一项新研究表明,新冠感染可能导致类似于阿尔茨海默病患者体内出现的蛋白质堆积——不仅出现在大脑中,也出现在眼睛中。
这或许解释了为何“脑雾”(memory or cognition问题的总称)经常被报告为新冠感染后的症状。
由耶鲁大学领导的一项新研究旨在揭示新冠脑雾与阿尔茨海默病之间的明显相似之处,研究人员调查了SARS-CoV-2是否会导致类似阿尔茨海默病的斑块,从而解释感染后的脑雾现象。
“越来越多的证据表明新冠与脑雾有关,这是感染后常见的症状之一,”该研究的资深作者、耶鲁大学医学院眼科医生Brian Hafler表示。“尽管新冠后脑雾的机制尚未完全明了,但科学家发现SARS-CoV-2可以在中枢神经系统中诱导β淀粉样蛋白(amyloid beta)的积累。”
视网膜是中枢神经系统的一部分,也是该系统中最易于临床观察的组织之一,因此它不仅可能反映视觉问题,还能提供更广泛的神经系统健康信息。
先前的研究表明,阿尔茨海默病患者的视网膜和大脑中都会出现β淀粉样蛋白的积累,这表明视网膜检测可能为阿尔茨海默病的大规模诊断和监测提供一种实用方法。
为了开展研究,研究人员使用了尸检后获取的人类视网膜组织,并培育了视网膜类器官——一种由人类干细胞衍生的小型三维视网膜模型。
他们分析了视网膜组织中的各种细胞类型,通过测量细胞核内的RNA来确定不同细胞的蛋白质生成情况。
研究重点放在两种蛋白质上——神经纤毛蛋白-1(neuropilin-1,NRP1)和血管紧张素转换酶2(angiotensin-converting enzyme 2,ACE2),这两种蛋白此前被认为可能是SARS-CoV-2入侵神经细胞的潜在靶点。
在新冠患者视网膜组织的神经元和胶质细胞中检测到了NRP1,这表明病毒可能通过这一途径进入人眼。
即使没有痴呆病史的人,只要曾感染新冠,其β淀粉样蛋白的积累水平也较高,其视网膜组织呈现出类似阿尔茨海默病的特征。
在暴露于SARS-CoV-2刺突蛋白的视网膜类器官中,β淀粉样蛋白水平也上升了。刺突蛋白帮助病毒进入宿主细胞。
当研究人员向实验中加入NRP1抑制剂后,原本在暴露于新冠病毒刺突蛋白的视网膜组织中出现的β淀粉样蛋白增加现象得到了抑制。
这表明,针对NRP1进行干预可能有助于缓解新冠引发的神经系统并发症,如常见的脑雾。
Hafler表示:“从机制上讲,NRP1参与β淀粉样蛋白的聚集过程,为我们提供了未来研究的具体分子靶点。”
“我们的研究显示,接触SARS-CoV-2,特别是其刺突蛋白,可在人类视网膜组织和视网膜类器官中导致β淀粉样蛋白的聚集。”
Hafler还指出,除了揭示新冠脑雾的机制外,该研究还支持了一个观点:β淀粉样蛋白可能像大脑的“守卫者”一样发挥作用。
尽管β淀粉样蛋白长期以来被认为可能导致阿尔茨海默病,但现在人们普遍认为它们更可能是潜在危险的指标。
虽然β淀粉样蛋白的结构尚不完全清楚,但其结构与已知的抗菌肽相似,一些研究表明它可能在大脑的免疫系统中扮演重要角色。
由于阿尔茨海默病会削弱血脑屏障,β淀粉样蛋白的积累可能表明大脑正在试图抵御微生物入侵。
他补充道:“这支持了阿尔茨海默病的β淀粉样蛋白抗菌假说,表明β淀粉样蛋白可能是大脑对抗病毒感染的先天免疫反应的一部分。”
作者指出,其他病毒也可能引发类似的β淀粉样蛋白堆积,因此需要进一步研究加以验证。
Hafler及其同事目前正在开展临床研究,以评估新冠是否可能增加长期阿尔茨海默病风险。
“我们的最终目标是预防新冠的长期神经系统影响,并探索NRP1抑制剂及其他病毒与宿主相互作用调节剂,作为预防病毒诱导的淀粉样病变和阿尔茨海默病的潜在疗法。”Hafler说道。
该研究发表在《Science Advances》杂志上,DOI为10.1126/sciadv.ads5006。
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