冠状病毒不会感染大脑,但仍然造成损害

根据神经病理学家,神经学家和神经治疗学院的新研究,哥伦比亚大学Vagelos医师和外科医学院的新研究,使Covid-19导致Covid-19的病毒可能不会直接感染大脑,但仍然可以造成显着的神经损伤。。

“关于该病毒是否感染大脑,我们的脑细胞内部无法发现超过40名Covid-19患者的病毒迹象,”James e .高盛,MD,博士学位,病理学与细胞生物学教授(在精神病学中),他带领研究彼得D. Canoll.医学博士,病理学与细胞生物学教授Kiran t Thakur医学博士,威尼弗雷德·默瑟·皮特金神经学助理教授。

“与此同时,我们观察了这些脑中的许多病理变化,这可以解释为什么严重生病的患者体验混乱和谵妄以及其他严重的神经效果 - 为什么有轻度病例的患者可能会在数周和几个月内体验”脑雾“。

该研究,最大和最详细的Covid-19脑尸检报告所述迄今为止发布,表明这些患者中经常看到的神经系统变化可能是由病毒在身体其他部位或大脑血管中引发的炎症引起的。

这项研究是发表4月15日在线发表在《大脑》杂志上。(该研究的预印本于3月20日发表medRxiv)。https://academer.oup.com/brain/advance-article/doi/10.1093/brain/awab148/6226391?searchresult=1

脑细胞中没有病毒

该研究检查了41名在住院期间死于COVID-19的患者的大脑。患者年龄从38岁到97岁不等;大约一半的人接受了气管插管,所有人的肺部都受到了病毒造成的损害。许多病人是西班牙裔。住院时间长短不一,一些病人在到达急诊室后不久就死了,而另一些人则在医院里呆了几个月。所有患者都接受了广泛的临床和实验室检查,一些患者接受了脑部MRI和CT扫描。

为了检测大脑神经元和神经胶质细胞中的任何病毒,研究人员使用了多种方法,包括RNA原位杂交,它可以检测完整细胞中的病毒RNA;能够检测细胞内病毒蛋白的抗体;RT-PCR是一种检测病毒RNA的灵敏技术。

尽管进行了深入的研究,但研究人员没有在患者的脑细胞中发现这种病毒的证据。虽然通过RT-PCR检测出的病毒RNA含量很低,但很有可能是在血管或覆盖大脑的软脑膜中发现了病毒。

“我们已经看了更多的大脑而不是其他研究,我们已经使用了更多的技术来寻找病毒。据说,底线是,没有发现脑细胞中病毒RNA或蛋白质的证据,“高盛说。“虽然有一些文件在神经元或峡谷中发现病毒,但我们认为那些因污染的结果以及大脑中的任何病毒都包含在大脑的血管内。”

“如果脑组织中存在任何病毒,那么它必须非常少量并且与神经病理发现的分布或丰度不相关,”Canoll说。

测试是在超过2打的大脑区域上进行的,包括嗅灯泡,因为一些报道推测,冠状病毒可以通过嗅觉从鼻腔从鼻腔行进到大脑中。“即使在那里,我们也没有发现任何病毒蛋白或RNA,”Goldman说,“虽然我们在患者的鼻粘膜中发现病毒RNA和蛋白质,但在鼻腔中的嗅觉中粘膜高。”(后一种发现出现在目前未发表的研究中生物奇由耳鼻喉科助理教授Jonathan Overdevest医学博士和生物化学与分子生物物理与神经科学教授Stavros Lomvardas博士领导。)

缺氧损伤和神经元死亡的迹象

新冠肺炎患者脑干小胶质细胞结节
在Covid-19患者的脑干中,微胶质结节,致密的活性微胶质细胞系列。微胶质细胞染色棕色,邻近两个神经元(*)。照片在哥伦比亚大学Vagelos医师和外科医院的神经病学和病理学和细胞生物学部门提供了Dritan Agalliu和Michael Glendinning。

尽管大脑中没有病毒,但在每个患者中,研究人员发现了重要的脑病,它主要陷入两类。

“我们注意到的第一件事是缺氧造成的大量地区,”高盛说。“他们都有严重的肺病,所以大脑中存在缺氧损伤并不令人惊讶。”

其中一些是由中风引起的大区域,但大多数都非常小,只有用显微镜才能检测到。基于其他特征,研究人员认为,这些缺氧损害的小区域是由严重COVID-19患者常见的血凝块造成的,它暂时停止了该区域的氧气供应。

戈德曼说,一个更令人惊讶的发现是,他们在大多数患者的大脑中发现了大量激活的小胶质细胞。小胶质细胞是驻留在大脑中的免疫细胞,可以被病原体激活。

Canoll说:“我们发现了攻击神经元的小胶质细胞簇,这个过程被称为‘噬神经细胞’。”由于在大脑中没有发现病毒,小胶质细胞可能是由炎症细胞因子激活的,如与SARS-CoV-2感染有关的白细胞介素-6。

“与此同时,缺氧可以诱导”吃掉我“在神经元表面上的表达,使缺氧神经元更容易受激活的微胶质,”Canoll说,“即使没有直接感染脑细胞,Covid-19也会导致Covid-19对大脑的损坏。“

本集团在其首次尸检中发现了这种病理模式,由奥萨马al-dalahmah,MD,Phd,病理学和细胞生物学中的教练描述了一系列病例报告去年3月出版。在接下来的几个月里,随着神经病理学家对COVID的大脑进行了更多的尸检,他们一次又一次地看到类似的发现,并意识到这是死于COVID的患者中一个突出和常见的神经病理学发现。

活化的微胶质细胞主要在下部脑干中发现,该茎干调节心脏和呼吸节奏,以及意识水平以及在海马中涉及记忆和情绪。

“我们知道小胶质细胞的活动会导致神经元的丧失,而且这种丧失是永久性的,”戈德曼说。“海马体中失去的神经元是否足以导致记忆问题?”或者在大脑的其他部分帮助引导我们的注意力?这是有可能的,但目前我们真的不知道。”

幸存者中的持续神经系统问题

戈德曼表示,需要进行更多的研究,以了解一些covid -19后患者继续出现症状的原因。

研究人员目前正在对从COVID-19康复几个月后死亡的患者进行尸检,以了解更多信息。

他们还在Covid-19大流行之前检查患者对患者患者危重病患者的大脑,以了解多少Covid-19脑病理是严重肺病的结果。

参考

这项研究标题为“Covid-19哥伦比亚大学神经病理学Irving Medical Centre / Newyork Presbyterian医院”。

其他贡献者(除非另有说明,均来自哥伦比亚大学):Emily Happy Miller, Michael D. Glendinning, Osama Al-Dalahmah, Matei A. Banu, Amelia K. Boehme, Alexandra L. Boubour, Samuel L. Bruce, Alexander M. Chong, Jan Claassen, Phyllis L. Faust, Gunnar Hargus, Richard Hickman, Sachin Jambawalikar, Alexander G. Khandji, Carla Y. Kim, Robyn S. Klein(华盛顿大学医学院),Angela Lignelli-Dipple, Chun-Chieh Lin (Dartmouth-Hitchcock医疗中心),Yang Liu, Michael L. Miller, Gul Moonis, Anna S. Nordvig, Serge Przedborski, Morgan L. Prust, William H. Roth, Allison song (Washington University School of Medicine), Kurenai Tanji, Andrew F. Teich, Dritan Agalliu, Anne-Catrin Uhlemann。

这项研究是supported by an Encephalitis and COVID-19 Seed Funding Award provided by the Encephalitis Society, a grant from the U.S. National Institutes of Health (1K23NS105935-01), and the Department of Pathology & Cell Biology at Columbia University Vagelos College of Physicians and Surgeons.

作者报告没有竞争利益。