冠状病毒不感染大脑,但仍然造成显着的神经损伤

脑毛刺应激障碍概念

SARS-CoV-2,导致的病毒新冠肺炎一项来自美国加州大学洛杉矶分校的神经病理学家、神经学家和神经放射学家的新研究表明,这种病毒可能不会直接感染大脑,但仍会造成严重的神经损伤哥伦比亚大学Vagelos医师学院医师和外科医生。

“There’s been considerable debate about whether this virus infects the brain, but we were unable to find any signs of virus inside brain cells of more than 40 COVID-19 patients,” says James E. Goldman, MD, PhD, professor of pathology & cell biology (in psychiatry), who led the study with Peter D. Canoll, MD, PhD, professor of pathology & cell biology, and Kiran T. Thakur, MD, the Winifred Mercer Pitkin Assistant Professor of Neurology.

“与此同时,我们观察到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会经历混淆和谵妄和其他严重的神经效果 - 以及为什么有轻度病例的患者可能会在数周和几个月内体验”大脑雾“。

该研究,在期刊上发表,是迄今为止发布的最大和最详细的Covid-19脑尸检报告,表明这些患者经常看到的神经系统变化可能是由病毒触发的炎症在身体或大脑血管中的炎症中产生。

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38 ~ 97岁;大约一半的患者接受了插管治疗,他们的肺部都受到了病毒的损害。许多患者是西班牙裔。住院时间长短不一,一些病人在到达急诊室后不久就去世了,而另一些病人则在医院里住了几个月。所有患者都接受了广泛的临床和实验室检查,一些患者进行了脑部MRI和CT扫描。

为了检测大脑的神经元和胶质细胞中的任何病毒,研究人员使用了多种方法,包括多种方法RNA.原位杂交,可以检测完整细胞内的病毒RNA;能够检测细胞内病毒蛋白的抗体;RT-PCR是一种灵敏的检测病毒RNA的技术。

尽管他们密集搜索,但研究人员发现没有患者脑细胞中病毒的证据。虽然它们通过RT-PCR检测到非常低的病毒RNA,但这可能是由于血管中的病毒或覆盖大脑的裂缝。

“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关于Biorxiv的未发表的研究中,由Jonathan Overdevest,MD,博士学位,耳鼻喉科助理​​教授和史蒂多斯·洛卡斯省,博士学位,生物化学教授和分子生物科学和神经科学教授。)yabovip2021

缺氧损伤和神经元死亡的迹象

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。”

其中一些是中风引起的大面积病变,但大多数是非常小的,只有用显微镜才能检测到。基于其他特征,研究人员认为,这些低氧损伤的小区域是由严重COVID-19患者常见的血凝块造成的,这种血凝块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被激活的小胶质细胞。小胶质细胞是存在于大脑中的免疫细胞,可以被病原体激活。

“我们发现了一种叫做”神经激热“的过程的微胶质侵袭神经元的簇,”Canoll说。由于大脑中没有发现病毒,因此可以通过与SARS-COV-2感染相关的炎性细胞因子(例如白细胞介素-6)激活微胶质细胞因子。

“At the same time, hypoxia can induce the expression of ‘eat me’ signals on the surface of neurons, making hypoxic neurons more vulnerable to activated microglia,” Canoll says, “so even without directly infecting brain cells, COVID-19 can cause damage to the brain.”

本集团在其第一次尸检中发现了这种病理学模式,由奥萨马·达拉马,MD,博士学位,病理与细胞生物学教练,在去年3月在acta神经病理学通信发表的情况下。yabo124在未来几个月内,随着神经病理学家的尸体尸体,它们一遍又一遍地看到了类似的发现,并意识到这是死于Covid的患者的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。

“我们知道微胶质细胞活性会导致神经元的丧失,并且损失是永久性的,”高盛说。“海马中有足够的神经元丧失,以引起内存问题吗?或者在大脑的其他部分有助于引导我们的注意力?这是可能的,但我们真的不知道这一点。“

幸存者中的持续神经系统问题

高盛表示,需要更多的研究来理解一些后Covid-19患者继续体验症状的原因。

研究人员目前正在检查从COVID-19康复几个月后死亡的患者的尸检,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。

参考文献:“Covid-19在哥伦比亚大学神经病理学欧文医疗中心/纽约长老会医院”By Kiran T Thakur,Emily Happy Miller,Michael D Glendinning,奥萨马Al-Dalahmah,Matei A Banu,Amelia K Boehme,Alexandra L Boubour,SamuelS Bruce,Alexander M Chong,Jan Claassen,Phyllis L Faust,Gunnar Hargus,Richard A Hickman,Sachin Jambawalikar,亚历山大G khandji,Carla Y Kignhie,Robyn S Klein,Angela Lignelli-Dipple,Chun-Chieh Lin,Yang Liu,MichaelL Miller,Gul Moonis,Anna S Nordvig,Jonathan B Overdevest,Morgan L Brust,Serge Przedborski,William H Routh,Allison Soung,Kurenai Tanji,Andrew F Teich,Dritan Agalliu,Anne-Catrin Uhlemann,James E Goldman和Peter Canoll,4月15日4月15日,
DOI:10.1093 / Brain / Awab148

其他贡献者(除非另有说明,哥伦比亚省):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,亚历山大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),杨柳,迈克尔L. Miller,Gul Moonis,Anna S. Nordvig,Serge Przedborski,Morgan L. Prust,William H. Roth,Allison Soung(华盛顿大学医学院),Kurenai Tanji,Andrew F。Teich,Dritan Agalliu和Anne-Catrin Uhlemann。

The study was 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.

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