Nature最全面分析：对11名患者中枢神经系统采样，在大脑发现SARS-CoV-2持续存在

COVID-19在严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2(SARS-CoV-2)急性感染期间会导致多器官功能障碍，一些患者出现长期症状，称为SARS-CoV-2的急性后遗症。然而，呼吸道以外的感染和病毒清除时间尚未得到很好的论证（特别是在大脑中）。此前的报道：Neuron最新：感染COVID-19后持续影响大脑的神经生物学机制

近日，Daniel S. Chertow团队对44名死于COVID-19的患者进行了完整的尸检，并对其中11名患者的中枢神经系统进行了广泛采样，以绘制和量化SARS-CoV-2（从急性感染到出现症状后七个多月）在整个人体的分布、复制和细胞类型特异性，这其中也包括大脑。他们在Nature杂志上发表了最新的研究成果，名为“SARS-CoV-2 infection and persistence in the human body and brain at autopsy”。

最新研究：感染新冠后，一年内患阿尔茨海默病风险增加50-80%

NRR国内数据：新冠肺炎康复者可否存在长期神经精神后遗症？

Alzheimers Dement综述：COVID-19感染后对认知功能的影响

JAMA子刊：导致 COVID-19 患者失去嗅觉的关键可能是炎症

综述：与 COVID-19 相关的神经精神症状及其潜在的神经系统感染机制：影像学检查的作用

一些幸存者会经历 SARS-CoV-2 的急性后遗症，即长 COVID。尽管对 COVID-19 致命病例的尸检研究支持 SARS-CoV-2 感染多个器官的能力，但肺部以外的外器官，通常缺乏病毒介导的损伤或炎症的组织病理学证据。在没有损伤或炎症的情况下，在呼吸道外感染的悖论引发了许多与病原体和宿主相关的问题。为了研究 SARS-CoV-2 在人类中的细胞趋向性、复制能力、持久性和进化，并寻找受感染组织的相关组织病理学，本研究对 44 例 COVID-19 病例进行了尸检。

尸检样本概览

2020 年 4 月 26 日至 2021 年 3 月 2 日期间，作者进行了 44 次尸检，所有尸检均来自未接种疫苗且死于 COVID-19 的个体。42 例死前和 2 例死后确认 SARS-CoV-2 PCR 阳性。共有 38 例 SARS-CoV-2 血清阳性，3 例血清阴性，3 例无法获得血浆。11 例完成脑部取样（图1）。30% 为女性，中位年龄为 62.5 岁。共有 61.4% 的人有三种或更多的合并症。从症状发作到最终住院和随后死亡的中位间隔时间分别为 6 天和 18.5 天。中位尸检时间间隔为 22.2 小时。

图1. SARS-CoV-2 在人体和大脑中的分布、量化和复制。

广泛感染或持续存在

在 84 个不同的解剖位置和体液中检测到 SARS-CoV-2 RNA，与非呼吸组织相比，在早期、中期和晚期中的呼吸道组织检测到的更高的载量（显著）。在 10/11 例（90.9%）的中枢神经系统 (CNS) 组织中检测到 SARS-CoV-2 RNA，包括在 5/6 晚期病例中评估的多数脑区（图1）。在所有组织群和多种液体类型（包括血浆、胸膜液和玻璃体液）中检测到 SARS-CoV-2 亚基因组 RNA。

ISH揭示SARS-CoV-2的

细胞趋向性

通过 ISH 验证了 SARS-CoV-2 刺突 RNA 在早期、中期和晚期病例的呼吸和非呼吸组织中的 ddPCR 结果，涉及超过 35 种细胞类型和透明膜（图2和图3)。 图1和2显示SARS-CoV-2 刺突 RNA ISH 阳性细胞的组织详细注释，包括跨多个大脑区域。 

图2. 肺外组织中 SARS-CoV-2 的原位 RNA (RNAscope) 检测。

CNS中的SARS-CoV-2

N RNA和蛋白质

为了进一步验证 SARS-CoV-2 在 CNS 组织中的检测和分布，作者使用了针对 N RNA 的第二种 ISH 测定，以及针对 N 蛋白的基于 IF 和显色 IHC 的测定。通过适当的阳性和阴性对照证实了这些检测的特异性，并将它们应用于 ddPCR 检测，这是为 SARS-CoV-2 阳性的选定 CNS 组织。

在早期病例（P38）的下丘脑和小脑，以及晚期病例的颈脊髓和基底神经节（分别为 P42 和 P40）中观察到 SARS-CoV-2 RNA 和蛋白质，其模式与神经元染色一致（图3）。

图3.SARS-CoV-2 蛋白和 RNA 在人 CNS 组织中的表达。

COVID-19 组织学发现

组织病理学发现与其他病例系列中报告的相似。在 44 例病例中，有 38 例被确定死于 COVID-19，其中 35 例 (92.1%) 在死亡时患有急性肺炎或弥漫性肺泡损伤。10 例 (23%) 出现肺血栓栓塞并发症，4 例出现心肌浸润，包括 1 例实质性心肌炎。在淋巴结和脾脏中，观察到淋巴细胞耗竭以及滤泡和副皮质增生。

对 11 个大脑的检查中，发现尽管病毒载量很大，但组织病理学变化很少。血管充血是一种不常见的发现，病因不明，可能与感染引起的血液动力学变化有关。两例出现全身缺氧缺血性改变，其中一例是患有癫痫症的青少年 (P36)，入院时发现 SARS-CoV-2 呈阳性，但可能死于与病毒感染无关的癫痫并发症.

结 论

作者在此提供了迄今为止对 SARS-CoV-2 在包括大脑在内的人体中的细胞趋向性、量化和持久性的最全面分析。本研究专注于较短的死后间隔、组织收集的综合标准化方法、固定前解剖大脑、在 RNAlater 中保存组织以及新鲜组织的快速冷冻，这使作者能够通过 ddPCR 和高灵敏度检测和量化 SARS-CoV-2 RNA 水平ISH，以及从包括大脑在内的多个非呼吸组织中分离细胞培养物中的病毒，与其他研究相比有显著差异。