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，包括細菌、真菌、寄生蟲和病毒。狂犬病毒、單純皰疹病毒、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、意識不清、癲癇發(fā)作以及味覺或嗅覺喪失。 在更嚴重的情況下，病毒性大腦感染可導致腦炎、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)病力學機制，導致了大腦功能障礙。 2023年6月7日，昆士蘭大學的研究人員在 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】 。 這項研究首次發(fā)現(xiàn)，新冠病毒感染大腦后會導致神經(jīng)元之間以及神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)之間的細胞融合，從而引起神經(jīng)元活動異常，導致慢性神經(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)、改變其功能并導致神經(jīng)病理學提供了新的機制見解，也為新冠病毒感染后對神經(jīng)系統(tǒng)的持續(xù)影響（長期新冠）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胞膜融合并進入細胞。然后，這些病毒劫持細胞機制，產(chǎn)生病毒組分，新合成的病毒融合原重新修飾細胞膜，并賦予其與鄰近細胞融合的能力。這導致形成多核合胞體，允許病毒“從內(nèi)部”進行傳播，而不需要將病毒顆粒釋放到細胞外空間。

實際上，早在2021年4月，軍事醫(yī)學研究院孫強研究員、首都醫(yī)科大學黃紅艷教授、華中科技大學同濟醫(yī)學院劉良教授團隊就已在 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胞形成的異質(zhì)性cell-in-cell結(jié)構(gòu)，并證明這種獨特結(jié)構(gòu)是由新冠病毒感染過程中刺突蛋白（S蛋白）介導肺上皮細胞發(fā)生融合并內(nèi)化淋巴細胞形成的。

對于神經(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)元作為個體單元發(fā)揮功能，它們的發(fā)育和信息交流并不基于細胞間融合，而是通過生物、化學和電信號的傳遞。神經(jīng)元的個體獨立性對于神經(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導致神經(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。

在這項最新研究中，來自昆士蘭大學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月后的長期新冠患者的大腦中可以檢測到新冠病毒的存在。這些新冠病毒導致大腦神經(jīng)元經(jīng)歷了之前從未見過的細胞融合過程，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）會出現(xiàn)在神經(jīng)元上，一旦神經(jīng)元融合，它們就不會死亡，它們要么開始同步放電，要么完全停止工作。

具體來說，研究團隊發(fā)現(xiàn)，新冠病毒感染誘導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的表達所重現(xiàn)。

新冠病毒感染誘導神經(jīng)元融合

研究團隊還證明了這種病毒感染誘導的神經(jīng)元融合是一個漸進事件，導致了多細胞合胞體的形成，并導致了大分子和細胞器在其中的擴散。

最后，研究團隊使用Ca2+成像技術(shù)，發(fā)現(xiàn)這些神經(jīng)元融合嚴重損害了神經(jīng)元活動。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)、改變其功能并導致神經(jīng)病理學提供了新的機制見解。

神經(jīng)元融合導致突觸活性改變

研究團隊將神經(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，那么這個開關(guān)要么同時打開廚房和浴室的燈，要么兩個都打不開，這顯然是個壞消息。

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

根據(jù)之前的認知，病毒感染大腦細胞后會發(fā)生兩種結(jié)果——細胞死亡或炎癥，而這項最新研究提出了第三種可能的結(jié)果——神經(jīng)元融合。許多病毒感染會在其他組織中引起細胞融合，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。

研究團隊表示，這項研究揭示了病毒感染期間發(fā)生的神經(jīng)事件的新機制，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，都可以感染大腦細胞，這些病毒感染對大腦的影響同樣值得我們關(guān)注。

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網(wǎng)址: Science子刊：新冠病毒會導致大腦細胞融合，進而損害神經(jīng)元活動和大腦功能 http://www.u1s5d6.cn/newsview335665.html