一项新的研究表明,SARS-CoV-2刺突蛋白在感染后数年内仍然存在于大脑保护组织和颅骨骨髓中,可能驱动长期新冠(Long COVID)的神经症状。研究人员使用先进的成像技术,发现这些区域的刺突蛋白水平升高,导致慢性脑炎和神经退行性疾病风险增加。mRNA新冠疫苗可减少50%的刺突蛋白积累,但残留的蛋白仍可能构成风险。这些发现强调了开发新疗法和早期诊断工具以应对大脑健康长期影响的必要性。
关键事实:
- 刺突蛋白在感染后数年内持续存在于大脑组织和颅骨骨髓中。
- mRNA疫苗可减少大脑中刺突蛋白的积累达50%。
- 慢性刺突蛋白的存在可能加速大脑老化并增加中风风险。
来源:赫尔姆霍兹
赫尔姆霍兹慕尼黑研究中心和路德维希-马克西米利安-慕尼黑大学(LMU)的研究人员确定了一种机制,可能解释长期新冠的神经症状。该研究显示,SARS-CoV-2刺突蛋白在感染后长达四年仍存在于大脑保护层——脑膜和颅骨骨髓中。这种刺突蛋白的持续存在可能触发慢性炎症,并增加受影响个体的神经退行性疾病风险。与大脑组织不同,颅骨骨髓和脑膜更容易进行医学检查。这项研究由赫尔姆霍兹慕尼黑智能生物技术研究所主任阿里·厄图克教授领导,还发现mRNA新冠疫苗显著减少了大脑中刺突蛋白的积累。然而,感染后颅骨和脑膜中刺突蛋白的持续存在为新的治疗策略提供了目标。
刺突蛋白在大脑中积累
厄图克教授团队开发的一种新型AI成像技术提供了关于SARS-CoV-2刺突蛋白如何影响大脑的新见解。该方法使器官和组织样本透明化,从而实现细胞结构、代谢物和病毒蛋白的三维可视化。利用这一技术,研究人员发现了COVID-19患者和小鼠组织样本中以前无法检测到的刺突蛋白分布。发表在《细胞宿主与微生物》杂志上的这项研究显示,即使在感染数年后,颅骨骨髓和脑膜中的刺突蛋白浓度也显著升高。刺突蛋白与ACE2受体结合,而这些受体在这些区域特别丰富。“这可能使这些组织特别容易受到刺突蛋白的长期积累,”该研究的第一作者周义荣博士解释说。厄图克补充道:“我们的数据还表明,大脑边界处持续存在的刺突蛋白可能对COVID-19和长期新冠的长期神经效应有贡献。这包括加速大脑老化,可能导致受影响个体失去五到十年的健康大脑功能。”
疫苗减少刺突蛋白积累和脑炎
厄图克团队发现,BioNTech/辉瑞mRNA新冠疫苗显著减少了大脑中刺突蛋白的积累。其他mRNA疫苗或疫苗类型,如载体或蛋白质疫苗未被研究。接种mRNA疫苗的小鼠在脑组织和颅骨骨髓中的刺突蛋白水平低于未接种疫苗的小鼠。然而,减少幅度仅为50%,残留的刺突蛋白继续对大脑构成毒性风险。“这一减少是一个重要的步骤,”厄图克教授说,“尽管我们的结果来自小鼠模型,仅部分适用于人类,但仍指出了需要额外的疗法和干预措施来全面解决SARS-CoV-2感染造成的长期负担。”
此外,还需要进一步研究以评估这些发现对长期新冠患者的关联性。
长期新冠:社会和医疗挑战
全球50%至60%的人口感染了COVID-19,其中5%至10%的人经历长期新冠。这意味着大约4亿人可能携带大量刺突蛋白。“这不仅是个体健康问题,也是一个社会挑战,”厄图克教授说。“我们的研究表明,mRNA疫苗显著降低了长期神经后果的风险,提供了关键的保护。然而,接种疫苗后仍可能发生感染,导致体内持续存在刺突蛋白。”这些刺突蛋白可能导致慢性脑炎和中风等脑损伤风险增加,这对全球公共卫生和医疗系统具有重大影响。
诊断和治疗的进展
“我们的发现为诊断和治疗COVID-19的长期神经效应开辟了新的可能性,”厄图克说。与大脑组织不同,颅骨骨髓和脑膜更容易进行医学检查。结合蛋白质面板测试——旨在检测组织样本中特定蛋白质的测试——这可以允许在血浆或脑脊液中识别刺突蛋白或炎症标志物。“这些标志物对于早期诊断COVID-19相关的神经并发症至关重要,”厄图克解释说。“此外,表征这些蛋白质可能支持开发针对COVID-19引起的神经损伤的靶向疗法和生物标志物。”
突出研究的广泛影响,赫尔姆霍兹慕尼黑和慕尼黑工业大学的病毒学家乌尔丽克·普罗特泽教授表示:“鉴于COVID-19的全球持续影响和对长期效应的关注增加,这项研究及时揭示了大脑入侵途径和意外的长期宿主参与。这些关键见解不仅具有科学意义,也引起了社会的广泛关注。”
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