新冠大流行已經持續了近3年時間，但有很多問題仍處在雲里霧裡。
比如，新冠病毒除了攻擊肺和呼吸道，也可以感染呼吸系統外的很多組織器官，包括中樞神經系統感染，並表現出相應的癥狀。
有研究表明，超過30%的住院新冠患者表現出神經或神經精神癥狀，也有部分患者出現不同程度的腦炎。
另外，越來越引人關注的感染新冠病毒後的後遺症，即所謂長新冠綜合征，也包括系列持續4周及更長時間的神經精神癥狀。
然而，新冠病毒是如何攻擊中樞神經系統的？具體攻擊的靶點是什麼？感染又是如何引發系列神經精神癥狀的？
這些問題的答案基本上還是猜測，缺乏關鍵證據。
現在，巴西科學家小組最新發表在《美國科學院院刊（PNAS）》的一項研究以可信的證據揭曉了新冠病毒攻擊人腦的具體靶點，並闡述了新冠感染對大腦結構、代謝和功能的影響，給上述謎題給出了很好的回答。
新冠病毒主要攻擊大腦的“後勤”細胞
大腦組織主要由功能性神經元和為神經元提供後勤保障支持的非神經元細胞組成。
後者，最豐富和主要的是星形膠質細胞，這種細胞不僅可以給大腦神經元提供生化和營養支持，調節神經遞質和可能干擾神經元功能的其它物質（比如鉀）的水平，還能維持保護大腦免受病原體和毒素侵害的血腦屏障的完整性，並幫助維持大腦的穩態。
巴西的這項研究表明，新冠病毒造成大腦感染，引發神經精神癥狀正是通過對星形膠質細胞攻擊實現的。
研究人員使用採集自26例死於新冠感染患者的腦組織，通過免疫組織化學染色技術為新冠病毒感染星形膠質細胞提供了證據。
所謂免疫組織化學染色技術就是通過標記的抗原抗體反應讓組織內特定的化學成分顯示特定的顏色。
巴西的研究人員使用了三種免疫組化染色技術，一種是標識星形膠質細胞特徵性的膠質纖維酸性蛋白（GFAP），GFAP+細胞呈現紅色熒光；一種是標識新冠病毒複製的雙鏈RNA（dsRNA，只有病毒複製時才短暫出現，表明存在病毒感染並進行複製，而並非僅僅存在“死”的遺傳物質）呈現(品紅色；一種是標識新冠病毒刺突蛋白呈現綠色。
當將三種免疫組化染色圖像疊加時，只有星形膠質細胞同時呈現所有三種顏色，表明新冠病毒感染的正是星形膠質細胞，並在其中進行了複製。
新冠病毒對星形膠質細胞攻擊需要NRP1
已知，新冠病毒攻擊感染肺和其他多數組織細胞是通過病毒刺突蛋白與細胞膜上的ACE2受體結合實現的；另外，NRP1和BSG兩種受體也是刺突蛋白潛在的感染結合靶點。
研究人員通過對感染新冠病毒患者腦組織樣本的檢測表明，星形膠質細胞並不表達ACE2受體，可以檢測到一定水平的NRP1和BSG的mRNA，表明星形膠質細胞可以表達這兩種受體。
如何確定病毒感染依賴NRP1（神經纖毛蛋白-1）受體呢？
研究人員使用了中和性抗NRP1抗體對細胞進行了預培養，結果對NRP1的中和抑制了新冠病毒對培養的星形膠質細胞的感染，證實新冠病毒通過NRP1受體感染人類星形膠質細胞。
新冠病毒感染對代謝和功能的影響
研究人員對感染新冠病毒的星形膠質細胞的蛋白質組學和代謝組學變化進行了檢測。
結果，與對照組相比，新冠病毒感染的星形膠質細胞中有170種蛋白質表達出現改變，其中68種上調，102種下調。分析表明，這些蛋白質表達的變化對代謝和功能產生了廣泛影響。其中對葡萄糖代謝的影響最顯著。
具體來說，新冠病毒感染的星形膠質細胞蛋白質表達的改變主要影響糖酵解/糖異生、碳代謝和戊糖磷酸途徑。
總體上說，結果證明新冠病毒感染的星形膠質細胞中氧化代謝增加，由這些細胞支持的神經元代謝水平出現了降低。
另外，感染星形膠質細胞線粒體功能的改變，對腦內神經遞質水平也產生也影響。
我們知道，腦神經遞質包括谷氨酸和谷氨酰胺類興奮性遞質，和γ-氨基丁酸(GABA)為主的抑制性神經遞質。
研究顯示，新冠病毒感染加速星形膠質細胞葡萄糖代謝的同時，也過度消耗了興奮性神經遞質谷氨酰胺。從而讓感染者更容易出現疲勞、抑鬱等神經抑制癥狀。
新冠病毒感染星形膠質細胞降低了神經元的活力
如上所述，星形膠質細胞是支持大腦神經元的後勤細胞，對腦內穩態至關重要。新冠病毒對星形膠質細胞的感染有可能對神經元產生間接影響。
巴西的這項研究顯示，不出所料，新冠病毒感染的星形膠質細胞可以釋放一種可溶性因子，從而降低了所支持神經元的活力。
綜上可見，新冠病毒儘管不能直接感染大腦神經元，卻可以通過對星形膠質細胞對腦代謝、功能產生顯著影響。
康復期新冠感染患者認知障礙和神經精神癥狀與大腦皮質厚度改變相關
對包括81名輕度新冠感染康復者進行的高分辨率大腦磁共振成像(MRI)掃描研究中，有三分之一的參與者在持續60天的時間內抱怨神經或神經精神癥狀的持續存在。這些癥狀主要包括頭痛(40%)、疲勞(40%)、記憶改變(30%)、焦慮(28%)、嗅覺喪失(28%)、抑鬱(20%)、白天嗜睡(25%)、味覺喪失(16%)和性慾低下(14%)，等。
與81名健康對照比較，新冠病毒感染組出現了更高水平的焦慮和抑鬱、疲勞和白天過度嗜睡水平。
對大腦皮質厚度的分析顯示，大腦左半球眶額區域出現了皮質厚度減低，沒有任何區域觀察到皮質厚度的增加。
對新冠感染者進行的包括情景言語記憶，持續注意力和交替注意力，以及認知靈活性在內的神經心理學評估，顯示皮質厚度萎縮與神經精神癥狀和認知障礙相關。
總之，來自巴西的研究表明：
- 新冠病毒可以直接攻擊大腦組織，具體的攻擊靶點是負責維持大腦神經元結構和功能的星形膠質細胞；
- 感染對星形膠質細胞功能蛋白質表達和代謝產生了顯著影響，從而影響了大腦的結構和功能；
- 高分辨率磁共振掃描顯示，感染造成了與認知功能相關的大腦眶額區域皮層厚度的降低，從而為長新冠綜合征的神經和神經精神癥狀的長期存在提供了很好的解釋。
