JAMA解读研究:即使是COVID-19轻症患者,也可能出现大脑结构的改变
一项大型研究[1]比较了同一个人在感染SARS-CoV-2前后的大脑扫描结果,发现大脑变化可能是COVID-19轻症患者的一个不可避免的结果。这项研究近日发表在《Nature》上,该研究发现与没有感染SARS-CoV-2的参与者相比,在感染SARS-CoV-2几个月后的参与者中,灰质损失和组织异常更多,主要是在与嗅觉有关的大脑区域,而且大脑也收缩的更多。
链接:
https://www.nature.com/articles/s41586-022-04569-5
近日,JAMA刊登了述评文章[2](MedicalNews & Perspectives),对这项研究的结果进行了解读。
链接:
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2790595
为什么这项研究的结果很重要
研究人员、临床医生和公众都渴望了解更多关于COVID-19感染后的结果,特别是对于轻症或无症状的个体,因为目前为止,这部分感染者占比最大。特别令人感兴趣的是与大脑有关的变化,这可能有助于解释通常报告的长期症状,包括嗅觉和味觉丧失、头痛和记忆问题。
这项最新研究纳入了近800名志愿者,是迄今为止规模最大的COVID-19脑成像分析,也是第一个专注于大多数COVID-19非严重症状的患者,并且还纳入了感染前的数据。
该研究的通讯作者说:"感染前的扫描数据有助于区分是与感染有关的脑部变化还是可能已经存在于大脑中的变化"。
JAMA神经学编辑S.Andrew Josephson没有参与这项研究,他称这份报告 "进一步加深了对COVID-19感染对大脑影响的理解。"
研究设计
这项研究的扫描结果来自英国生物银行(UK Biobank),这是一个拥有50万名志愿者数据的数据库。基线磁共振成像于2014年至2020年3月初进行。这项针对COVID-19的重复成像研究,邀请了数百名年龄在51-81岁的志愿者在2021年2月至5月进行第二轮扫描。
这项重复成像研究分析纳入的研究人群包括:
病例组:401名志愿者在2020年3月和2021年4月之间感染了SARS- CoV-2。在这一组中,有15人,即4%,被送入医院,2人接受了危重治疗。该组病人在COVID-19确诊后约4.5个月进行了成像扫描,距离基线期扫描的间隔期平均3年;
对照组:384名没有感染SARS-CoV-2的志愿者与COVID-19组在年龄、性别、种族、扫描间隔时间和风险因素(如血脂、肥胖、吸烟、社会经济地位和糖尿病)上相匹配。
研究人员首先估计了每组的大脑变化,然后寻找这些变化在各组之间的差异。他们还根据认知得分的差异,比较了各组在认知能力下降方面的变化。为了研究其他呼吸道感染是否与大脑变化有关,研究小组比较了在不同分组中与COVID-19无关的流感或肺炎成像结果。
研究的主要结果
感染了SARS-CoV-2的参与者,脑部扫描和认知分数在两次检查中显示出与对照组不同的变化,在年龄较大的参与者中差异更大,但不是所有感染SARS-CoV-2的人都有这些差异,具体差异如下:
- 与嗅觉有关的眼窝前额皮层和旁回的灰质厚度损失较大
- 与初级嗅觉皮层相关区域的组织损伤更大,这也与嗅觉有关
- 全脑体积减少较多,脑脊液体积增加
- 小脑与认知功能有关的区域萎缩
- 与对照组相比,曾感染SARS-CoV-2的患者的灰质损失或组织损伤多0.2%至2%。当删除住院的COVID-19患者时,结果仍然具有统计学意义。
图. 脑部结构的纵向变化
图. 脑灰质变化
图. 纵向变化百分比
可能的解释
在本研究中,研究团队提出了SARS-CoV-2感染可能直接或间接改变大脑结构的几种潜在机制,包括:
- 与嗅觉丧失有关的感觉输入减少
- 神经炎症或免疫反应
- 病毒直接感染脑细胞
研究局限性
- 研究人员无法获取志愿者的COVID-19症状信息,因此,无法将大脑的变化与症状或与无症状的感染联系起来。
- 大多数参与者在COVID-19疫苗在英国上市之前就已经感染了。据作者说,一些人可能感染的是SARS-CoV-2原始毒株,但大多数人可能是感染了Alpha变体。疫苗接种或不同的变体(如Delta或Omicron)如何影响研究结果尚不清楚。
- 研究的志愿者主要是白人,中年或老年人。目前还不知道这些发现在年轻成年人或儿童身上的影响如何。研究人员指出,目前来说,该研究结果在老年参与者中的意义更大。
- 尽管研究人员试图尽可能地让这两组人相匹配,但COVID-19患者组在基线时的认知能力更低。据研究人员称,该差异不具有统计学意义,不会影响研究结果的解释。
临床意义
Josephson说,这项研究提出了对持续感染的担忧,包括那些较轻微的感染。但他提醒说,尽管该研究有认知方面的发现,但关于COVID-19组的额外大脑变化的临床意义并不清楚。
想要了解这些变化是否是可逆的也为时过早。SARS-CoV-2感染距离第二轮成像的时间间隔相对较短。Josephson指出:“这究竟是一种与嗅觉缺失或炎症有关的暂时性影响,还是一种与认知和其他神经和精神病学的变化有关的长期影响,仍然需要进行更多的探讨”。
最近发表在《JAMA神经病学》上的一份报告[3]表明,在一些COVID-19患者中观察到的认知变化可能会持续下去,特别是对那些病情严重的患者。调查人员发现,在中国武汉的老年人中,在COVID-19住院一年后,与他们未被感染的配偶相比,认知障碍的发生率较高,即使在调整了年龄、性别、教育水平、体重指数和合并症后也是如此。
研究团队在一次媒体会中表示,本研究观察到的损害可能会在某个时候得到改善。
团队负责人说:"鉴于在感染者大脑中看到的异常变化与失去嗅觉有关,因此,随着时间的推移,嗅觉恢复也可能意味着这些大脑异常变得不那么显著。同样,病毒的有害影响(无论是直接的,还是炎症或免疫反应的间接影响)有可能在感染后随着时间的推移而减少"。她引用了以前的一些小研究,表明在SARS-CoV-2感染后6个多月,在大脑功能成像上检测到的问题可能会部分改善。
在Josephson看来,目前来说重要的是:"确保要对感染SARS-CoV-2后患者的认知问题保持警惕和关注"。
未来的研究方向
未来应该在不同的人群中对这些研究结果进行进一步验证,当然也可以期待着该研究团队的额外分析。该小组希望在一两年内对该研究的参与者进行第三次扫描。
Josephson说,如何最好地管理患者的认知症状仍然是一个需要积极研究的领域。目前的分析还强调了,继续努力了解这些神经症状的机制以及疫苗接种或疾病的严重程度,是否会改变这些症状是非常重要的。
该研究中确认的一些大脑的改变区域也涉及与记忆有关的功能。虽然没有记忆损伤的迹象,但如果这种损伤持续存在,可能会对以后的记忆问题甚至是痴呆症产生影响。阿尔茨海默症协会和来自30多个国家的研究人员已经组成一个国际联盟,研究SARS-CoV-2感染对中枢神经系统的短期和长期影响。
参考文章:
1. Nature. 2022 Mar 7.
doi: 10.1038/s41586-022-04569-5.
2. JAMA. 2022 Mar 23.
doi: 10.1001/jama.2022.4507.
3. JAMA Neurol. 2022 Mar 8;e220461.
doi: 10.1001/jamaneurol.2022.0461.
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