撰文丨王聰 編輯丨王多魚 排版丨水成文 

涉及神經(jīng)系統(tǒng)的傳染病是由多種因素引起的，包括細(xì)菌、真菌、寄生蟲和病毒?？袢《尽渭儼捳畈《?、EB病毒、寨卡病毒、呼腸孤病毒、新冠病毒等不同科的病毒都能夠感染神經(jīng)元。病毒性大腦感染的特征是多種神經(jīng)系統(tǒng)癥狀，包括頭痛、發(fā)熱、意識(shí)不清、癲癇發(fā)作以及味覺或嗅覺喪失。 在更嚴(yán)重的情況下，病毒性大腦感染可導(dǎo)致腦炎、腦膜炎，以及潛在的不可逆轉(zhuǎn)的神經(jīng)元缺陷，例如癱瘓和死亡。這些臨床癥狀可源于受感染神經(jīng)元死亡；然而，有些病毒感染并不殺死宿主細(xì)胞，這些感染的慢性神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥不能用神經(jīng)元死亡來解釋。

因此，可能存在著其他病毒感染大腦后的神經(jīng)病力學(xué)機(jī)制，導(dǎo)致了大腦功能障礙。 2023年6月7日，昆士蘭大學(xué)的研究人員在 Science 子刊 Science Advances 上發(fā)表了題為：SARS-CoV-2 infection and viral fusogens cause neuronal and glial fusion that compromises neuronal activity 的研究論文 【1】 。 這項(xiàng)研究首次發(fā)現(xiàn)，新冠病毒感染大腦后會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)元之間以及神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)之間的細(xì)胞融合，從而引起神經(jīng)元活動(dòng)異常，導(dǎo)致慢性神經(jīng)系統(tǒng)癥狀。這些發(fā)現(xiàn)為新冠病毒和其他病毒如何影響神經(jīng)系統(tǒng)、改變其功能并導(dǎo)致神經(jīng)病理學(xué)提供了新的機(jī)制見解，也為新冠病毒感染后對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的持續(xù)影響（長(zhǎng)期新冠）提供了一種潛在解釋。

在非神經(jīng)元組織中，包膜病毒和呼腸孤病毒通過使用稱為融合原（Fusogens）的特殊分子與宿主細(xì)胞膜融合并進(jìn)入細(xì)胞。然后，這些病毒劫持細(xì)胞機(jī)制，產(chǎn)生病毒組分，新合成的病毒融合原重新修飾細(xì)胞膜，并賦予其與鄰近細(xì)胞融合的能力。這導(dǎo)致形成多核合胞體，允許病毒“從內(nèi)部”進(jìn)行傳播，而不需要將病毒顆粒釋放到細(xì)胞外空間。

實(shí)際上，早在2021年4月，軍事醫(yī)學(xué)研究院孫強(qiáng)研究員、首都醫(yī)科大學(xué)黃紅艷教授、華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院劉良教授團(tuán)隊(duì)就已在 Cell Death ＆ Differentiation 期刊發(fā)表研究論文【2】。首次發(fā)現(xiàn)新冠患者肺組織中普遍存在多核合胞體與淋巴細(xì)胞形成的異質(zhì)性cell-in-cell結(jié)構(gòu)，并證明這種獨(dú)特結(jié)構(gòu)是由新冠病毒感染過程中刺突蛋白（S蛋白）介導(dǎo)肺上皮細(xì)胞發(fā)生融合并內(nèi)化淋巴細(xì)胞形成的。

對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)而言，神經(jīng)系統(tǒng)是由離散的神經(jīng)元組成，這些神經(jīng)元作為個(gè)體單元發(fā)揮功能，它們的發(fā)育和信息交流并不基于細(xì)胞間融合，而是通過生物、化學(xué)和電信號(hào)的傳遞。神經(jīng)元的個(gè)體獨(dú)立性對(duì)于神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能至關(guān)重要，但病毒感染和由此產(chǎn)生的病毒融合原是否會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)元融合及多核合胞體的形成，從而永久改變神經(jīng)回路和功能，目前尚不清楚。

在這項(xiàng)最新研究中，來自昆士蘭大學(xué)昆士蘭大腦研究所的研究人員探索了病毒是如何改變神經(jīng)系統(tǒng)功能的。他們發(fā)現(xiàn)，在感染新冠病毒幾個(gè)月后的長(zhǎng)期新冠患者的大腦中可以檢測(cè)到新冠病毒的存在。這些新冠病毒導(dǎo)致大腦神經(jīng)元經(jīng)歷了之前從未見過的細(xì)胞融合過程，在神經(jīng)元被新冠病毒感染后，新冠病毒的刺突蛋白（S蛋白）會(huì)出現(xiàn)在神經(jīng)元上，一旦神經(jīng)元融合，它們就不會(huì)死亡，它們要么開始同步放電，要么完全停止工作。

具體來說，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，新冠病毒感染誘導(dǎo)了小鼠和人類大腦類器官神經(jīng)元之間以及神經(jīng)元與神經(jīng)膠質(zhì)之間的融合。這種融合作用是有病毒的融合原介導(dǎo)的，可以完全被新冠病毒刺突蛋白（S蛋白）或來自狒狒正呼腸孤病毒的不相關(guān)融合原p15的表達(dá)所重現(xiàn)。

新冠病毒感染誘導(dǎo)神經(jīng)元融合

研究團(tuán)隊(duì)還證明了這種病毒感染誘導(dǎo)的神經(jīng)元融合是一個(gè)漸進(jìn)事件，導(dǎo)致了多細(xì)胞合胞體的形成，并導(dǎo)致了大分子和細(xì)胞器在其中的擴(kuò)散。

最后，研究團(tuán)隊(duì)使用Ca2+成像技術(shù)，發(fā)現(xiàn)這些神經(jīng)元融合嚴(yán)重?fù)p害了神經(jīng)元活動(dòng)。這些發(fā)現(xiàn)為新冠病毒和其他病毒如何影響神經(jīng)系統(tǒng)、改變其功能并導(dǎo)致神經(jīng)病理學(xué)提供了新的機(jī)制見解。

神經(jīng)元融合導(dǎo)致突觸活性改變

研究團(tuán)隊(duì)將神經(jīng)元形象地比作連接廚房和浴室的電燈開關(guān)的電線，一旦其發(fā)生融合，那么這個(gè)開關(guān)要么同時(shí)打開廚房和浴室的燈，要么兩個(gè)都打不開，這顯然是個(gè)壞消息。

這一發(fā)現(xiàn)也為新冠病毒感染后對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的持續(xù)影響提供了一種潛在解釋。

根據(jù)之前的認(rèn)知，病毒感染大腦細(xì)胞后會(huì)發(fā)生兩種結(jié)果——細(xì)胞死亡或炎癥，而這項(xiàng)最新研究提出了第三種可能的結(jié)果——神經(jīng)元融合。許多病毒感染會(huì)在其他組織中引起細(xì)胞融合，它們感染神經(jīng)系統(tǒng)后，也可能在神經(jīng)系統(tǒng)中引發(fā)同樣的問題。

研究團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)研究揭示了病毒感染期間發(fā)生的神經(jīng)事件的新機(jī)制，這可能是神經(jīng)系統(tǒng)疾病和臨床癥狀的之前未發(fā)現(xiàn)的新的重要原因。而艾滋病毒、狂犬病毒、日本腦炎病毒、麻疹病毒、單純皰疹病毒，以及寨卡病毒等，都可以感染大腦細(xì)胞，這些病毒感染對(duì)大腦的影響同樣值得我們關(guān)注。

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