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首個實驗證據(jù):新冠病毒可感染神經(jīng)細(xì)胞和人類大腦

日期:2020-08-14 15:10:08

 

?新型冠狀肺炎肆虐全球,感染者已超過2080萬人,部分感染者會出現(xiàn)失眠、失語、精神錯亂甚至癲癇、腦病等神經(jīng)性癥狀。

 

香港大學(xué)醫(yī)學(xué)院聯(lián)同中國科學(xué)院合作的研究,首次發(fā)現(xiàn)新冠病毒比SARS病毒的后遺癥影響更深遠(yuǎn),不但可感染人類神經(jīng)祖細(xì)胞及人腦中皮皮質(zhì)神經(jīng)元,以致減慢康復(fù),更可進(jìn)行病毒復(fù)制。研究團(tuán)隊建議,有必要密切監(jiān)測中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染新冠病毒的慢性或長期后果。

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2020年8月4日,香港大學(xué)醫(yī)學(xué)院與中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所等單位聯(lián)合完成的最新研究成果"SARS-CoV-2 infects human neural progenitor cells and brain organoids在 Cell Research(IF=20.507)上以Letter to Editor 形式在線發(fā)表。這項工作首次發(fā)現(xiàn)了新型冠狀病毒感染人神經(jīng)祖細(xì)胞(hNPCs)和類腦器官(brain organoids)的證據(jù)。
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多地患者均出現(xiàn)神經(jīng)性癥狀

新型冠狀病毒主要引起呼吸道疾病,其臨床表征與嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥(SARS)相似。然而,不時有報告指出2019冠狀病毒病患者出現(xiàn)神經(jīng)性癥狀包括頭痛、失眠、失語、精神錯亂、癲癇發(fā)作和腦病等。

 

一項針對中國武漢市214例2019冠狀病毒病患者進(jìn)行的臨床研究發(fā)現(xiàn),有36.4%患者出現(xiàn)神經(jīng)性癥狀,在嚴(yán)重受感染的患者中更達(dá)45.5%。

法國的一項研究亦同樣顯示,入院的2019冠狀病毒病患者中,高達(dá)84.5%(49/58)出現(xiàn)神經(jīng)性癥狀。

值得留意的是,德國最近一項研究表明,嚴(yán)重病例中有36.4%(8/22)病人的腦活組織檢查可以檢測到新型冠狀病毒的核糖核酸(RNA),顯示新型冠狀病毒除了感染呼吸器官,亦有可能感染人腦。

 

此項研究論文發(fā)表之前,還沒有其他實證支持新型冠狀病毒能直接感染人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)。

 
 
發(fā)現(xiàn)新冠病毒感染人神經(jīng)祖細(xì)胞和類腦器官的證據(jù)
該研究利用誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞(iPSC)衍生的人神經(jīng)祖細(xì)胞,神經(jīng)球和腦類器官為感染模型,探索新冠病毒在生理相關(guān)模型中直接參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的過程。
 
實驗結(jié)果表明,新冠病毒可以有效感染iPSC衍生的神經(jīng)祖細(xì)胞,而同為冠狀病毒的SARS病毒卻不能感染。感染新冠病毒的神經(jīng)球和類腦器官中檢測到大量的新冠病毒核衣殼蛋白表達(dá)和感染性病毒顆粒,這些結(jié)果表明新冠病毒可以有效感染人腦。
 
重要的是,本研究首次發(fā)現(xiàn)了3D腦類器官中TUJ1(神經(jīng)元標(biāo)記物)和NESTIN(神經(jīng)祖細(xì)胞標(biāo)記物)陽性細(xì)胞區(qū)域可以被SARS-CoV-2感染,這表明新型冠狀病毒可以感染人腦中的皮質(zhì)神經(jīng)元和神經(jīng)祖細(xì)胞。

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建議密切監(jiān)測慢性或長期后果
雖然,神經(jīng)元祖細(xì)胞(neuronal progenitor cells)對SARS-CoV-2的耐受性研究中還不清楚。但是,目前已經(jīng)證明了SARS-CoV-2也可以針對神經(jīng)元祖細(xì)胞群感染。
 
2015年出現(xiàn)的寨卡病毒也被公認(rèn)是針對人腦中的神經(jīng)元祖細(xì)胞,導(dǎo)致胎兒出現(xiàn)小頭畸形和嚴(yán)重的發(fā)育缺陷以及成人的其他神經(jīng)系統(tǒng)異常。研究團(tuán)隊強(qiáng)調(diào),應(yīng)密切監(jiān)測中樞神經(jīng)系統(tǒng)中SARS-CoV-2感染的慢性或長期后果。
 
領(lǐng)導(dǎo)研究的港大醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)學(xué)院教授黃建東表示,這項研究提供了新型冠狀病毒能直接感染人腦類器官的首個實驗證據(jù),有助我們了解新型冠狀病毒引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的機(jī)制。
 

新型冠狀病毒是一全新的病毒,新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)也是一全新的疾病,人類與其打交道伊始才半年左右時間,我們對其的認(rèn)識還遠(yuǎn)不夠深入,對于其致病機(jī)理是有待深入研究的重要領(lǐng)域。


 
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☆特別推薦☆

文中提到的兩個TUJ1(神經(jīng)元標(biāo)記物)和NESTIN(神經(jīng)祖細(xì)胞標(biāo)記物)抗體產(chǎn)品。

 
 

神經(jīng)元標(biāo)記物

TUBB3 Antibody(CSB-PA03879A0Rb)

種屬:Human

應(yīng)用:ELISA, WB, IHC, IF, FC

免疫原:Recombinant Human Tubulin beta-3 chain protein (1-210AA)

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神經(jīng)祖細(xì)胞標(biāo)記物

NES Monoclonal Antibody(CSB-MA0157131A0m)

種屬:Human

應(yīng)用:ELISA, WB, IHC, IF, FC

免疫原:Recombinant Human Nestin protein

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本文信息參考來源:https://www.nature.com/articles/s41422-020-0390-x

 

 
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