對(duì)11名患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)采樣，在大腦發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2持續(xù)存在
COVID-19在嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥冠狀病毒2(SARS-CoV-2)急性感染期間會(huì)導(dǎo)致多器官功能障礙，一些患者出現(xiàn)長(zhǎng)期癥狀，稱(chēng)為SARS-CoV-2的急性后遺癥。然而，呼吸道以外的感染和病毒清除時(shí)間尚未得到很好的論證（特別是在大腦中）。此前的報(bào)道：Neuron最新：感染COVID-19后持續(xù)影響大腦的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制
近日，Daniel S. Chertow團(tuán)隊(duì)對(duì)44名死于COVID-19的患者進(jìn)行了完整的尸檢，并對(duì)其中11名患者的中樞神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行了廣泛采樣，以繪制和量化SARS-CoV-2（從急性感染到出現(xiàn)癥狀后七個(gè)多月）在整個(gè)人體的分布、復(fù)制和細(xì)胞類(lèi)型特異性，這其中也包括大腦。他們?cè)?strong>Nature雜志上發(fā)表了最新的研究成果，名為“SARS-CoV-2 infection and persistence in the human body and brain at autopsy”。
一些幸存者會(huì)經(jīng)歷 SARS-CoV-2 的急性后遺癥，即長(zhǎng) COVID。盡管對(duì) COVID-19 致命病例的尸檢研究支持 SARS-CoV-2 感染多個(gè)器官的能力，但肺部以外的外器官，通常缺乏病毒介導(dǎo)的損傷或炎癥的組織病理學(xué)證據(jù)。在沒(méi)有損傷或炎癥的情況下，在呼吸道外感染的悖論引發(fā)了許多與病原體和宿主相關(guān)的問(wèn)題。為了研究 SARS-CoV-2 在人類(lèi)中的細(xì)胞趨向性、復(fù)制能力、持久性和進(jìn)化，并尋找受感染組織的相關(guān)組織病理學(xué)，本研究對(duì) 44 例 COVID-19 病例進(jìn)行了尸檢。
尸檢樣本概覽
2020 年 4 月 26 日至 2021 年 3 月 2 日期間，作者進(jìn)行了 44 次尸檢，所有尸檢均來(lái)自未接種疫苗且死于 COVID-19 的個(gè)體。42 例死前和 2 例死后確認(rèn) SARS-CoV-2 PCR 陽(yáng)性。共有 38 例 SARS-CoV-2 血清陽(yáng)性，3 例血清陰性，3 例無(wú)法獲得血漿。11 例完成腦部取樣（圖1）。30% 為女性，中位年齡為 62.5 歲。共有 61.4% 的人有三種或更多的合并癥。從癥狀發(fā)作到最終住院和隨后死亡的中位間隔時(shí)間分別為 6 天和 18.5 天。中位尸檢時(shí)間間隔為 22.2 小時(shí)。
圖1. SARS-CoV-2 在人體和大腦中的分布、量化和復(fù)制。
廣泛感染或持續(xù)存在
在 84 個(gè)不同的解剖位置和體液中檢測(cè)到 SARS-CoV-2 RNA，與非呼吸組織相比，在早期、中期和晚期中的呼吸道組織檢測(cè)到的更高的載量（顯著）。在 10/11 例（90.9%）的中樞神經(jīng)系統(tǒng) (CNS) 組織中檢測(cè)到 SARS-CoV-2 RNA，包括在 5/6 晚期病例中評(píng)估的多數(shù)腦區(qū)（圖1）。在所有組織群和多種液體類(lèi)型（包括血漿、胸膜液和玻璃體液）中檢測(cè)到 SARS-CoV-2 亞基因組 RNA。
ISH揭示SARS-CoV-2的細(xì)胞趨向性
通過(guò) ISH 驗(yàn)證了 SARS-CoV-2 刺突 RNA 在早期、中期和晚期病例的呼吸和非呼吸組織中的 ddPCR 結(jié)果，涉及超過(guò) 35 種細(xì)胞類(lèi)型和透明膜（圖2和圖3)。 圖1和2顯示SARS-CoV-2 刺突 RNA ISH 陽(yáng)性細(xì)胞的組織詳細(xì)注釋?zhuān)缍鄠€(gè)大腦區(qū)域。
圖2. 肺外組織中 SARS-CoV-2 的原位 RNA (RNAscope) 檢測(cè)。
CNS中的SARS-CoV-2 N RNA和蛋白質(zhì)
為了進(jìn)一步驗(yàn)證 SARS-CoV-2 在 CNS 組織中的檢測(cè)和分布，作者使用了針對(duì) N RNA 的第二種 ISH 測(cè)定，以及針對(duì) N 蛋白的基于 IF 和顯色 IHC 的測(cè)定。通過(guò)適當(dāng)?shù)年?yáng)性和陰性對(duì)照證實(shí)了這些檢測(cè)的特異性，并將它們應(yīng)用于 ddPCR 檢測(cè)，這是為 SARS-CoV-2 陽(yáng)性的選定 CNS 組織。
在早期病例（P38）的下丘腦和小腦，以及晚期病例的頸脊髓和基底神經(jīng)節(jié)（分別為 P42 和 P40）中觀察到 SARS-CoV-2 RNA 和蛋白質(zhì)，其模式與神經(jīng)元染色一致（圖3）。
圖3.SARS-CoV-2 蛋白和 RNA 在人 CNS 組織中的表達(dá)。
COVID-19 組織學(xué)發(fā)現(xiàn)
組織病理學(xué)發(fā)現(xiàn)與其他病例系列中報(bào)告的相似。在 44 例病例中，有 38 例被確定死于 COVID-19，其中 35 例 (92.1%) 在死亡時(shí)患有急性肺炎或彌漫性肺泡損傷。10 例 (23%) 出現(xiàn)肺血栓栓塞并發(fā)癥，4 例出現(xiàn)心肌浸潤(rùn)，包括 1 例實(shí)質(zhì)性心肌炎。在淋巴結(jié)和脾臟中，觀察到淋巴細(xì)胞耗竭以及濾泡和副皮質(zhì)增生。
對(duì) 11 個(gè)大腦的檢查中，發(fā)現(xiàn)盡管病毒載量很大，但組織病理學(xué)變化很少。血管充血是一種不常見(jiàn)的發(fā)現(xiàn)，病因不明，可能與感染引起的血液動(dòng)力學(xué)變化有關(guān)。兩例出現(xiàn)全身缺氧缺血性改變，其中一例是患有癲癇癥的青少年 (P36)，入院時(shí)發(fā)現(xiàn) SARS-CoV-2 呈陽(yáng)性，但可能死于與病毒感染無(wú)關(guān)的癲癇并發(fā)癥.
結(jié) 論
作者在此提供了迄今為止對(duì) SARS-CoV-2 在包括大腦在內(nèi)的人體中的細(xì)胞趨向性、量化和持久性的最全面分析。本研究專(zhuān)注于較短的死后間隔、組織收集的綜合標(biāo)準(zhǔn)化方法、固定前解剖大腦、在 RNAlater 中保存組織以及新鮮組織的快速冷凍，這使作者能夠通過(guò) ddPCR 和高靈敏度檢測(cè)和量化 SARS-CoV-2 RNA 水平ISH，以及從包括大腦在內(nèi)的多個(gè)非呼吸組織中分離細(xì)胞培養(yǎng)物中的病毒，與其他研究相比有顯著差異。
原文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-022-05542-y
參考文獻(xiàn)：
Stein, S.R., Ramelli, S.C., Grazioli, A. et al. SARS-CoV-2 infection and persistence in the human body and brain at autopsy. Nature 612, 758–763 (2022).
編譯作者：Ayden（brainnews創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)）
校審：Simon（brainnews編輯部）
