在全球科研人員的共同努力下，我們對SARS-CoV-2有了更深入的了解，但是關(guān)于其感染中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）的發(fā)病機(jī)理仍然知之甚少。眾所周知，大腦是人類的中央處理器，而COVID-19可引起人類神經(jīng)系統(tǒng)疾病，探究其機(jī)理有助于人們更好地應(yīng)對疫情、抵御疾病。
近日， Viruses發(fā)表了一篇題為Neuroinvasion and Encephalitis Following Intranasal Inoculation of SARS-CoV-2 in K18-hACE2 Mice的文章，發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2鼻內(nèi)感染K18-hACE2小鼠會引起嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。
鼻道通往大腦的路徑比嘴巴更直接，且嗅覺和味覺的改變是COVID-19的癥狀之一，因此，研究人員在K18-hACE2小鼠（n=10）鼻腔內(nèi)接種SARS-CoV-2細(xì)胞和PBS，感染SARS-CoV-2的小鼠在第4天開始體重明顯減輕，并伴有嗜睡、動作緩慢、共濟(jì)失調(diào)、呼吸困難等并發(fā)癥，第6天小鼠全部死亡。這說明，SARS-CoV-2可能會感染K18-hACE2小鼠鼻甲，眼和嗅球內(nèi)的細(xì)胞，并且某些COVID-19病例引起的嗅覺喪失的原因也得到了合理的解釋。
隨后，研究人員基于qRT-PCR分析了感染SARS-CoV-2的小鼠的早期（第1天），中期（第3天）和晚期（第5和6天）器官和大腦的病毒載量。發(fā)現(xiàn)，在小鼠肺部和鼻腔的病毒量于第3天達(dá)到峰值，在第5天和第6天逐漸下降，而大腦中的病毒在第3天才被檢測到，于第5天達(dá)到較高水平，且腦中的最高病毒滴度比肺中的最高滴度高約1000倍，表明SARS-CoV-2在腦中具有很高的復(fù)制潛力。
由于干擾素（IFN）具有廣譜的抗病毒功能，能夠影響細(xì)胞生長、分化、調(diào)節(jié)免疫功能等多種生物活性。在進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)中，研究人員檢測了小鼠肺和腦中IFN-α的mRNA和蛋白水平，發(fā)現(xiàn)肺部IFN-α的mRNA和蛋白水平于第3天達(dá)到最高，在第6天下降，而大腦中僅在感染后第5天和第6天檢測到高水平的IFN-α。有趣的是，盡管病毒在大腦中有較高的復(fù)制水平，但就IFN-α角度而言，肺中的相對水平更高。
中樞神經(jīng)系統(tǒng)的病毒感染通常伴隨有炎癥反應(yīng)，如細(xì)胞因子/趨化因子的產(chǎn)生，研究人員基于qRT-PCR對IL-6、IL-1β、IFN-γ、TNF-α、CCL2和CCL3進(jìn)行檢測后發(fā)現(xiàn)，小鼠SARS-CoV-2感染細(xì)胞因子和趨化因子在大腦中的表達(dá)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過肺中的表達(dá)量，表明在感染后期，炎癥反應(yīng)在大腦中比在肺部更為明顯。
在小鼠感染病毒的第6天，研究人員從大腦包括皮質(zhì)、小腦和海馬區(qū)的部位檢測到了與細(xì)胞相關(guān)的病毒抗原。腦切片的HE染色結(jié)果及免疫組化學(xué)分析顯示，小鼠的神經(jīng)元縮小并出現(xiàn)退化現(xiàn)象，血管周圍出血，白細(xì)胞浸潤增強(qiáng)。這一發(fā)現(xiàn)恰好解釋了為何某些COVID-19患者的肺功能已經(jīng)得到改善，但卻有可能迅速復(fù)發(fā)并死亡。
由于大腦中不存在免疫反應(yīng)，因此變成了病毒最喜歡藏身之地。盡管COVID-19康復(fù)患者似乎已經(jīng)逃離SARS-CoV-2的魔掌，但依舊可能面臨包括自身免疫性疾病、帕金森氏病、多發(fā)性硬化癥和一般性認(rèn)知能力下降等健康問題。因此，對待狡猾的SARS-CoV-2絕不能放松警惕。
