新研究利用先进的脑部成像技术揭示，SARS-CoV-2感染可能引发大脑的持久性改变，即使在自感完全康复的个体中也是如此。该研究确定了特定的组织微观结构和化学水平变化，这些变化将长新冠(Long COVID)患者与无持续症状的康复者以及从未感染过的人群区分开来。这些发现已发表在《脑、行为与免疫-健康》(Brain, Behavior, & Immunity – Health)期刊上。
新冠的全球传播导致大量人群经历被称为"长新冠"的持续健康问题。常见症状包括严重疲劳、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(Griffith University)国家神经免疫学和新兴疾病中心(National Centre for Neuroimmunology and Emerging Diseases)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)。他们注意到长新冠症状经常与ME/CFS中观察到的症状重叠。这一观察促使团队调查是否可能存在类似的脑部机制。
医疗专业人员还注意到，即使从新冠急性期康复的个体，有时也表现出细微的认知减慢。先前的成像研究曾试图绘制这些变化，但产生了不一致的结果。
许多先前的研究没有直接比较三个不同群体：长新冠患者、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。
"当新冠大流行出现时，许多人开始出现类似ME/CFS的症状表现。这一观察促使我们调查长新冠，并确定它是否涉及与ME/CFS中发现的相似的脑部变化，"该研究作者、国家神经免疫学和新兴疾病中心研究员基兰·塔帕利亚(Kiran Thapaliya)表示。
"即使在从新冠完全康复后，一些个体仍持续报告脑雾等持续性症状。这进一步激励我们比较三个群体的脑部改变：长新冠患者、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(Gold Coast)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新冠的个体。还包括12名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。所有参与者年龄在18至65岁之间。
研究人员排除了具有其他重大医学状况的个体，以确保结果特异于新冠。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障碍。长新冠组报告的疼痛和疲劳水平明显高于其他组。他们在身体和认知功能方面的评分也较低。
参与者接受了3特斯拉磁共振成像扫描仪扫描。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。该技术提供了大脑中髓鞘含量的估计值。髓鞘是围绕神经纤维的保护性鞘，促进神经元之间的快速通信。
其次，研究团队使用了弥散加权成像。该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。该技术类似于虚拟活检，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重点放在后扣带回皮层，这是一个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，该比率图作为髓鞘信号强度的替代指标。当比较长新冠患者与健康对照组时，研究人员发现中央前回和颞中回的信号强度较高。中央前回对运动控制至关重要，而颞中回在记忆中起关键作用。这种增加表明这些区域可能正在发生再髓鞘化或炎症过程。
在康复组与长新冠组之间的比较显示了更为明显的差异。与长新冠患者相比，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。长新冠患者这些区域的信号强度较低可能与其持续性疲劳和身体限制有关。
研究人员还在据报告完全康复的个体中发现了变化。与从未感染的对照组相比，康复组在中央前回和后扣带回皮层中显示出更高的信号强度。这表明即使没有明显症状，病毒也可能在大脑上留下痕迹。这表明大脑可能在感染后会经历代偿性变化。
弥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，长新冠患者的小脑齿状核区域表现出较低的平均弥散率。该指标与组织的密度和组织有关。较低的弥散率可能表明水运动受限，可能是由于肿胀或组织重塑所致。与健康对照组相比，康复组在尾状核中也显示出较低的弥散率。尾状核是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。研究人员主要在长新冠组与康复组之间观察到这些差异。长新冠患者表现出明显较低的谷氨酰胺水平。谷氨酰胺是一种支持免疫系统和能量产生的氨基酸。其耗竭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，较低的水平表明损伤。然而，研究人员提出，在此背景下NAA升高可能代表一种代偿反应。大脑可能正在更加努力地工作以在代谢压力下维持功能。这也可能与症状相关的渗透压压力有关。
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。颞中回的信号强度降低与身体功能恶化相关。这与髓鞘减少会损害大脑-身体通信效率的观点一致。
关于认知也出现了类似的模式。中脑信号强度与认知评分之间存在负相关。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，即使那些从新冠康复后没有任何症状的个体，大脑也可能仍存在病毒的长期影响，"塔帕利亚告诉PsyPost。
但该研究像所有研究一样包含一些注意事项。该设计是横断面的，意味着它捕捉的是一个时间点的快照，而不是跟踪长期变化。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。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人群中无法复制的结果。
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错误的阈值。他们试图通过标准统计调整来纠正这一点。此外，该研究具有探索性质。它旨在为未来调查生成假设，而不是提供明确的临床诊断工具。
需要进一步研究在更大、更多样化的队列中验证这些发现。纵向研究将特别有益。此类研究可以从感染点开始跟踪个体，直到康复或长新冠的发展。这将使科学家能够看到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《长新冠和新冠康复个体中改变的大脑组织微观结构和神经化学特征：一项多模态MRI研究》(Altered brain tissue microstructure and neurochemical profiles in long COVID and recovered COVID-19 individuals: A multimodal MRI study)由基兰·塔帕利亚(Kiran Thapaliya)、索尼娅·马歇尔-格拉迪斯尼克(Sonya Marshall-Gradisnik)、迈拉·因德里亚斯(Maira Inderyas)和莱顿·巴恩登(Leighton Barnden)撰写。
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