近日，德國(guó)夏瑞蒂醫(yī)學(xué)院Frank L. Heppner領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)在著名期刊《自然·神經(jīng)科學(xué)》上發(fā)表的一項(xiàng)重要研究成果，又引起了人們對(duì)新冠病毒的關(guān)注，尤其是在疫情還很?chē)?yán)重的西方國(guó)家。

Heppner和他的同事通過(guò)尸檢分析，首次獲得了鼻咽組織細(xì)胞內(nèi)部存在新冠病毒顆粒的電子顯微鏡圖像，表明新冠病毒有可能從鼻子經(jīng)由神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)入大腦[1]。

實(shí)際上，新冠疫情爆發(fā)沒(méi)多久，科學(xué)家就意識(shí)到新冠病毒可能會(huì)入侵神經(jīng)系統(tǒng)。

現(xiàn)在已經(jīng)有很多證據(jù)表明，新冠病毒不僅影響呼吸道，還影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)。新冠病毒對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的影響導(dǎo)致三分之一以上的新冠肺炎患者出現(xiàn)嗅覺(jué)和味覺(jué)喪失、頭痛、疲勞、惡心和嘔吐等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀[2，3]。此外，急性腦血管病和意識(shí)障礙也有相關(guān)研究報(bào)道[4]。

科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，新冠病毒主要是利用S蛋白與細(xì)胞受體血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2（ACE2）結(jié)合，并通過(guò)絲氨酸蛋白酶TMPRSS2的作用，最終進(jìn)入人體的宿主細(xì)胞[5]。之前的動(dòng)物研究表明，SARS-CoV在表達(dá)人ACE2的小鼠鼻內(nèi)感染后能夠進(jìn)入大腦[6，7]。

已經(jīng)有研究表明，ACE2在人中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)[8]。而在人類(lèi)嗅粘膜中，在生理?xiàng)l件下ACE2由非神經(jīng)元細(xì)胞表達(dá)[9]。

最近也有研究在大腦和腦脊液（CSF）中發(fā)現(xiàn)了新冠病毒RNA的存在，但仍缺乏新冠病毒真正感染的證據(jù)[10，11]。

因此，通過(guò)尸檢對(duì)大腦和外周組織進(jìn)行系統(tǒng)的分析，以了解新冠病毒進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)端口和在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的分布情況，就顯得非常重要[12]。

因此，Heppner和同事們研究了33名（22名男性和11名女性）死于新冠感染患者的尸檢材料，所有死者的死亡中位年齡為71.6歲（30-98歲），從新冠肺炎癥狀出現(xiàn)到死亡的時(shí)間為4-79天，中位時(shí)間為31天。

從臨床記錄來(lái)看，這些死者曾表現(xiàn)出的新冠肺炎相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)改變包括：意識(shí)障礙、腦室內(nèi)出血、頭痛和行為改變；還有2人出現(xiàn)了急性腦缺血。此外，在神經(jīng)病理尸檢時(shí)，還發(fā)現(xiàn)6人有急性梗死。

研究人員詳細(xì)分析了死者的多個(gè)組織樣本，包括鼻咽部和多個(gè)腦區(qū)，并對(duì)采樣區(qū)域做了詳細(xì)的標(biāo)記，它們分別是：嗅黏膜（R1）、嗅球（R2）、嗅結(jié)節(jié)（R3）、口腔黏膜（R4）、三叉神經(jīng)節(jié)（R5）、延髓（R6）和小腦（R7）等區(qū)域。

隨后，通過(guò)RT-qPCR對(duì)區(qū)域性組織樣本的病毒載量進(jìn)行評(píng)估。結(jié)果顯示，新冠病毒載量最高的部位是嗅黏膜（R1）。

在對(duì)比不同死者的組織樣本之后，研究人員還發(fā)現(xiàn)：疾病持續(xù)時(shí)間與中樞神經(jīng)系統(tǒng)中可檢測(cè)到的新冠病毒RNA量成反比，即在疾病持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短的新冠肺炎個(gè)體中發(fā)現(xiàn)有較高的新冠病毒RNA水平，而新冠肺炎疾病持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的個(gè)體通常具有較低的RNA負(fù)荷。

考慮到口咽和鼻咽部的神經(jīng)元、神經(jīng)纖維和粘膜在解剖學(xué)上的距離非常近，以及新冠肺炎患者表現(xiàn)出的嗅覺(jué)和味覺(jué)改變等臨床癥狀。研究人員認(rèn)為，新冠病毒正是利用神經(jīng)-粘膜界面作為進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的入口。

免疫組化、原位雜交和冷凍電鏡成像分析發(fā)現(xiàn)，在嗅粘膜以及接受嗅道投射的神經(jīng)解剖區(qū)域，存在完整的CoV顆粒和新冠病毒RNA，這再次表明新冠病毒入侵神經(jīng)可能是通過(guò)軸突運(yùn)輸發(fā)生的。

為了進(jìn)一步確定嗅黏膜內(nèi)哪些細(xì)胞里面有新冠病毒，研究人員使用多種神經(jīng)元標(biāo)記和SARS-CoV S蛋白進(jìn)行了共定位研究，確定嗅黏膜內(nèi)的一些神經(jīng)細(xì)胞（TuJ1+、NF200+或OMP+）內(nèi)有新冠病毒。

研究人員認(rèn)為，以上數(shù)據(jù)支持新冠病毒的部位特異性、局部中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染的假說(shuō)。而且，研究人員觀察到與病毒感染相關(guān)的活化巨噬細(xì)胞群，這些細(xì)胞可以啟動(dòng)和調(diào)節(jié)免疫級(jí)聯(lián)反應(yīng)，預(yù)示著新冠病毒感染介導(dǎo)了神經(jīng)炎癥反應(yīng)。

在研究的最后，研究人員在18%的死者腦內(nèi)確定了微血栓形成與急性區(qū)域性腦梗死的組織病理學(xué)相關(guān)性。而且他們還通過(guò)RT-qPCR的方法確定一個(gè)可獲取的微血栓的新冠病毒RNA檢測(cè)呈陽(yáng)性。此外，在一名死者的嗅粘膜中也檢測(cè)到了微血栓栓塞事件。

基于以上研究結(jié)果，研究人員認(rèn)為，他們找到了新冠病毒入侵神經(jīng)的證據(jù)，還證明新冠病毒入侵神經(jīng)可能是通過(guò)神經(jīng)-粘膜界面進(jìn)入。

這種進(jìn)入模式，意味著新冠病毒沿著中樞神經(jīng)攻入大腦，從而解釋了新冠肺炎患者表現(xiàn)出的嗅覺(jué)和味覺(jué)喪失等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。

無(wú)論如何，新冠疫苗已經(jīng)初步取得成功，希望人類(lèi)早日戰(zhàn)勝新冠。

參考文獻(xiàn)：

[1].https://www.nature.com/articles/s41593-020-00758-5

[2].Huang C, Wang Y, Li X, et al. Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China[J]. The lancet, 2020, 395(10223): 497-506.

[3].Conde G, Pájaro L D Q, Marzola I D Q, et al. Neurotropism of SARS-CoV 2: Mechanisms and manifestations[J]. Journal of the neurological sciences, 2020.

[4].Mao L, Jin H, Wang M, et al. Neurologic manifestations of hospitalized patients with coronavirus disease 2019 in Wuhan, China[J]. JAMA neurology, 2020, 77(6): 683-690.

[5].Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S, et al. SARS-CoV-2 cell entry depends on ACE2 and TMPRSS2 and is blocked by a clinically proven protease inhibitor[J]. Cell, 2020.

[6].Netland J, Meyerholz D K, Moore S, et al. Severe acute respiratory syndrome coronavirus infection causes neuronal death in the absence of encephalitis in mice transgenic for human ACE2[J]. Journal of virology, 2008, 82(15): 7264-7275.

[7].Doobay M F, Talman L S, Obr T D, et al. Differential expression of neuronal ACE2 in transgenic mice with overexpression of the brain renin-angiotensin system[J]. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 2007, 292(1): R373-R381.

[8].Khan S, Gomes J. Neuropathogenesis of SARS-CoV-2 infection[J]. Elife, 2020, 9: e59136.

[9].Brann D H, Tsukahara T, Weinreb C, et al. Non-neuronal expression of SARS-CoV-2 entry genes in the olfaory system suggests mechanisms underlying COVID-19-associated anosmia[J]. Science Advances, 2020: eabc5801.

[10].Puelles V G, Lütgehetmann M, Lindenmeyer M T, et al. Multiorgan and renal tropism of SARS-CoV-2[J]. New England Journal of Medicine, 2020.

[11].Moriguchi T, Harii N, Goto J, et al. A first case of meningitis/encephalitis associated with SARS-Coronavirus-2[J]. International Journal of Infectious Diseases, 2020.

[12].Cevik L, Alves M J, Otero J J. Neuropathologists play a key role in establishing the extent of COVID-19 in human patients[J]. Free Neuropathology, 2020, 1: 11-11.