JEM:耶鲁大学揭示新冠病毒是如何入侵并破坏人类大脑的

JEM:耶鲁大学揭示新冠病毒是如何入侵并破坏人类大脑的-医学科研网
撰文|王聪
编辑|nagashi
排版|水成文

目前,新冠大流行的趋势仍未见减缓,截至1月14日,每日新增确诊病例超过70万人,累积感染超过9200万人,导致近200万人死亡。

尽管新冠肺炎(COVID-19)被认为主要是呼吸系统疾病,但实际上,新冠病毒能够感染并影响人体多个器官,甚至是中枢神经系统(CNS),新冠病毒对中枢神经系统的感染会导致多种症状,包括头痛味觉和嗅觉丧失意识障碍谵妄中风脑出血等等。有研究表明,谵妄症患者发展为痴呆症的风险很高,这意味着新冠全球大流行,除了当时带来的病症外,还可能导致数年后全球痴呆症患者激增

每当我们认为新冠病毒不能更阴险了吧,但现实却总是啪啪打脸。
近日,耶鲁大学的研究人员在 JEM 杂志发表了题为:Neuroinvasion of SARS-CoV-2 in human and mouse brain 的研究论文。
该研究发现新冠病毒能够直接入侵大脑神经系统,并揭示其入侵机制,为开发新冠相关的神经系统症状的治疗方法提供了有力帮助

尽管新冠肺炎(COVID-19)被认为主要是呼吸系统疾病,但实际上,新冠病毒能够感染并影响人体多个器官,甚至是中枢神经系统(CNS)
全面地研究新冠病毒对人体的影响对患者的治疗至关重要,研究人员试图找到新冠感染对人体的长期后果,其中许多涉及到中枢神经系统。

实际上,关于新冠病毒,人类还有许多问题有待回答,例如新冠病毒能否直接感染神经元或其他大脑细胞。为了解答这个疑问,研究团队使用了三种独立的方法来探究新冠病毒感染大脑的能力

首先,研究团队分析了新冠病毒入侵人脑类器官的能力。研究发现,新冠病毒能够感染人脑类器官中的神经元,并利用神经元细胞内的系统进行自我复制。更关键的是,新冠病毒似乎能够通过促进被感染神经元的新陈代谢而促进其复制,还会导致相邻的未感染神经元因氧气供应减少而死亡

神经元(灰色)周围有许多被新冠病毒(红色)感染的垂死细胞(绿色)

众所周知,新冠病毒通过与肺部细胞表面的ACE2受体结合而入侵细胞,但之前并不清楚ACE2受体是否存在于脑细胞表面。这些实验结果证实,神经元能够产生ACE2受体,且阻断神经元的ACE2,能够防止新冠病毒入侵人脑类器官

进一步,研究团队使用了基因工程改造的表达人ACE2受体的小鼠模型进行体内动物实验,实验结果表明,新冠病毒能够感染该小鼠模型的大脑,并导致其大脑血管的剧烈变化,从而破坏器官的氧气供应。研究人员还发现,中枢神经系统感染新冠病毒对小鼠的致命性要比肺部感染的致命性高

最后,研究团队对3名死于新冠肺炎的患者进行尸检,在其中一名死亡患者的大脑皮质神经元中检测到了新冠病毒,该患者受感染的大脑区域与缺血性梗死有关,而且三名死亡患者的脑组织中军检测到脑微梗塞。


这项研究从人脑类器官工程化小鼠模型,以及人类大脑三个方面证实了新冠病毒具有直接感染中枢神经系统、入侵大脑的能力

这项研究清楚地表明,大脑神经元可以成为新冠病毒感染的靶标,新冠病毒对大脑的感染会导致大脑局部缺血和细胞死亡,带来毁灭性后果。新冠肺炎患者出现的神经系统症状,可能与这些后果有关。
研究团队指出,还需要进一步研究以确定哪些患者更容易被新冠表达入侵大脑,并确定新冠表达入侵大脑的具体途径,以及感染大脑内不同细胞类型的顺序,这项研究有助于导合理的方法来治出现神经系统症状的新冠患者。
论文链接:
https://doi.org/10.1084/jem.20202135

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