新冠病毒感染前後大腦有哪些變化？

新冠病毒對大腦有什麽影響？| 圖源：pixabay.com

編者按

對於新冠康復患者來說，是否存在後遺症以及後遺症對健康影響有多大始終是一類值得關注的問題。3月8日，《自然》雜誌刊登了一項樣本量超過400的研究，系統分析了新冠肺炎患者在被病毒感染前後的腦部影像資料，對了解新冠病毒對中樞神經等的影響以及長期是否能得以恢復有參考意義。

撰文 | 計永勝

責編 | 陳曉雪

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當前，新冠肺炎疫情依然在全球肆虐。

被新冠病毒感染後，部分患者的首發症狀表現為嗅覺、味覺減退或喪失等。這些感覺器官功能的改變其實反映的是中樞神經系統（腦）結構或者生理的變化。腦部成像可以清晰地記錄到這種變化，但是通過醫學影像學手段直接觀測新冠肺炎患者中樞神經系統變化的報導很少。德國弗萊堡大學醫學中心教授 Jonas A. Hosp 團隊通過對15名處於亞急性期且嗅覺和味覺出現異常的新冠肺炎患者的腦部進行PET（正電子發射型計算機斷層顯像，可通過檢測人體的代謝水準判斷疾病的發生發展）成像分析後發現，有10名患者的額頂葉位置出現代謝水準下降的現象 [1]。

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法國艾克斯-馬賽大學核醫學系E Guedj團隊也用PET方法檢測了兩名新冠肺炎患者的腦部代謝變化，發現包括嗅/直回（Olfactory/rectus gyrus）、杏仁核（Amygdala）、海馬（Hippocampus）、海馬旁（Parahippocampus）在內的部位代謝水準降低 [2]。

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上述兩項研究為我們了解新冠病毒感染對中樞神經系統的影響提供了一些信息。但是，參與這兩項研究的病例數均很少，並且，研究人員是對已感染病人的腦部進行的成像，因此，並不能排除這些變化在患者感染新冠病毒之前就已經存在。而這些生理上的改變是否增強人群對新冠病毒的易感性也是一個未知數。

要解決上述疑惑就需要對比新冠肺炎患者在被病毒感染前後腦部的影像數據。

按照上述思路，英國牛津大學惠康整合神經成像中心（Wellcome Centre for Integrative Neuroimaging, WIN）Gwenaëlle Douaud 團隊系統分析了401名新冠肺炎患者在被病毒感染前後的腦部影像資料，發現新冠病毒感染可引起眶額皮質和海馬旁回（與嗅覺和記憶相關）的灰質厚度和組織對比度更大程度降低，初級嗅皮質功能相關區域的組織損傷更大，並且腦容量減小幅度更大。該研究成果於2022年3月8日在線發表於《自然》雜誌 [3]。

“利用英國生物庫資源，我們觀察了新冠輕度感染者（而非中度或重度感染）的大腦發生的變化。儘管96%的受試者感染程度較輕，但在感染後平均4.5個月，受試者的灰質體積減少更多，組織損傷更大。他們在完成複雜的認知測試的能力上也表現出了更大幅度的下降。這種認知水準變化與大腦異常有關。新冠感染所造成的負面影響在老年人中更為明顯。”論文通訊作者 Gwenaëlle Douaud 接收媒體採訪時表示 [4]，“未來我們將繼續運用腦成像的方法來監測上述腦組織損傷能否會在長期得以恢復。”

該論文分析的病例來自英國生物樣本庫（UK Biobank），總共785人（年齡覆蓋15到81歲），均進行過兩次腦掃描（平均間隔38個月），並且接受過認知測試。其中有401人（15人住院）在兩次腦掃描之間檢查出了新冠病毒感染，新冠確診和第二次腦部影像檢驗的平均間隔時間為141天；另外384人作為年齡和性別匹配的對照組。

研究人員分別將所有新冠感染者（401人）、新冠感染未住院者（386人）、新冠感染住院者（15人）與對照組（384人）的297 種嗅覺相關腦影像表型（imaging-derived phenotypes, IDP）進行了對比。綜合三次分析，研究人員共發現感染組和對照組有68個顯著差別的變化，兩組差別在0.2 -2%之間，並不是非常明顯。差異最大的四個腦部區域分別是在顳梨狀皮質和嗅結節的功能連接區域，以及海馬旁回和外側眶額皮質。新冠患者個體之間腦部影像變化也不盡相同，其中56%患者為顳梨狀皮質連接區，62%為嗅結節連接區，57%為左側海馬旁回，60%為左側眶額皮質。

圖3|

通過進一步分析，研究人員發現新冠肺炎患者的整體腦容量（Global measures of volume）和小腦左側也相對變小，扣帶回皮質厚度降低，與對照組差異在0.2~2%之間。其中差異最大體現在海馬旁回和尾側前扣帶回皮質，而小腦左側變小可能與該研究發現的新冠肺炎患者的認知水準降低有關。

需要說明的是，該研究還對比了普通肺炎患者腦部成像變化和相應對照組的區別，也發現一些組間差異的影像特徵，但與新冠肺炎的對比結果並無重疊。這也說明，研究得到的腦部變化數據均與新冠病毒感染相關。

這是迄今為止唯一的比較新冠肺炎患者在感染前後腦組織損傷變化的縱向影像學研究，並且參與研究的病例眾多。從當前研究數據看，新冠病毒感染的確會給患者中樞神經系統嗅覺相關區域造成損傷，雖然和對照組比較來看變化的幅度屬於中等。論文在結尾也指出了研究的局限性，包括沒有對患者的病情進行嚴格分級、沒有鑒定患者具體感染的病毒毒株等。同時，這些腦部損傷是病理損傷的擴散還是病毒本身造成的，以及受累腦部行使的功能（例如海馬負責記憶）是否下降以及未來能否恢復仍需要進一步研究。

參考文獻：

[1] Hosp JA, Dressing A, Blazhenets G, et al,. Cognitive impairment and altered cerebral glucose metabolism in the subacute stage of COVID-19. Brain. 2021 May 7;144(4):1263-1276. doi: 10.1093/brain/awab009.

[2] Guedj E, Million M, Dudouet P, et al,. 18F-FDG brain PET hypometabolism in post-SARS-CoV-2 infection: substrate for persistent/delayed disorders? Eur J Nucl Med Mol Imaging. 2021 Feb;48(2):592-595. doi: 10.1007/s00259-020-04973-x.

[3] Douaud, G. et al. SARS-CoV-2 is associated with changes in brain structure in UK Biobank. Nature https://doi.org/10.1038/s41586-022-04569-5 (2022)..

[4] https://www.ox.ac.uk/news/2022-03-07-brain-regions-related-smell-show-decline-following-mild-covid-19

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