一项利用先进脑部成像技术的新研究发现，SARS-CoV-2（新冠病毒）感染可能会导致大脑产生持久性变化，即使那些感觉已完全康复的个体也不例外。该研究识别出组织微观结构和化学水平方面的特定改变，这些改变能够区分长期新冠患者、无持续症状的康复者以及从未感染过的人群。这些研究结果已发表在《脑、行为与免疫-健康》期刊上。
新冠疫情的全球传播导致大量人群经历了被称为"长期新冠"的持续健康问题。常见症状包括严重疲劳、通常被称为"脑雾"的认知功能障碍以及睡眠障碍。
格里菲斯大学国家神经免疫学和新兴疾病中心的研究团队此前曾研究肌痛性脑脊髓炎/慢性疲劳综合征(ME/CFS)。他们注意到长期新冠症状经常与ME/CFS中观察到的症状重叠。这一观察促使该团队调查是否存在类似的脑部机制在起作用。
医学专业人士还注意到，即使是从新冠急性期康复的个体，有时也表现出细微的认知速度减慢。先前的影像学研究试图描绘这些变化，但结果不一致。
许多先前的研究没有直接比较三个不同的群体：长期新冠患者、完全康复者以及从未感染病毒的人。研究人员旨在通过采用多模态磁共振成像(MRI)方法来填补这一知识空白。这种方法使他们能够同时评估髓鞘含量、组织完整性和神经化学水平。
"当新冠疫情爆发时，许多人开始出现与ME/CFS中观察到的相似症状。这一观察促使我们研究长期新冠，并确定它是否涉及与ME/CFS中发现的相似的脑部变化，"国家神经免疫学和新兴疾病中心的研究员、该研究作者Kiran Thapaliya说道。
"即使在从新冠完全康复后，一些个体仍继续报告持续症状，如脑雾。这进一步激励我们比较三组人群的脑部改变：长期新冠患者、已从新冠完全康复的个体以及从未感染过新冠的人。"
该研究包括来自澳大利亚昆士兰州黄金海岸地区的47名参与者。样本包括19名根据世界卫生组织指南诊断为长期新冠的个体。还包括12名已从新冠康复且报告无持续症状的个体。第三组由16名无SARS-CoV-2感染史的健康对照者组成。所有参与者年龄均在18至65岁之间。
研究人员排除了患有其他重大医学疾病的个体，以确保结果特定于新冠。参与者完成了关于其症状的详细问卷。这些评估测量了疼痛水平、身体功能、疲劳严重程度和认知损伤。长期新冠组报告的疼痛和疲劳水平明显高于其他组。他们的身体功能和认知功能得分也较低。
参与者接受了3特斯拉MRI扫描仪的扫描。研究人员在扫描过程中获取了三种特定类型的数据。首先，他们使用T1加权和T2加权图像创建比率图。这种技术提供了对大脑中髓鞘含量的估计。髓鞘是围绕神经纤维的保护性鞘，有助于神经元之间的快速通信。
其次，该团队使用了扩散加权成像。这种方法追踪脑组织内水分子的运动。它有助于揭示大脑的微观结构和白质束的完整性。最后，他们采用了磁共振波谱分析。这种技术就像一种虚拟活检，使科学家能够测量目标脑区域中特定化学物质的水平。研究人员将这种化学分析集中在后扣带皮层，这是参与记忆和情绪的中枢。
该研究揭示了T1w/T2w比率图中的广泛差异，这些图作为髓鞘信号强度的替代指标。当比较长期新冠患者与健康对照者时，研究人员发现中央前回和中颞回的信号强度更高。中央前回对运动控制至关重要，而中颞回在记忆中起关键作用。这种增加表明这些区域可能发生潜在的再髓鞘化或炎症过程。
康复组与长期新冠组之间的比较显示了更为明显的差异。与长期新冠患者相比，康复个体在脑干和小脑中显示出显著更高的信号强度。脑干控制着睡眠-觉醒周期和疼痛处理等重要功能。小脑协调自主运动和平衡。长期新冠患者这些区域的信号强度较低可能与他们持续的疲劳和身体限制有关。
研究人员还识别出那些据称已完全康复的个体的变化。与从未感染的对照组相比，康复组在中央前回和后扣带皮层显示出更高的信号强度。这表明病毒可能在没有明显症状的情况下仍在大脑上留下痕迹。这表明大脑可能在感染后经历补偿性变化。
扩散加权成像提供了结构改变的额外证据。与健康对照组相比，长期新冠患者在小脑的齿状区域表现出较低的平均扩散率。该指标与组织的密度和组织结构有关。较低的扩散率可能表示水运动受限，可能是由于肿胀或组织重塑所致。康复组与健康对照组相比，在尾状核中也表现出较低的扩散率。尾状核是一个参与运动过程和学习的结构。
通过磁共振波谱分析的化学分析突显了显著的代谢失衡。研究人员主要在长期新冠组和康复组之间观察到这些差异。长期新冠患者表现出谷氨酰胺水平显著降低。谷氨酰胺是一种支持免疫系统和能量产生的氨基酸。其耗尽表明身体可能正在耗尽储备以对抗持续的炎症或免疫失调。
另一方面，与康复组相比，长期新冠患者显示出更高水平的N-乙酰天冬氨酸(NAA)。NAA是神经元健康和代谢的标志物。通常，较低水平表示损伤。然而，研究人员提出，在这种情况下NAA升高可能代表一种补偿性反应。大脑可能正在更加努力地工作以在代谢压力面前维持功能。这也可能是由与该症状相关的渗透压压力所致。
研究人员分析了这些生物标志物如何与参与者的症状相关。在长期新冠组中，他们发现髓鞘信号强度与身体功能之间存在显著相关性。中颞回中的较低信号强度与较差的身体功能相关。这与髓鞘减少会损害大脑-身体通信效率的观点一致。
关于认知方面也出现了类似的模式。中脑中的信号强度与认知得分之间存在负相关。这表明脑干区域的改变与认知障碍的严重程度相关。这些关联为患者报告的主观症状提供了生物学基础。
"这项研究清楚地表明，即使在从新冠康复后没有任何症状的个体，病毒仍可能对大脑产生长期影响，"Thapaliya告诉PsyPost。
但这项研究，像所有研究一样，存在一些注意事项。设计是横断面的，这意味着它捕捉的是某一时间点的情况，而不是长期跟踪变化。仅从这些数据无法确定观察到的脑部变化是永久性的还是随着时间的推移而演变的。样本量相对较小，总参与者不足50人。小样本量有时会导致在更大群体中无法复制的结果。
研究人员还指出，用于识别脑部簇的统计方法涉及可能引入误差的阈值。他们试图通过使用标准统计调整来纠正这一点。此外，该研究具有探索性。它的目的是为未来调查生成假设，而不是提供确定的临床诊断工具。
未来研究需要在更大、更多样化的群体中验证这些发现。纵向研究将特别有益。这类研究可以从感染点开始跟踪个体，直至康复或长期新冠的发展。这将使科学家能够观察脑部改变是否随着症状改善而解决。它还将有助于阐明再髓鞘化和代谢变化的时间线。
该研究《长期新冠和康复新冠个体中改变的大脑组织微观结构和神经化学谱：一项多模态MRI研究》由Kiran Thapaliya、Sonya Marshall-Gradisnik、Maira Inderyas和Leighton Barnden撰写。
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