患者的皮质神经元中检测到SARS-CoV-2,受感染的大脑区域与缺血性梗死有关,其中血液供应减少导致局部组织损伤和细胞死亡。在三名患者的大脑解剖中均检测到微梗死。
“我们的研究清楚地证明了这一点神经元会成为SARS-CoV-2感染的目标,造成大脑局部缺血和细胞死亡的毁灭性后果,”比尔古瓦说。“我们的研究结果表明,与COVID-19相关的神经症状可能与这些后果有关,并可能有助于指导合理治疗COVID-19神经疾病患者。”
“未来的研究将需要调查可能导致一些患者中枢神经系统感染的原因,并确定SARS-CoV-2入侵大脑的路径和顺序感染在不同的细胞类型中中枢神经系统这将有助于验证SARS-CoV-2和患者缺血性梗死之间的时间关系,”Iwasaki补充道。
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