(JY編譯)科學家已經找到了用來解釋長新冠症狀患者經歷的神經症狀,包括腦霧(思維不清)、記憶喪失和疲勞。
研究人員在檢查長新冠症狀患者的血液時發現血液中的血清素(serotonin,又稱5-羥色胺),一種神經傳導物質,存在不足,這引起了他們的關注。研究分析結果表明,如果體內這種特定的化學物質水平較低,那麼可以預測一個人是否會在感染後出現持續的症狀。
隨後,賓州大學的研究團隊仔細模擬了一系列可能導致血清素減少並引發長新冠症狀的事件。他們試圖理解在長新冠中發生的生物過程,尤其是與血清素水平下降有關的生物事件。
他們的研究發表在《Cell》雜誌上,這些發現指向了一個有趣的假設。這個假設從腸道開始,經由迷走神經途徑,最終影響大腦。
賓州大學微生物學助理教授克里斯托夫·塞斯(Christoph Thaiss)說︰「我們可以透過這一途徑來解釋長新冠症狀的一些神經認知表現。」
這項研究成果給研究人員留下了深刻印象,因為長新冠目前尚無經過驗證的治療方法,也沒有廣泛接受的生物標記供醫生診斷。
該研究將關於長新冠潛在驅動因素的多個重要證據線索融合在一起,包括病毒物質持續存在、血液凝塊和慢性發炎。這個研究為進行人類臨床試驗提供了潛在的研究目標,以測試治療方法。
史丹佛大學神經學教授米歇爾·蒙傑博士(Michelle Monje)對這項研究表示讚賞,她認為研究很好地展示了這些變化的因果關係。
鑑於大部分研究是在小鼠上進行的,因此還需要在未來的研究中充分探討這些結果在長新冠症狀患者身上的影響。然而,耶魯大學的免疫學家岩崎明子(Akiko Iwasaki)表示,研究結果在解釋疾病機制方面非常一致且連貫。明子說︰「現在研究者應該關注這一5-羥色胺路徑的重要性。」
追蹤腦霧的原因
有了血清素的思路,研究人員以其為核心,通過對小鼠進行實驗來深入了解長新冠的發展過程。
研究人員懷疑長新冠的一個主要原因是病毒持續存在在體內,即使疾病的最初症狀已經緩解,有些患者仍然可能攜帶病毒感染,這種情況有時被稱為「病毒儲存庫」。
賓州大學微生物學助理教授瑪雅·利維(Maayan Levy)說,他們透過檢查長新冠患者的大便樣本,尋找證據表明病毒在體內持續存在。
利維表示︰「在大約30%的患者中,研究人員在他們的胃腸道中發現了病毒RNA。基於這項發現,我們嘗試在小鼠模型中模擬這種情況,以更深入了解病毒在長新冠患者的作用。」
這些實驗表明,慢性病毒感染(研究中使用淋巴細胞性腦膜炎病毒取代SARS-CoV-2)導致了5-羥色胺水平的降低,而這一現像似乎是由機體自身的免疫反應引起的。
隨後進行了更多的實驗,重點關注了一種稱為1型干擾素的細胞因子,結果揭示了這種訊號蛋白透過多種方式引發發炎並干擾血液中的5-羥色胺水平。
胃腸道是體內5-羥色胺的主要產生地,而色氨酸是合成5-羥色胺所需的重要氨基酸,它透過從我們食物中攝取並吸收進入胃腸道來合成5-羥色胺。然而,發炎反應會幹擾色氨酸的吸收,從而導致5-羥色胺水平下降。
塞斯指出,如果體內色氨酸減少,那麼合成5-羥色胺的過程也會減少。此外,這些細胞激素也會導致血小板凝結,而血小板是儲存5-羥色胺的地方,這進一步降低了5-羥色胺在體內的量。
大腦的聯繫
研究重點從腸道轉移到了迷走神經,迷走神經是一種與大腦連接,監控身體各部位功能的神經系統。它與胃腸道和其他多個器官有關。
研究發現,5-羥色胺的減少導致了迷走神經與大腦之間的溝通受損,這進一步減少了大腦中海馬體的活動量。
然而,令人鼓舞的是,賓州大學的研究人員在小鼠實驗中觀察到的認知症狀可以透過特定方法或治療進行逆轉。
塞斯表示,在這個測試中,他們透過操作迷走神經或5-羥色胺訊號,使老鼠能夠再次正常記憶,這表明這兩個因素可能與長新冠的認知症狀有關。他說︰「雖然在小鼠模型中表現出潛在的治療效果,但尚不清楚這些效果是否可以直接適用於長新冠患者。」
利維稱︰「為了向患者提供治療建議,我們需要進行一項大規模的、經過精心控制的臨床試驗,以驗證研究的結果。下一步的明顯措施可能包括嘗試不同的干預措施,這些措施可以增加體內的血清素水平或以其他方式刺激迷走神經,或透過補充色氨酸來研究其治療潛力。」
在他們的實驗中,他們給老鼠灌服一種被稱為Prozac的藥物,這是一種SSRI(選擇性5-羥色胺再攝取抑制劑),通常用於治療憂鬱症。這種藥物可以增加大腦中的血清素濃度。
解開長新冠複雜原因的困結
史丹佛大學的蒙傑說,研究結果揭示了感染新冠病毒後,免疫系統問題可能對大腦和其他身體功能產生廣泛而深遠的影響。
她指出這項研究並不是長新冠的全部解釋,但它提供了關於這一情況的重要資訊和洞察。
科學家們認識到長新冠是一個複雜的疾病,涉及多個生物學和醫學方面的因素。因此,他們不期望能夠找到單一的解釋或機制,可以一勞永逸地解決該問題。
蒙傑指出,不同的人可能會經歷不同的神經系統問題,而這些問題之間並不一定會互相排斥,可能同時存在。例如,她的實驗室發現,當小鼠患有輕度新冠病毒感染並且感染集中在肺部時,會引發一系列發炎反應,這些反應可能會對位於大腦中的海馬體中的神經元產生不利影響。
長新冠患者經常報告「腦霧」症狀,包括多種神經認知症狀,如記憶障礙、注意力不集中、資訊處理速度減慢、執行功能受損以及持續疲勞。這可能會對他們的日常生活和工作產生負面影響。
蒙傑指出,研究也發現新冠病毒對大腦的影響是廣泛的,涉及多個大腦區域,不僅限於海馬體。
長新冠面臨的挑戰之一是如何將新的科學發現整合到對這種疾病的理解中,因為我們對該疾病的了解程度正在不斷發展和演變。
紐約西奈山大學醫學教授索拉布·梅漢德魯(Saurabh Mehandru)博士說︰「長新冠是一個具有多種不同表現和症狀的複雜疾病。不同的患者可能經歷各種各樣的健康問題。儘管這項研究提供了新的重要數據,但它仍然是初步的,需要進一步研究。」
腸細胞每三至五天就會進行一次更新,而要維持某種病毒或病毒遺傳物質持續存在,通常需要複製。梅漢德魯指出,某些活躍的生物過程正在發生,但尚不清楚是什麼正在進行複製。
已有多項研究發現在不同組織中存在病毒的遺傳物質和蛋白質。儘管如此,迄今為止還沒有人成功地從腸道組織中培養出這種病毒,這項任務確實具有挑戰性。
儘管賓州大學的研究提出了腸道中的慢性病毒感染可能是導致某些患者長新冠症狀的原因,但耶魯大學的岩崎認為,這些患者的神經認知功能障礙可能是由多種不同因素引起的。這些因素包括循環中存在的發炎因子和自體抗體。
儘管在動物模型和患者樣本中已經有了很好的關聯,但這是否在患者中發生,以及有多少人可能遭受這種特定的病理病變,仍需要進行未來的研究。岩崎指出,她的研究發現,壓力荷爾蒙皮質醇水平較低也與長新冠症狀有關。
研究者認識到他們的研究可能無法解釋長新冠的所有複雜性,但仍有必要不斷進行研究,以找到更好的治療方法。
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