新型冠状病毒表征的脑部相关疾病是病毒入侵的结果还是因机体缺氧而导致呢?

科学家已有确凿的证据表明包括引起严重急性呼吸综合征(SARS)在内的多种冠状病毒能够进入大脑。关于新型冠状病毒(SARS-CoV-2)是否会入侵大脑,虽然尚无确凿证据,但大多数研究者都推定它也会。临床发现,大批患者出现感官机能失灵以及头痛晕眩的情况,部分感染者发生了癫痫、中风、脑出血,更有一小部分人群直接瘫痪了……这些都表明,他们的神经系统正在遭受攻击。

呼吸道传染病也会影响大脑

来自纽约大学朗格尼医院布鲁克林分部的神经病学家詹妮弗 • 弗朗特拉(Jennifer Frontera)多年来一直为重症监护患者提供治疗,但她从未经历过像新型冠状病毒肺炎(COVID-19)这样的灾难。

“COVID-19的重症患者绝对是我所见过的症状最糟糕的一类病人。”因为主攻神经方面的研究,所以她一直在关注冠状病毒对大脑的威胁。

新冠病毒在纽约暴发的初期,弗朗特拉和同事们开始注意到COIVD-19患者存在神经系统的症状:有人在住院以前就昏倒了;入院后,部分人开始出现包括癫痫、中风及脑出血在内的严重异常反应。弗朗特拉说:“我们看到了不少大脑中风和出血的病例,还有一小部分感染者出现了可能致命的脑炎和脑损伤。”

这些严重的问题在其他国家医院也有类似报道。除此以外,还有比较轻微的神经系统症状,如丧失嗅觉与味觉,以及头痛和晕眩等。

此前中国曾对214名COVID-19住院患者的症状进行了统计分析,结果发现:5.6%的人暂时失去了味觉,5.1%的人暂时失去了嗅觉,约6%的重症患者的大脑血液供应出现了问题。

欧洲方面,一项针对在比利时、法国、西班牙和意大利的12家医院里接受治疗的417名感染者的调研显示:约86%的患者嗅觉能力产生了或多或少的变化,89%的人味觉能力出现异常。

尽管还没有精确全面的统计数字展示SARS-CoV-2与神经系统之间的故事全貌,但一种通常意义上的呼吸道传染病竟然会伴有神经系统症状,这已经让我们相当惊讶,同时也不禁疑惑:SARA-CoV-2是如何引发这类症状的?

多种冠状病毒都有侵犯神经系统的前科

虽然现在全球累计确诊人数已达1 000多万,但我们仍处于探索病毒机制的过程中。我们明确知道的是,它会通过飞沫传播,缠上人体呼吸道细胞的血管紧张素转换酶2(ACE2)受体蛋白,然后进入细胞内部。感染者发展至重症后,会因严重肺炎而呼吸困难。而上述事实,我们差不多能做出两个推测(二者并不互相排斥,都可能成立):其一,SARS-CoV-2会进入大脑,直接攻击神经元——倘若真是如此,我们就需要开发相关药物或疗法,应对某些感染者可能出现的长期且慢性的神经疾病;其二,患者神经系统受损是人体内其他部位的问题引起的连锁反应,而非病原体直接进攻大脑所导致。

第一种推测的支持者很多。加拿大魁北克大学国立科学研究院的皮埃尔 • 塔尔伯特(Pierre Talbot)自1980年以来,一直在研究冠状病毒。他的大部分工作集中于两种已知可感染人类的冠状病毒:HCoV-OC43和HCoV-229E,它们通常引发普通感冒。塔尔伯特表示:“当我将HCoV-OC43放在小鼠的鼻子里时,它会通过嗅觉神经直接进入大脑。到达后,它扩散至全部大脑区域。病毒可以杀死那里的神经元并引起脑炎。曾有一个11个月大的男婴因免疫系统虚弱而死于脑炎。活体组织检查显示他的大脑存在HCoV-OC43。我们认为脑炎与该病毒存在关联。”

塔尔伯特曾和同事在90个大脑组织样本(来自自愿捐献的遗体)里搜寻HCoV-OC43和HCoV-229E的足迹,结果发现,44%的样本中有HCoV-229E,23%的样本携带了HCoV-OC43。

暴发于2002年至2003年间的SARS-CoV与当下SARS-CoV-2病毒影响相当接近,造成了当时约8 000例病患死亡。虽然主要以致命的肺炎夺走生命,但之后的尸检表明病毒也有能力入侵大脑。2005年,某研究小组在8名死于SARS的感染者大脑中发现了病毒的存在。

后来,又有研究者在人为感染了SARS的小鼠的脑干中发现了病毒。脑干位于大脑和脊髓之间,调节着机体的呼吸。来自美国西北大学芬伯格医学院的伊戈尔 • 科拉尼克(Igor Koralnik)说道:“我们有理由相信,脑干里的SARS病毒会令感染者呼吸衰竭的情况越发严重。”

综上所述,从侧面支撑了“SARS-CoV-2可以直接进入大脑”的观点。

能不能把药送到大脑里呢?

来自美国国立神经疾病与中风研究所的阿文德拉 • 纳斯(Avindra Nath)指出,已有科学家在COVID-19患者的脑脊髓液样本中发现了SARS-CoV-2,这是病毒入侵神经系统的直接证据。

当然,单单一个脑脊髓液样本是没法做出最终判断的。在通过脊椎抽液获得样本的过程中,人体血液里的病毒有可能趁机进入脑脊髓液,因此样本里的SARS-CoV-2未必真来自脊髓。

如果支持“病毒没进大脑”的说法,那么前文提到的一系列神经症状就很可能是缺氧导致的。死亡患者的肺部都带有极大损伤,根据临床医师桑杰 • 穆霍帕迪亚(Sanjay Mukhopadhyay)的说法:“小肺泡的膜变得很厚,这使得氧气进入困难。”

在弗朗特拉看来,此种情况能够解释为什么那些需要呼吸机治疗,最终又幸存下来的重症感染者康复后的脑部扫描依然显示出脑受损迹象。

当然,无论缺氧会否引发脑部损伤,更多研究者都更倾向新冠病毒可以进入大脑。纳斯表示,根据我们目前已有的诸多证据,完全可以合理推定SARS-CoV-2具备入侵大脑的能力。如果我们都承认这一点,接下来就要考虑它会如何攻击大脑,“这关系到我们以何种方式治疗患者” 。

目前,针对COVID-19开发的很多抗病毒疗法都把药物送入肺部。送药入脑是一个全新的模式,难度极大。摆在面前的第一个重大挑战就是怎样让药物穿过血脑屏障,现在的大多数药物都透不过这层保护层。

病毒进入大脑可能给神经系统带来长期的危害。某些病毒可以藏在神经元中,并在以后的某个时间重新激活,引发疾病。例如,单纯疱疹病毒通常引发唇水疱或生殖器水疱,但也会使某些人大脑发炎。该病毒往往会在感染者大脑的神经元里潜伏着,等待某个激活时刻。

未雨绸缪

总而言之,冠状病毒正威胁我们的大脑,如果它进去了,还可能长期存留。从塔尔伯特口中那些活体和尸体组织里的HCoV-OC43和HCoV-229E,到8名死亡感染者大脑中的SARS,再到现在这个脑脊髓液里的SARS-CoV-2,虽然尚未盖棺定论,但我们很有必要开始为新冠-大脑的相关治疗未雨绸缪。

前文提到的那些出现癫痫、中风和脑出血等症状的COVID-19患者,可能面临着长期性神经系统损伤的风险,后续的针对性治疗护理是必不可少的。另一方面,有研究者担心大脑里的病毒有可能引发格林-巴利综合征——一种常见的脊神经和周围神经的脱髓鞘疾病,临床上表现为身体麻痹、四肢软瘫,以及不同程度的感觉障碍。

纳斯说道:“这是一种循序渐进的瘫痪,从脚开始,然后向上延展,直至整个人没法动弹。有些病例是暂时性发作,但也有人可能遭受长期的残疾,甚至死亡。”

这种担忧实际上已经有事实依据。例如,意大利北部的3所医院,在3月份收治的1 000多名COVID-19患者当中,有5例出现了格林-巴利综合征。科拉尼克表示:“我们可能会看到更多的格林-巴利综合征,更多的癫痫和中风,更多的脑损伤。”

资料来源New Scientist