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COVID-19大流行似乎已经离我们远去,但是它造成的影响并没有完全消失。

脑雾是长新冠的常见症状之一,是指新冠病毒感染后出现的持续性认知功能障碍。其他呼吸道病毒感染(包括流感、冠状病毒等)也有报告神经系统问题。但是,对SARS-CoV-2感染后神经或精神障碍的发病机制和长期结果依然知之甚少。

据推测,COVID-19的发病机制和相关的神经系统后遗症可能与血管破坏有关,但是尚不清楚病毒感染对血脑屏障功能造成了什么样的影响。

近日,来自圣詹姆斯医院的研究团队发现,SARS-CoV-2感染破坏了患者的血脑屏障,在急性感染患者以及发生脑雾的长新冠患者中,都可以发现血脑屏障功能障碍。研究认为,持续的全身炎症和血脑屏障功能障碍是长新冠脑雾患者的关键特征。

研究发表在《自然·神经科学》上。

在COVID-19流行之初,研究人员收集了76名来自不同医院的COVID-19患者血液样本。通过与健康受试者样本进行对比,研究人员发现,COVID-19患者的炎症、凝血、血脑屏障功能障碍的标志物水平增加,出现脑雾的患者通常年龄较大,血脑屏障功能障碍的标志物(血清蛋白S100β)水平显著升高

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脑雾患者血脑屏障被破坏

在本次研究中,研究人员招募了10名新冠康复者、11名长新冠患者和11名长新冠脑雾患者(部分受试者报告嗅觉丧失或/和认知障碍),对血脑屏障进行了可视化分析。动态对比增强MRI成像显示,长新冠脑雾患者的全脑渗漏显著增加,区域分析显示患者的左右颞叶和额叶皮层的血脑屏障通透性显著增加

大脑结构变化

为了确认大脑的结构是否也发生改变,研究人员利用公开的IXI数据集,对长新冠患者和年龄匹配的健康对照组的大脑结构进行了比较。

与健康对照相比,所有感染过COVID-19的个体大脑颞叶和额叶体积减小,侧脑室和枕叶体积增加;将感染过COVID-19但是康复的个体与脑雾患者对比,随着血脑屏障通透性增加,脑雾患者的全脑体积较小,大脑和小脑白质体积显著减少,脑脊液体积显著增加

不仅如此,与康复个体相比,脑雾患者的血浆转化生长因子-β(TGFβ)水平增加,与异常血脑屏障通透性相关,同时还与大脑结构变化显著相关,表明TGFβ可能在神经炎症和脑部结构变化中发挥了重要作用。

同时,长新冠患者的外周血单核细胞基因表达也发生显著变化,表现出免疫系统活化和炎症反应持续存在。脑雾患者与长新冠康复个体的主成分分析表现出明显分离,T细胞活化、TGFβ信号转导和血管生成调节相关通路上调,血小板活化和止血相关基因下调,而长新冠有或没有脑雾的患者在免疫反应负调控和昼夜节律等相关通路存在基因表达区别。

总而言之,研究表明,长新冠衍生的脑雾与血脑屏障被破坏和持续的全身炎症有关,血脑屏障功能障碍更是只发生在新冠急性感染以及相关脑雾患者当中,多个神经解剖区域在感染1年后依然存在明显结构损伤。

参考文献:

Greene C, Connolly R, Brennan D, et al. Blood–brain barrier disruption and sustained systemic inflammation in individuals with long COVID-associated cognitive impairment[J]. Nature Neuroscience, 2024: 1-12.

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本文作者丨王雪宁