2021年1月20日特征
SARS-CoV-2是如何进入你的大脑并破坏你的嗅觉的?
迫在眉睫的SARS-COV-2感染的早期指标之一是突然和完全损失的气味和味道。通常,这些症状在感染似乎清除后仍然存在。这种病毒如何进入神经系统,为什么嗅觉/料理系统如此特别有针对性的?
在NIH主任博客发表的一篇文章中,弗朗西斯·柯林斯(Francis Collins)描述了NIH最近的研究,表明COVID-19的许多神经症状可以用身体广泛的炎症和相关血管损伤来解释,而不是通过脑组织本身的感染。虽然这很可能是事实,但这并不能告诉我们为什么气味是如此频繁的牺牲品。此外,大多数尸检的患者都是老年人,有明显的共病,许多人显然是“感染了COVID-19”而不是死于COVID-19。事实上,他们中是否有人真的失去了嗅觉还没有记录。
导演确实指出了一项新的研究来自实验医学杂志,作者确实在大脑中发现了一些SARS-CoV-2的免疫组化证据。特别是,针对刺突蛋白的抗体表明,SARS-CoV-2,或至少部分,可以感染大脑皮层的神经元。作者还发现,当他们感染人类大脑类器官和人源化小鼠过表达人类形式的ACE2受体时,他们可以通过神经内的qPCR检测病毒mRNA细胞。对小鼠来说,病毒通过鼻内途径或直接注射进入脑室。利用电子显微镜,他们还可以识别从宿主内质网出芽的病毒颗粒,并记录显著的细胞死亡。
其他研究人员已经找到了ace2以支持细胞,干细胞和血管细胞而不是神经元表达。特别是嗅觉上皮的所谓的持续细胞和内部嗅球发现其本身含有丰富的ACE2。作者随后得出结论,感染非神经细胞是嗅觉丧失和其他嗅觉障碍的可能原因。
同样,在其他研究中,使用细胞培养系统模拟血脑屏障的细胞培养系统,研究人员发现SARS尖峰蛋白容易过障碍并感染内皮细胞,并感染内皮细胞,该细胞正在进行脑脉管系统。由于弥漫性炎症和继发于血管损伤的血管损伤,在体内发现了更多的广义神经蛋白。此时,如果病毒可以将病毒从细胞中萌芽至细胞以交叉BBB,或者如果整个白细胞挤出以将它们挤在一起。
如果这就是整个故事,那么为什么我们只失去了嗅觉或味觉的大脑能力,而不是其他的能力?答案是,这可能不是问题的全部。更有可能的是,我们面对的是一种非常奇特的怪物,它像激光一样精确地攻击着我们的感官。虽然我们以前没有见过具有这种特殊癖性的病毒,但病毒学家对许多具有其他特殊癖性的病毒相当熟悉。例如,狂犬病毒和脊髓灰质炎病毒都是通过首先破坏肌肉组织内的神经肌肉连接(NMJ)而进入脊髓内的体运动神经元。
在狂犬病的情况下,已经鉴定了烟碱乙酰胆碱受体和神经细胞粘附分子(NCAM)作为病毒的主要NMJ受体。对于能够在电动机神经元复制的脊髓灰质炎病毒,也已被称为CD155的IG超家族成员被鉴定为轴突受体。通过不同类型的逆行和前旋转定向电机蛋白,通过不同类型的逆行和突触突触传输,发生这种类型病毒对更高地区的传播者发生。其他证据表明,HSV-1,凹凸口炎病毒(VSV),纵向疾病病毒(BDV),流感病毒,Parainfluenza病毒,狂犬病,甚至朊病毒都可以通过Anterograde Olfactory路线进入CNS。
一些病毒,如Epstein-Barr病毒(EBV)或人疱疹病毒6(HHV-6),据信过大脑中的免疫细胞,导致它们仅在髓鞘中发现的独特蛋白质,最终导致MS样变性。例如,髓鞘特异性CD4 +和CD8 + T细胞具有最近被发现了在某些类型的病毒性脑炎中的外周和中枢神经系统中。在JC病毒的情况下,免疫表情患者中的B细胞可以渗透CNS并将病毒转移到少突胶质细胞和星形胶质细胞中,导致致命炎症疾病称为渐进式多焦白血病(PML)。鉴于我们对神经系统中这些特定病毒性的矫正性的理解,现在可以弄清楚SARS正在做什么的线索?
一种方法是尝试使用我们现有的关于嗅觉和味道的平行通道的现有知识,并简单地提出丢失嗅觉和口味的患者,这些患者被恢复,并以什么顺序。除了明显的甜,酸,咸味和痛苦的感知之外,我们知道我们的味道的剩余物流大多只是对嗅觉。然而,该系统经过优化以在呼气时检测口腔内部的味道,我们的规则嗅觉感测量用于检测吸入嗅觉上皮的外部分子。这些主要感觉途径通过单独的化学沟槽互补,该通道在触摸通道上携带化学引发的感官。像辛辣辣椒样或凉爽薄荷一样的口感感知通过TRPV4受体转导并在三叉神经上传播。
这里的关键是看看这些感觉重叠的地方。例如,如果恢复患者能够检测到的第一件事是说,咖啡和肉桂,那么问题就是在哪里以及如何,究竟?换句话说,他们首先通过鼻子吸入,或者通过口腔呼气来嗅到它,当它们根本没有呼吸时,它们都可以品尝它吗?它是否有吸引人的气味,或者可能倾向于先返回的不愉快的气味?一个味道和味道花生酱,臭鼬,燃烧的房子?通过汇集答案并寻找共性,可能会在一起,途径和更高的脑中中心受到影响最大的影响。
在正在进行的线索中,下一步可能是询问是否有任何药物可能有助于恢复嗅觉或味道,以及这些药物如何通常运作。在某些情况下,类固醇的组合治疗如地塞米松和茶碱似乎有助于恢复功能。似乎都需要,因为至少有一名停止服用他们治疗的茶碱的患者再次失去了他们的嗅觉。只有瞬间恢复时才会恢复。对于总Anosmia的病例,也涉及严重的嗅觉变形甚至是幻觉,低剂量的抗精神病药卤代洛尼醇赋予了显着的浮雕。其他突破性研究现在表明Anosmia可能是有效的补救类固醇氟替卡松鼻喷雾剂,而曲安奈德口服糊剂克服味觉障碍。
虽然已经显示了某些类型的神经元表达SARS-COV-2穗蛋白的低水平ACE2受体,但是其他重要蛋白酶或其他受体辅因子的可能的共同表达,如TMPRSS2或Neuropilin-1,仍然是完全的调查。比较其他相关核病毒的进入机制,甚至与嗅觉途径类似地感染大脑的无关病毒,可以提供更多的线索。在点的情况是OC43冠状病毒,这是导致常见感冒的病毒之一。OC43可以获得进入大脑通过n -乙酰-9- o -乙酰神经氨酸,然后劫持轴突运输到达更高的嗅觉区域,如梨状皮质。OC43的最新版本,被称为基因型D,发现于2004年,被认为起源于相关基因型B和C之间的重组事件。
与OC43一样,一些研究人员也认为,一种新颖的Furin切割网站,SARS-COV-2的定义特征病毒,可能已经源自另一个重组事件新冠病毒。然而,在含有Furin位点的更远距离相关的冠状病毒之间的重组可能不起作用,如果可能的话,甚至可能在类别内重组。
David H. Brann等。嗅觉系统中SARS-COV-2进入基因的非神经元表达表明Covid-19相关Anosmia的机制,科学推进(2020)。DOI:10.1126 / sciadv.abc5801
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