2020年2月,引起新冠肺炎的病毒被國際病毒分類委員會正式命名為“嚴重急性呼吸綜合征冠狀病毒2(SARS‐CoV‐2)”。
但是隨著研究的深入,我們發現,新型冠狀病毒除了表現出呼吸系統癥狀外,在全身各個系統都有癥狀表現。國家衛健委在2022年12月也將新型冠狀病毒肺炎正式更名為新型冠狀病毒感染。
那么新冠病毒能對神經系統造成什么損傷?如何引起?
一、SARS‐CoV‐2感染神經系統的途徑
SARS‐CoV‐2 與SARS‐CoV 的基因相似性高達79.5%,因此很可能也具有相似的神經系統感染途徑,包括直接途徑和間接途徑。
1. 直接途徑
SARS‐CoV 病毒可通過血源性途徑感染血腦屏障的內皮細胞以直接進入中樞神經。這應該也是 SARS‐CoV‐2 侵入中樞神經的一個重要途徑。病毒可以通過血液循環到達大腦循環。
微循環內血液流動的緩慢可能促進了S蛋白與毛細血管內皮細胞上表達的ACE2 受體的結合,隨后病毒顆粒破壞毛細血管內皮,這可能有利于病毒進入大腦。
2.間接途徑
目前,SARS‐CoV‐2通過嗅神經直接攻擊中樞神經這一觀點也已被廣泛接受。
SARS‐CoV‐2也可能利用逆向軸漿運輸途徑到達中樞神經,逆向軸漿運輸途徑可通過支配呼吸道和腸道的神經網絡進行。
SARS‐CoV‐2可能附著在呼吸系統的不同部位(如鼻腔、咽部、喉部和氣管)。當病毒黏附到鼻腔時,它可到達嗅上皮,感染位于嗅上皮中的嗅神經元,然后通過嗅神經和相關的神經回路到達中樞神經。
此外,SARS‐CoV‐2在全身循環中的存在使其能通過各種途徑進入腦循環,包括利用腸道神經的傳入神經元進入中樞神經。
二、SARS?CoV?2感染神經系統的機制
目前,SARS‐CoV‐2導致神經系統損害可能存在直接感染、免疫介導、通過 ACE2 和通過 NRP1 等機制。
1. 直接感染
根據研究發現,推測SARS‐CoV‐2可直接入侵神經系統并造成神經損傷。
2. 免疫介導
研究表明新冠肺炎可引起細胞因子風暴。推測SARS‐CoV‐2感染引起的神經系統損害可能由免疫系統介導。
免疫介導的神經綜合征包括:
中樞神經系統脫髓鞘疾病
脊髓炎
吉蘭-巴雷綜合征
3. ACE2
關于SARS‐CoV‐2在表達ACE2的細胞中使用ACE2作為受體感染細胞的學說已為公眾認可。
冠狀病毒刺突蛋白有助于病毒進入靶細胞,SARS‐CoV 的刺突蛋白亞基和 SARS‐CoV‐2 的刺突蛋白亞基與 ACE2 結合,以此作為進入細胞的受體。
ACE2不僅存在于肺、心、腎、胃腸道、血管中,它也在大腦中某些特定部位表達,如在人膠質細胞和神經元中可檢測到ACE2受體。
因此 ACE2 也是 SARS‐CoV‐2 導致神經系統損害的機制之一。
4. NRP1
研究發現
NRP1可顯著增強SARS‐CoV‐2的傳染性,這種作用可被抗NRP1 的單克隆抗體阻斷。
SARS‐CoV‐2 的S 蛋白與細胞表面NRP1 和NRP2 受體結合進入細胞。而NRP1 也在中樞神經中表達,包括嗅結節和嗅旁回等與嗅覺相關的區域。
三、神經系統感染SARS?CoV?2的臨床表現和機制分析
1. 中樞神經系統
SARS‐CoV‐2 可對中樞神經系統(CNS)產生影響,引起包括腦病、腦炎、腦卒中、嗅覺障礙等多種中樞神經疾病。
病毒造成中樞神經系統損害的機制較復雜,現仍未完全明確。可能機制如下:
1.1 血管緊張素轉化酶Ⅱ(ACE2)介導的病毒入侵
作為重要的功能性受體,ACE2 是介導SARS-CoV-2 入侵各組織器官的關鍵物質。
ACE2廣泛分布于機體各組織器官,尤其是血管內皮細胞、神經元細胞、膠質細胞、腦干等。
1.2 經外周神經入侵中樞神經系統
嗅覺減退或喪失被認為是 COVID-19 的周圍神經系統損傷表現。
同為冠狀病毒家族,SARS-CoV-2 與 SARS-CoV 在基因組方面高度同源,同樣可通過外周神經進入中樞神經系統。
冠狀病毒可沿嗅神經通過篩板進入嗅球,繼而擴散至腦干并影響生命中樞。
因此,可以認為 SARS-CoV-2 能入侵人類嗅神經末梢并進行復制,然后通過逆行軸突運輸到達胞體 ;最后沿嗅覺傳輸路徑(跨突觸)到達中樞神經系統。
故存在病毒通過入侵其他顱神經分支如視神經、舌咽神經、面神經、迷走神經等末梢并沿相應傳導通路進入腦部的可能性。
1.3 病毒觸發的炎癥風暴累及中樞神經系統
與其他病原體相似,SARS-CoV-2 感染人體后會觸發免疫反應,中性粒細胞、單核細胞、巨噬細胞、樹突狀細胞和 NK 細胞大量流入并激活,進而釋放大量炎性因子。
SARS-CoV-2 還能刺激肥大細胞釋放細胞因子和趨化因子,進一步加劇炎癥反應和病情。
此外,SARS-CoV-2 可通過激活補體系統造成多種炎性因子的釋放。
這種激烈的免疫反應被稱為炎癥風暴。
2. 周圍神經系統
2.1 嗅覺障礙和味覺障礙被認為是 COVID-19 患者常見的周圍神經損傷表現,發生率分別高達 41.0%和 38.2%。
許多新冠感染患者的嗅覺障礙一直未能恢復 ,說明嗅神經或嗅球受到損害。
2.2 SARS-CoV-2 感染引起視神經炎已有報道,盡管具體致病機制不明,但 COVID-19 患者視網膜中存在病毒已被證實。故有理由認為視神經受損與病毒的直接入侵相關。
除此之外,喉返神經損傷 、面神經麻痹和動眼神經麻痹等周圍神經受損的 COVID-19 病例也已有多次報道。
2.3 總體來說,感染SARS‐CoV‐2之后周圍神經系統也會引起的癥狀包括周圍運動、感覺神經的結構和功能障礙。
具體表現為味覺障礙、性欲減退、面癱、乏力以及肢體遠端感覺異常和手套‐襪套樣感覺減退等。
3. 神經肌肉接頭和肌肉疾病
骨骼肌損傷也是新冠肺炎累及神經系統的常見表型,其主要表現是肌痛和肌無力。
四、參考文獻
1. 徐振華, 劉水蓉, 江小霞. 新型冠狀病毒對神經系統的影響進展[J]. 軍事醫學(045-012).
2. 丁晶, 汪昕. 重視新型冠狀病毒感染患者的神經系統受累癥狀[J]. 中國科學基金, 2021.