國際生醫新聞

感染 COVID-19 會產生一些神經精神症狀，且先前的研究也曾在大腦中檢測到 SARS-CoV-2，但病毒是否存在於血液、血管內皮細胞或神經細胞中，始終沒有直接證明。

一個由坎皮納斯州立大學 (UNICAMP) 和聖保羅大學(USP) 數個研究小組共同領導的團隊，日前在《PNAS》期刊上刊登的最新研究指出，SARS-CoV-2 可以感染腦中的星形膠質細胞 (astrocyte)、並引發細胞能量代謝異常，且即使是在輕度感染下，大腦皮層(大腦中神經元最豐富的區域) 的結構也會發生改變。

SARS-CoV-2 可感染星狀膠質細胞

研究團隊先是取用了 26 名因 COVID-19 死亡的患者腦組織，透過帶有不同標定的抗體、以免疫組織化學(immunohistochemistry) 方法進行分析，並在 5 個樣本中證實了 SARS-CoV-2 可感染星形膠質細胞，同時於其中觀察到壞死與炎症的跡象 (如：水腫、神經元病變、炎症細胞浸潤等)。此外，在體外培養人類腦組織 (取自於神經系統疾病手術過程中) 並加入病毒時，也證實了該病毒具有感染腦組織中星狀膠質細胞的能力。

大腦皮質結構改變

81 名曾感染輕度 COVID-19 的康復者接受了大腦的磁振造影 (MRI)，其中有三分之一的參與者當時仍有神經系統或神經精神症狀；除了神經影像檢查外，他們還接受了神經學評估和標準化測試，以衡量認知功能的表現 (如記憶、注意力和精神靈活性等)。磁振造影的結果顯示，與不曾感染 COVID-19 的對照組相比，感染康復者腦中與「焦慮」有關的區域的皮質萎縮了(厚度下降)─這與調查中發現的「輕度感染的康復者中有焦慮症的比例偏高」相呼應 (輕度感染康復者：28%；一般人口 9%)。而在評估認知功能的神經心理學測試中，試驗參與者在一些任務中的表現也差很多。

不過，此現象是暫時的或是永久的？重複感染是否會有變化？目前尚不清楚，也因此，縱向隨訪對於瞭解「神經精神改變狀態隨時間的演變」至關重要。

能量代謝受到影響

研究人員還對因 COVID-19 死亡的患者腦細胞，以及體外培養的星形膠質細胞進行蛋白質組分析，結果發現，與未受感染者相比，星形膠質細胞中多種生化途徑改變，尤其是與能量代謝有關的途徑─受感染的星形膠質細胞比平時消耗更多的葡萄糖，而細胞內丙酮酸 (pyruvate) 和乳酸 (lactate) 的濃度，卻明顯下降。

乳酸是葡萄糖代謝的產物之一，星形膠質細胞會向神經元輸出乳酸，讓神經元做為一種能量來源。體外分析顯示，星形膠質細胞培養基中的乳酸濃度是正常的，但在細胞內的濃度卻下降了；這意味著星形膠質細胞努力維持著對神經元的能量供應，導致自身的功能減弱，其最終結果是，星形膠質細胞的粒線體功能被改變，這可能會進一步影響大腦的神經傳遞物質的水平，如谷胺酸 (glutamate，使神經元興奮並與記憶和學習有關)，或γ-胺基丁酸 (GABA，抑制神經元的過度活躍並促進平靜和放鬆的感覺)。

此外，研究人員還發現以「養過受感染之星形膠質細胞的培養基」培養神經元，該神經元的活力會被降低、死亡率升高，顯示SARS-CoV-2 感染星形膠質細胞後，會破壞原本的細胞功能，導致其無法再為神經元提供生化支援和營養、調節神經傳遞物質和其他可能干擾神經元功能的物質 (如：鉀) 的濃度、維持保護大腦免受病原體和毒素侵害的血腦障壁，以及幫助維持大腦的平衡。這些，都可能是進一步造成我們外顯的神經精神症狀的原因。

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資料來源：MedicalXpress、Biospace