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《科学家开始解释COVID-19如何影响脑细胞》

  • 来源专题：新发突发传染病
  • 编译者： 张玢
  • 发布时间：2023-08-07

  • 弗朗西斯·克里克研究所的研究人员在基于实验室的实验中表明，导致 COVID-2 的病毒 SARS-CoV-19 的变种会影响血脑屏障并以不同的方式损害脑细胞。这项工作提供了关于病毒如何进入大脑的线索，但没有考虑到人们通过疫苗接种获得的保护。

    COVID-19 会引起呼吸道症状，但也会影响大脑，许多人会出现“脑雾”或认知缺陷，有些人在感染后会出现神经系统疾病。星形胶质细胞、内皮细胞、周细胞和小胶质细胞表达的“进入因子”（ACE2、TMPRSS2、NRP1 和 CD147），它们是 COVID-19 病毒用来进入的细胞中的受体，如图中的颜色所示。- Alize Proust，Journal of Neuroinflammation研究人员并不完全确定病毒是如何进入大脑的，主要理论是它通过传递气味的神经或通过血脑屏障进入，血脑屏障是将大脑和血液分开的选择性屏障。

    在这项研究中，本周发表在神经炎症杂志

  • 原文来源：https://www.crick.ac.uk/news/2023-08-04_scientists-begin-to-untangle-how-covid-19-affects-brain-cells
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    • 来源专题：人类遗传资源和特殊生物资源流失
    • 编译者：yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间：2020-07-29
    • 波士顿地区医院中COVID-19患者最初激增的情况已经过去，但护理他们的记忆将永远留在参与护理的医生们的心中。我们采访了来自远大研究所(Broad Institute)的七名医学家，请他们谈谈在帮助COVID-19患者的过程中，他们学到了什么，以及他们的经历如何影响了他们的研究。 Deb Hung，核心教员，Broad传染病和微生物组项目的副主任，布里格姆妇女医院的传染病医生和危重症主治医师 从治疗COVID-19患者的经历中，最让我震惊的是，这是多么地不人道。病人不允许有访客，那些在icu中插管和镇静的人不能和你说话。作为一名医生，我只知道一个人的名字和相关的医疗参数。平时，随着家人和朋友的来访，我们对病人有了更多的了解——个人和人性的一面。但在COVID的作品中，看到人们孤独地死去，而他们的家人却无法前来探望，这让人心碎。 除此之外，作为医生和医护人员，我们戴着防护设备和口罩，感觉在我们和病人之间还有另一种障碍。坦白地说，因为在医院里每个人都戴着面具，即使在你认识的人和你的同事之间，这也是不人道的——你甚至不能交换一个微笑。 从科学角度来说，最具挑战性的是，每个人都不顾一切地想要做些什么，想要尝试任何东西来帮助病人。这是疯狂的和令人沮丧的，但每个人都有这种强烈的绝望感。 随着事态稍微平静下来，现在有更多的时间来评估已经收集的大量数据，以便更好地评估哪些干预措施真正有效。但仍有很多工作要做，我们仍有很多要学习。 Michael Gillette, Broad蛋白组学平台高级组长，麻省总医院(MGH)肺科和重症监护内科主治医师 迈克尔·吉列 在第一次大流行期间，令人震惊的一件事是危重病人的数量相对于医院的容量。在MGH，大约有180名患者需要重症监护室级别的护理。为了更好地理解这个数字，我们主要的重症监护病房(过去几个月我大部分时间都呆在这里)有18张病床。为容纳这批人，我们的外科重症监护、外科重症监护、心脏重症监护、神经重症监护、儿科重症监护和烧伤病房都已转变为COVID-19成人重症监护病房。在我们的一栋大楼里，有两层普通医务室，有必要的基础设施，也被改造成了COVID-19重症监护病房。 我们的传统ICU呼吸机供不应求，其他设备也陆续投入使用:旅行呼吸机、手术室呼吸机等。用于肾脏置换的透析机必须在病人之间循环。就连体外膜氧合(ECMO，体外膜氧合)回路也得到了充分利用，该回路从体外血液中氧化和清除二氧化碳，使肺部得以休息。 有了这样的病人普查，我们没有足够的肺科或麻醉危重症护理医生。看到各种医护人员跳出他们的职责，站出来为COVID-19患者提供护理，这是很不寻常的。有很多人在非常紧张的环境下工作了很长时间，对付一种没有人很了解的疾病，在很多情况下，他们在自己的专业领域之外工作，并且以积极的态度去做，这是很了不起的，很感人的。 最大的收获可能是，疫情在很大程度上突出了我们医疗体系和社会结构中的各种基本不平等。并不是说人们没有意识到它们，而是在我的一生中，没有任何事情让我无法忽视它们。 在医院工作了90到100个小时后，我很难专注于研究，而在一年中的其他时间里，研究是我的主要工作。我在the Broad的蛋白质组学团队专注于转化研究，在那里我帮助科学家们了解他们工作在临床应用中的影响。我们确保我们以最有意义的方式关注我们的问题，并为患者服务，这是研究的最终目的。 Pradeep Natarajan, Broad医学与人群遗传学项目副成员，MGH预防心脏病学主任，MGH心血管疾病预防中心临床心脏病专家 Pradeep Natarajan 在马萨诸塞州COVID-19首次激增期间，我们将MGH的一个住院心脏病科病房改为COVID-19特定的心脏病科病房。在此期间，我在临床服务，在COVID-19首次激增期间监督该单位。 当我开始治疗COVID-19患者时，医生在面对这一公共卫生紧急情况时应对的压倒性的巨大知识缺口立即显现出来。我们没有多个高质量的随机对照试验来回顾并立即参考以确定对我们的病人做什么正确的事情。我们非常依赖其他急性呼吸过程的临床直觉，迅速获得经验，实时综合和审查科学文献，然后立即应用于COVID-19患者。我们没人在医学院学过COVID-19。它与其他呼吸系统疾病有共性，但也有许多独特的特征。 我们地方卫生系统应对这一百年一遇的大流行病的弹性和适应性令人瞩目。我的同事们——护士、医生、技术人员和行政人员——团结在一起解决这些需求，这让我感到无比自豪。 马西娅·戈德堡，布洛德大学传染病和微生物学项目副成员，传染病医师，密西根大学医学院和哈佛医学院的医学和微生物学教授 我以两种身份参与住院患者的远程分析:一是为照顾COVID-19感染患者的初级护理人员提供建议。从本质上说，我是在回答初级护理人员提出的可能与这些患者的管理、诊断和/或治疗有关的具体问题。其次，我是传染病小组的一员，负责对可能感染COVID-19的住院病人进行检测，包括个人是否感染，以及对感染者而言，何时脱离隔离是安全的。 这些病人最让我震惊的是，他们从相对轻微的疾病迅速转变为严重的、威胁生命的疾病。 从这次经历中有两件事一直陪伴着我:当我们一起努力时，我们可以改变医疗保健以应对任何威胁;生命是多么不可预测和脆弱。 我与病人的间接交流让我了解到他们的痛苦和孤独，这突出了确定新的治疗方法的重要性。我相信，实现这一目标的最佳途径是提高我们对这种疾病的潜在机制的理解。这也促使我更加努力地开展对COVID-19免疫反应的研究。 安娜·格雷卡(Anna Greka)，布罗德研究所成员，布罗德肾病倡议主任，布里格姆妇女医院(Brigham and Women’s Hospital)医学系肾脏部副医师 安娜Greka 在COVID-19期间，我没有计划服役，但我决定作为一名普通医生或肾脏专家，为他们提供帮助，以备他们需要。原来，我需要成为一名肾病专家，因为除了明显可怕的肺部疾病，我们开始看到大量COVID-19患者面临肾衰竭，需要透析机。 照顾COVID-19患者最困难的事情是无法花很多时间与他们在一起。不能和他们接触交流真的很奇怪。我想说在这个案例中真正的无名英雄是护士，尤其是透析护士，他们必须在整个透析过程中都穿着全套个人防护装备待在病房里。穿过个人防护装备的人都知道，在里面待几个小时非常热，非常不舒服。因为没有客人，护士是许多病人唯一的安慰来源。护士们真的做得很好，我认为他们的牺牲得到认可是很重要的。 另一件让我非常痛苦的事情是，我必须考虑我可以带什么回家给我的家人，这不是我必须经常考虑的事情，在我的职业生涯中。但是在当时有很多事情是未知的。我们每天回家后都要做这些复杂的净化程序，以确保我们的家人不会接触到任何东西。我认为这也增加了人们的压力。 从积极的一面看，在医生、护士、呼吸技术人员和其他医院工作人员之间有一种巨大的友爱感，比如我们的男仆和在各工作站分发口罩和盾牌的服务人员。人们真的很努力地互相帮助，这帮助每个人克服困难，不再感到孤独。 我的服役时间也激发了我跳出固有的思维模式，去思考作为一名科学家我能做些什么。我认为我们从中学到的主要东西是科学是前进的唯一道路。我们可以利用科学技术克服人类面临的任何困难，我认为人们重新认识到这是人类最大的希望。 Benjamin Gewurz, Broad基因扰动平台副成员，布里格姆妇女医院和Dana-Farber癌症研究所传染病医生，哈佛医学院医学助理教授，哈佛医学院病毒学项目副主任 本杰明•辛 在3月至4月的高峰期间，我自愿在医院的COVID-19呼机上上了10个非常繁忙的白班和夜班。 这些都是有趣且具有挑战性的转变，每天都有多达80个电话来自忧心忡忡的护士、住院医生和主治医生。随着检测能力和检测、个人防护用品政策的快速发展，医院各方面都出现了许多问题。例如，需要做多少个测试，需要多远的距离才能为需要全身麻醉的手术患者清理干净?一个从戒毒所入院的病人，其室友被谣传患有COVID-19，该怎么办? 在早期，主要工作是与医生一起决定如何部署有限的COVID-19 RT-PCR检测资源，分配宝贵的PPE，并解释检测结果，因为检测仍在优化中。我们还必须帮助决定如何最好地分配负压病房，以及将谁分诊到迅速扩大的COVID-19病房。 我们需要为下一次大流行做好准备。随着航空旅行的增加、人口增长、气候变化和高风险的农业做法，我们显然很容易在不久的将来受到另一场大流行的影响，甚至可能是另一种冠状病毒。我们不仅需要为下次更早地进行测试和跟踪做好准备，还需要有足够的个人防护装备储备。我们还应该考虑开发能够快速部署的针对宿主和病毒靶点的化合物。 我在病人护理方面的经验强调了我们可以做的事情，以便更好地为下一次大流行做准备，比如在开发诊断方法、小分子和抗体疗法以及能够更迅速部署的疫苗方面走在前面。看到一种大流行性病毒是多么可怕、危险和对社会的破坏性——意识到我们在早期是多么无助，没有证据指导治疗策略，也没有资源进行充分的试验——这对我在该病毒的研究中非常有激励作用。 Roby Bhattacharyya, Broad传染病和微生物项目的联合科学家，MGH传染病主治医师 罗比Bhattacharyya 在我4月份服役的两周内，马萨诸塞州的疫情激增，到最后，我们医院的1000个床位中，有一半是COVID-19患者。这太疯狂了——这个在不到六个月前感染了第一个人的东西突然变成了我们所关心的大部分。 在MGH，我们必须从通常是常规医疗病房或围手术期护理区的楼层创建五个新的icu。这是难以置信的。我不认为MGH的任何人曾经看到过像这样的激增能力的需求。医院花了几个月的时间来计划，从我作为一名顾问的角度来看，多亏了很多人的辛勤工作和计划，手术顺利进行。 另一件事我记得约时间导致我两周服务4月是多么可怕的听到医生在意大利和西班牙,华盛顿,纽约如何抨击他们,当我们医院实际上是比平时安静,因为我们取消了选择性手术预期增兵。人们用海啸来袭前海水从海滩被吸走的情况来做类比——在那一刻有着可怕的平静和强烈的不祥感。果然，潮水来了。幸运的是，随着波士顿地区和MGH采取的准备措施，它延伸了我们的能力的极限，但没有过去。 自从投入服务以来，我一直在思考，与2003年最初的非典相比，我们从实时科学中获得了多少好处。当非典爆发的时候，我还在念研究生，并且已经忘记了我们甚至直到它被控制之后才知道它是一种病毒。(当时有人猜测，它是由一种特殊的细胞内不可培养的细菌引起的。)这意味着没有实时的诊断测试，所以诊断必须是现象学的。 围绕COVID的实时科学在新闻和公共领域出现了许多挑战，诊断最初被推迟，而且比任何人想的都要有限，但也取得了很大进展。人们很容易忽视，如果这场大流行发生在15到20年前，情况会有多么不同。
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  • 《炎症或能解释人群对重症COVID-19易感性的差异》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2020-09-23
    • COVID-19的感染程度可以有很大不同，有些人完全没有症状，而有些人则会引发生命危险，有些人则很容易受到非常严重的影响；SARS-CoV-2对男性、年轻较大、及患有诸如糖尿病和肥胖症等疾病的人群影响较大，在英国和其它西方国家中，少数民族也会受到不同比例的影响。 尽管很多因素都会影响人们受疾病影响的严重程度，包括获得医疗服务的机会、职业接触和污染等环境风险等，但如今科学家们越来越清楚的是，对于一些高风险群体，机体对免疫系统的反应，即炎症或许就能解释为何其会生病。具体来讲，我们所看到的与糖尿病、肥胖、年龄和性别相关的风险都与免疫系统在面对病毒时的功能紊乱有关。 很多COVID-19患者的一个共同特点就是，由于其机体免疫系统过度活跃，往往会造成严重的肺部损伤，其主要特点就是会产生大量名为细胞因子的炎性产物，这就是所谓的细胞因子风暴；细胞因子是机体免疫反应中真正强大的工具，比如，其能阻断病毒的再生，然而，有些细胞因子的作用如果不加以控制的话就会诱发机体真正的损伤，比如帮助引入其它免疫细胞来对抗感染，或增强机体招募细胞穿过血管的能力，这或许就是细胞因子风暴中所发生的事情。 很多白细胞也会分泌细胞因子，但诸如单核细胞和巨噬细胞等特殊细胞似乎是产生细胞因子风暴的最大元凶，当控制得当时，这些细胞就是一种善的力量，其能帮助检测并摧毁所遇到的威胁，清除并帮助修复受损的组织；然而，在重症COVID-19中，单核细胞和巨噬细胞的功能会失灵，这在糖尿病和肥胖患者中尤其如此。 如果控制不好的话，糖尿病会导致患者机体中血糖水平升高，最近一项研究结果表明，在COVID-19中，巨噬细胞和单核细胞或会对高水平的葡萄糖做出反应，其结果令人担忧；SARS-CoV-2需要锁定宿主细胞表面的一个靶点来入侵宿主细胞，其往往会选择细胞表面名为ACE2的蛋白，葡萄糖会增加巨噬细胞和单核细胞表面ACE2的水平，从而帮助病毒感染本应该帮助杀灭杀灭病毒的细胞。 一旦病毒安全进入细胞内后就会开始产生大量的炎性细胞因子，从而就有效启动了细胞因子风暴，葡萄糖的水平越高，病毒在细胞内的复制就越成功，而从本质上来将，葡萄糖或许就为病毒提供了一定的燃料；但这似乎并没有结束，病毒还会使得其所感染的免疫细胞制造损伤肺部的产物，比如活性氧，而在此基础之上，病毒还会降低其它免疫细胞杀灭病毒的能力，比如淋巴细胞等。 肥胖还会诱发机体葡萄糖水平上升，与糖尿病类似的是，这会影响巨噬细胞和单核细胞的激活，有研究表明，来自肥胖个体机体的巨噬细胞是SARS-CoV-2滋生的理想场所。糖尿病和肥胖所诱发的炎症也会出现在一些老年人机体中，比如60岁以上的老年人等，这是一种称之为炎症老化的现象。炎症的主要特点是机体中会出现高水平的促炎性细胞因子，其受到了多种因素的影响，包括遗传、微生物组和肥胖等。 许多老年人机体中也会存在较低水平的淋巴细胞，正是这种细胞才能够特异性地靶向摧毁病毒；这就意味着，对于一些老年人而言，其机体免疫系统不仅对抗感染的能力较差，而其更容易导致破坏性免疫反应的出现，而淋巴细胞较少也意味着疫苗的作用可能并不大，而这一点在未来开发COVID-19疫苗上必须被考虑到。另外一个让研究人员一直担心的问题就是为何男性似乎更易于受到COVID-19的影响，其中一个原因就是男性会比女性更易于遭受到SARS-CoV-2的感染，病毒用于粘附和感染细胞的ACE2受体在男性中的表达水平要高于在女性机体中，同时男性机体中也拥有高水平的TMPRSS2酶类，其能促进病毒进入宿主细胞。另外，免疫学研究也提供了解释性别差异的线索，长期以来，我们都知道男性和女性在免疫方面存在一些差异，在COVID-19中尤其如此。 最近一项研究中，研究人员对男性和女性在应对COVID-19的感染中机体所出现的免疫反应进行了追踪和比较，结果发现，男性更有可能衍生出非典型的单核细胞，这些单细胞具有潜在的促炎性特性，其能够制造出典型的细胞因子风暴；而女性则拥有更为强大的T细胞反应，其是有效杀灭病毒所需要的，然而年龄的增加和拥有较高的BMI或会逆转女性机体中的保护性免疫效应。 诸如此类研究就凸显了人与人之间的差异，我们对这些差异和易感性理解地越多，就越能考虑如何最好地治疗每位患者，当然后期研究人员还需要协同深入研究来考虑人群机体免疫功能的差异，并将不同人口结果的人群纳入到药物和疫苗临床试验中去。
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