從輕微的頭痛和頭暈到可能改變生活的癲癇和中風(fēng)丛晌，COVID對大腦的影響是不容忽視的曾我，這種影響也被稱為Neuro-COVID[1,2]樊破。最近對COVID住院患者的一項調(diào)查報告稱，多達80%的研究參與者經(jīng)歷了至少一種新的神經(jīng)系統(tǒng)癥狀队询，其中55%的人曾對該癥狀進行過臨床評估[3]雹有。
Neuro-COVID是中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）直接受損的一種結(jié)果嗎剥汤？
失調(diào)的免疫反應(yīng)是罪魁禍首嗎免姿？
它是否表現(xiàn)為感染并發(fā)癥（如缺氧）的間接后果？
以上這些都是全球研究人員一直在試圖解決的問題坷虑。在本期推送中甲馋，我們將介紹2個通過單細胞測序技術(shù)研究Neuro-COVID的案例。
案例1：Neuro-COVID中的免疫介導(dǎo)機制
Heming等人對免疫系統(tǒng)如何促成Neuro-COVID進行了研究迄损。旨在創(chuàng)建這些患者腦脊液（CSF）的無偏單細胞轉(zhuǎn)錄圖譜[4]定躏。他們評估了8名Neuro-COVID患者腦脊液中細胞的轉(zhuǎn)錄譜。還對來自病毒性腦炎（VE芹敌；5名患者）痊远、多發(fā)性硬化癥（MS；9名患者）和特發(fā)性顱內(nèi)高壓（IIH氏捞；9名患者）患者的樣本進行了分析碧聪，共產(chǎn)生了80,919個單細胞轉(zhuǎn)錄組。
研究人員比較了使用單細胞測序技術(shù)產(chǎn)生的細胞簇組成液茎，發(fā)現(xiàn)Neuro-COVID患者的CSF包含在IIH和VE樣本中未見的擴大的單核細胞樣簇逞姿。這種單核細胞樣簇表現(xiàn)出增強的抗原呈遞特征，但降低了小膠質(zhì)細胞基因組捆等、泛單核細胞標記和邊界相關(guān)巨噬細胞標記的表達滞造。因此，這些細胞可能分化到一個類似于發(fā)育巨噬細胞的程度栋烤。
接下來谒养，研究人員評估Neuro-COVID的轉(zhuǎn)錄變化特征。干擾素驅(qū)動的轉(zhuǎn)錄本和耗盡的T細胞群在Neuro-COVI樣本中有所增加明郭。然而买窟，這種增加的抗病毒轉(zhuǎn)錄反應(yīng)不如VE中所見的那么強。與VE相比薯定，Neuro-COVID樣本確實顯示出與穩(wěn)態(tài)小膠質(zhì)細胞/邊界相關(guān)巨噬細胞相關(guān)的基因的更高表達始绍。進一步的分析表明，與較輕的COVID病例相比话侄，嚴重的COVID病例與潛在的抗病毒反應(yīng)受損相關(guān)亏推。最后，使用單細胞免疫分析測定的T細胞受體測序表明，嚴重的Neuro-COVID與廣泛的克隆T細胞擴增有關(guān)径簿。
案例2：對大腦的直接損害
Heming等人的研究中強調(diào)了“這些可疑的Neuro-COVID發(fā)展機制并不相互排斥，并且可能在個體患者中共存嘀韧∑ぃ”畢竟，生物學(xué)機制如果不復(fù)雜锄贷，那也就意味著沒有研究價值了译蒂。2020年的一些研究提供了在某些腦細胞中可檢測到SARS-CoV-2病毒以及大腦免疫細胞激活的證據(jù)，這也可能是導(dǎo)致Neuro-Covid出現(xiàn)危險的神經(jīng)炎癥特征的一個因素[5-7]谊却。
然而柔昼，由于缺乏可用的腦組織和細胞樣本，使得研究COVID對大腦的影響變得復(fù)雜炎辨。因此捕透，Wang等人開始創(chuàng)建一個體外模型，該模型由分化為周細胞樣細胞（PLCs）的人類多能干細胞（hPSCs）創(chuàng)建碴萧，可用于研究腦細胞的SARS-CoV-2感染[8]乙嘀。周細胞是與神經(jīng)元分化、神經(jīng)炎癥和血腦屏障通透性相關(guān)的腦細胞[9]破喻，正如作者所證明的虎谢，周細胞表達ACE2 RNA和蛋白質(zhì)，可以感染SARS-CoV-2曹质。
為了創(chuàng)造一個更具生理相關(guān)性的環(huán)境來研究這些細胞的SARS-CoV-2感染婴噩，研究人員生成了一個3D“組裝體”，其中PLC與皮質(zhì)腦類器官集成在一起羽德。一旦整合到組裝體中几莽，PLC就被確定為與星形膠質(zhì)細胞相互作用，其方式與它們在大腦神經(jīng)血管單元中的相互作用非常相似玩般。
單細胞測序用于在存在和不存在SARS-CoV-2感染時對這些組裝體進行表征银觅。有趣的是，只有在PLC存在的情況下坏为，才能主要在類器官的星形膠質(zhì)細胞中檢測到SARS-CoV-2究驴，這表明星形膠質(zhì)細胞感染是由PLC介導(dǎo)的。進一步的研究表明匀伏，受感染的星形膠質(zhì)細胞表現(xiàn)出受I型干擾素途徑控制的炎癥和基因毒性應(yīng)激反應(yīng)洒忧。這些發(fā)現(xiàn)支持這樣一種觀點，即病毒復(fù)制中心可能存在于大腦中够颠，允許病毒感染傳播到神經(jīng)細胞熙侍，換句話說，允許直接損傷。
對于Neuro-COVID的研究才剛剛開始
隨著COVID病例的持續(xù)存在和新變種的出現(xiàn)蛉抓，了解這些神經(jīng)系統(tǒng)癥狀的根源對于幫助患者在初始感染后很長時間內(nèi)的恢復(fù)至關(guān)重要庆尘，特別是因為這些表現(xiàn)通常會影響到COVID初次感染后很長一段時間里出現(xiàn)的健康問題[10]。正如這兩項研究所證明的巷送，單細胞測序正在成為了解CNS樣本中這一復(fù)雜過程的重要工具驶忌。
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