(JY编译)科学家已经找到了用来解释长新冠症状患者经历的神经症状,包括脑雾(思维不清)、记忆丧失和疲劳。
研究人员在检查长新冠症状患者的血液时发现血液中的血清素(serotonin,又称5-羟色胺),一种神经传导物质,存在不足,这引起了他们的关注。研究分析结果表明,如果体内这种特定的化学物质水平较低,那么可以预测一个人是否会在感染后出现持续的症状。
随后,宾州大学的研究团队仔细模拟了一系列可能导致血清素减少并引发长新冠症状的事件。他们试图理解在长新冠中发生的生物过程,尤其是与血清素水平下降有关的生物事件。
他们的研究发表在《Cell》杂志上,这些发现指向了一个有趣的假设。这个假设从肠道开始,经由迷走神经途径,最终影响大脑。
宾州大学微生物学助理教授克里斯托夫·塞斯(Christoph Thaiss)说︰「我们可以透过这一途径来解释长新冠症状的一些神经认知表现。」
这项研究成果给研究人员留下了深刻印象,因为长新冠目前尚无经过验证的治疗方法,也没有广泛接受的生物标记供医生诊断。
该研究将关于长新冠潜在驱动因素的多个重要证据线索融合在一起,包括病毒物质持续存在、血液凝块和慢性发炎。这个研究为进行人类临床试验提供了潜在的研究目标,以测试治疗方法。
史丹佛大学神经学教授米歇尔·蒙杰博士(Michelle Monje)对这项研究表示赞赏,她认为研究很好地展示了这些变化的因果关系。
鉴于大部分研究是在小鼠上进行的,因此还需要在未来的研究中充分探讨这些结果在长新冠症状患者身上的影响。然而,耶鲁大学的免疫学家岩崎明子(Akiko Iwasaki)表示,研究结果在解释疾病机制方面非常一致且连贯。明子说︰「现在研究者应该关注这一5-羟色胺路径的重要性。」
追踪脑雾的原因
有了血清素的思路,研究人员以其为核心,通过对小鼠进行实验来深入了解长新冠的发展过程。
研究人员怀疑长新冠的一个主要原因是病毒持续存在在体内,即使疾病的最初症状已经缓解,有些患者仍然可能携带病毒感染,这种情况有时被称为「病毒储存库」。
宾州大学微生物学助理教授玛雅·利维(Maayan Levy)说,他们透过检查长新冠患者的大便样本,寻找证据表明病毒在体内持续存在。
利维表示︰「在大约30%的患者中,研究人员在他们的胃肠道中发现了病毒RNA。基于这项发现,我们尝试在小鼠模型中模拟这种情况,以更深入了解病毒在长新冠患者的作用。」
这些实验表明,慢性病毒感染(研究中使用淋巴细胞性脑膜炎病毒取代SARS-CoV-2)导致了5-羟色胺水平的降低,而这一现像似乎是由机体自身的免疫反应引起的。
随后进行了更多的实验,重点关注了一种称为1型干扰素的细胞因子,结果揭示了这种讯号蛋白透过多种方式引发发炎并干扰血液中的5-羟色胺水平。
胃肠道是体内5-羟色胺的主要产生地,而色氨酸是合成5-羟色胺所需的重要氨基酸,它透过从我们食物中摄取并吸收进入胃肠道来合成5-羟色胺。然而,发炎反应会干扰色氨酸的吸收,从而导致5-羟色胺水平下降。
塞斯指出,如果体内色氨酸减少,那么合成5-羟色胺的过程也会减少。此外,这些细胞激素也会导致血小板凝结,而血小板是储存5-羟色胺的地方,这进一步降低了5-羟色胺在体内的量。
大脑的联系
研究重点从肠道转移到了迷走神经,迷走神经是一种与大脑连接,监控身体各部位功能的神经系统。它与胃肠道和其他多个器官有关。
研究发现,5-羟色胺的减少导致了迷走神经与大脑之间的沟通受损,这进一步减少了大脑中海马体的活动量。
然而,令人鼓舞的是,宾州大学的研究人员在小鼠实验中观察到的认知症状可以透过特定方法或治疗进行逆转。
塞斯表示,在这个测试中,他们透过操作迷走神经或5-羟色胺讯号,使老鼠能够再次正常记忆,这表明这两个因素可能与长新冠的认知症状有关。他说︰「虽然在小鼠模型中表现出潜在的治疗效果,但尚不清楚这些效果是否可以直接适用于长新冠患者。」
利维称︰「为了向患者提供治疗建议,我们需要进行一项大规模的、经过精心控制的临床试验,以验证研究的结果。下一步的明显措施可能包括尝试不同的干预措施,这些措施可以增加体内的血清素水平或以其他方式刺激迷走神经,或透过补充色氨酸来研究其治疗潜力。」
在他们的实验中,他们给老鼠灌服一种被称为Prozac的药物,这是一种SSRI(选择性5-羟色胺再摄取抑制剂),通常用于治疗忧郁症。这种药物可以增加大脑中的血清素浓度。
解开长新冠复杂原因的困结
史丹佛大学的蒙杰说,研究结果揭示了感染新冠病毒后,免疫系统问题可能对大脑和其他身体功能产生广泛而深远的影响。
她指出这项研究并不是长新冠的全部解释,但它提供了关于这一情况的重要资讯和洞察。
科学家们认识到长新冠是一个复杂的疾病,涉及多个生物学和医学方面的因素。因此,他们不期望能够找到单一的解释或机制,可以一劳永逸地解决该问题。
蒙杰指出,不同的人可能会经历不同的神经系统问题,而这些问题之间并不一定会互相排斥,可能同时存在。例如,她的实验室发现,当小鼠患有轻度新冠病毒感染并且感染集中在肺部时,会引发一系列发炎反应,这些反应可能会对位于大脑中的海马体中的神经元产生不利影响。
长新冠患者经常报告「脑雾」症状,包括多种神经认知症状,如记忆障碍、注意力不集中、资讯处理速度减慢、执行功能受损以及持续疲劳。这可能会对他们的日常生活和工作产生负面影响。
蒙杰指出,研究也发现新冠病毒对大脑的影响是广泛的,涉及多个大脑区域,不仅限于海马体。
长新冠面临的挑战之一是如何将新的科学发现整合到对这种疾病的理解中,因为我们对该疾病的了解程度正在不断发展和演变。
纽约西奈山大学医学教授索拉布·梅汉德鲁(Saurabh Mehandru)博士说︰「长新冠是一个具有多种不同表现和症状的复杂疾病。不同的患者可能经历各种各样的健康问题。尽管这项研究提供了新的重要数据,但它仍然是初步的,需要进一步研究。」
肠细胞每三至五天就会进行一次更新,而要维持某种病毒或病毒遗传物质持续存在,通常需要复制。梅汉德鲁指出,某些活跃的生物过程正在发生,但尚不清楚是什么正在进行复制。
已有多项研究发现在不同组织中存在病毒的遗传物质和蛋白质。尽管如此,迄今为止还没有人成功地从肠道组织中培养出这种病毒,这项任务确实具有挑战性。
尽管宾州大学的研究提出了肠道中的慢性病毒感染可能是导致某些患者长新冠症状的原因,但耶鲁大学的岩崎认为,这些患者的神经认知功能障碍可能是由多种不同因素引起的。这些因素包括循环中存在的发炎因子和自体抗体。
尽管在动物模型和患者样本中已经有了很好的关联,但这是否在患者中发生,以及有多少人可能遭受这种特定的病理病变,仍需要进行未来的研究。岩崎指出,她的研究发现,压力荷尔蒙皮质醇水平较低也与长新冠症状有关。
研究者认识到他们的研究可能无法解释长新冠的所有复杂性,但仍有必要不断进行研究,以找到更好的治疗方法。
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