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越来越多的研究发现,新冠病毒可能以多种方式影响大脑。对它的理解,将直接决定后续治疗和药物研发的方向。
作者 | 陆修远 [日]大阪大学前沿免疫研究所
新冠疫情还在迅速蔓延,截至2021年8月17日,已经在全球造成累计超2亿人感染、440多万人死亡,目前确诊人数两千四百多万。容易看出,其中康复人数也接近2亿。
康复者的反应各不相同,基于如此庞大的患者规模,他们在次生症状上的多样性,也被放大到了令人无法忽视的程度。
最近多个国家的科研工作者,通过对新冠患者和康复者的研究,初步阐释了新冠病毒对神经系统影响的可能路径。越来越多的证据表明:
即便新冠病毒已经从体内完全清除,其造成的影响依然可能潜藏在大脑深处,并且方式不止一种。
新冠病毒影响神经,造成多样症状
一些神经系统症状被以为是心理作用。|图虫创意
血脑屏障,会为大脑提供特别的保护,阻止各种大分子出入。| xvivo.com
血脑屏障在绝大多数情形下都值得信赖。但遗憾的是,它并不完美。
首先,它的“检查”机制过分死板,有些我们期望运送到大脑的物质,也会被它拦截。比如,一些用于保护机体的免疫细胞,或者一些用于治疗脑部疾病的药物。这也是大脑疾病治疗起来十分困难的原因。
另外,它的防线也非固若金汤,一些病原体或者“异常”分子,也有“蒙混过关”的办法。
病原体突破血脑屏障的招数有两种,一种是“物理”攻击,也就是硬闯,一种是“魔法”攻击,可认为是变相攻击。
物理攻击以狂犬病毒和各种脑炎病毒最为典型。它们可以在一定条件下突破血脑屏障,进而侵染大脑组织,并在这个免疫力量难以到达的地方大肆繁殖,直接破坏人的中枢神经系统。所以对付这类疾病,我们需要尽量提前阻断它们对血脑屏障的突破。一旦病毒入脑,就会非常棘手,普通的治疗手段很难起效。比如狂犬病毒,一旦进入中枢神经系统,几乎意味着100%的死亡。
血脑屏障保护大脑的同时,也成了脑病治疗的障碍。
图为狂犬病毒。 | Shutterstock
好在这种病毒只是少数,新冠病毒并没有这般本事。不过,既然它能够引发脑雾一类的神经系统症状,必然意味着它能以某种形式作用于大脑。这便是目前医学界重点关注的领域之一,也是本文提到的一系列新研究的聚焦点。
疫情初期,研究人员就曾猜测,新冠病毒可能会以某种方式进入大脑,并感染神经元,从而造成脑部伤害。
例如,一些科学家认为,新冠病毒可能通过与大脑相邻的嗅粘膜,即鼻腔内表面,进入大脑。这也是鼻拭子采样的部位。但之后的研究发现,新冠病毒其实很难突破血脑屏障并在大脑中繁殖,甚至并没有以明显的方式损害神经元。
但这并不意味着新冠病毒无法影响大脑的机能。新证据表明,新冠病毒攻击大脑的途径可能有多种,包括:直接攻击特定脑细胞、减少脑组织供血,以及诱导损害脑细胞的免疫分子的产生。
首先,新冠病毒可以感染大脑中大量存在的、功能丰富的星形胶质细胞。
这种细胞有多种功能,包括为神经元的正常工作提供营养,一旦它受到侵害,神经元也会受其所累。研究人员认为,这可以解释一些神经系统症状,特别是疲劳、抑郁和脑雾。“这些症状或许不能反映神经元受到了损伤,但可以反映出它们发生了某些功能障碍”。
星形胶质细胞,可以为神经元提供营养。|维基百科
其次,新冠病毒还可以通过减少脑部供血影响大脑,使得神经元的功能遭到破坏,并可能最终因此而死亡。
比如,周细胞是一种存在于全身毛细血管中的特殊细胞,研究人员发现,在仓鼠的大脑切片中,新冠病毒会抑制周细胞受体的功能,导致组织内毛细血管收缩。这可能造成供血不足。
最后,一些神经系统症状和损伤,很可能来自于机体自身免疫系统对新冠病毒的过度反应。
一些人的免疫系统,会在感染病毒后,无意制造出攻击自体组织的“自身抗体”,引发炎症。比如视神经脊髓炎,就会让人出现视力丧失、四肢无力等症状。
目前已有多个证据表明,自身抗体可以穿过血脑屏障,这很可能是它们能够导致记忆障碍和精神病的原因。最新研究证实,人体内的一些新冠抗体,可以与脑组织结合,这说明它们有损伤脑组织的潜在可能。
当然,就目前的证据而言,还不能肯定这三种机制就是正确的,也无法排除其他潜在的可能性,更无法判断每种机制所占的比例。
大部分研究人员倾向于认为,这三种机制同时存在于人脑中。因此,今后的重要目标之一,便是确定每种机制在最终损伤中所占的比重,这将直接决定治疗和药物研发的研究方向。
回顾整个抗疫过程,这个纠缠了人类将近两年的对手,着实阴损又诡谲。如果最终研究证实,它确实可以绕开血脑屏障,对大脑施加各种不利影响,那我们对生物的敬畏,恐怕又要多了一层。
(责编 高佩雯)
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7. A Human 3D neural assembloid model for SARS-CoV-2 infection
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.02.09.430349v1
8. Dysregulation of brain and choroid plexus cell types in severe COVID-19
https://www.nature.com/articles/s41586-021-03710-0
9. SARS-CoV-2 infects brain astrocytes of COVID-19 patients and impairs neuronal viability
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.10.09.20207464v4