重度の新型コロナウイルス感染症による長期にわたる身体的および精神的影響の背後には、脳幹（脳の「制御中枢」）への損傷があることが研究で示唆されている。
ケンブリッジ大学とオックスフォード大学の研究者らは、生きた脳を詳細に観察できる超高解像度スキャナーを使用して、新型コロナウイルス感染症が脳に与える可能性のある悪影響を観察することに成功した。
研究チームは、ワクチンが利用可能になる前のパンデミック初期に、重症の新型コロナウイルス感染症で入院していた30人の脳をスキャンした。研究者らは、新型コロナウイルス感染症が息切れ、疲労、不安に関連する脳幹の領域に損傷を与えることを発見した。
この研究に使用された強力な MRI スキャナーは、7 テスラまたは 7T スキャナーとして知られており、脳内の炎症を測定できます。その結果は雑誌に掲載されました 脳は、科学者や臨床医が新型コロナウイルス感染症が脳や体の他の部分に及ぼす長期的な影響を理解するのに役立ちます。この研究は新型コロナウイルスの長期的な影響が認識される前に開始されたが、この状況をより深く理解するのに役立つだろう。
脳を脊髄に接続する脳幹は、多くの基本的な生活機能と反射の制御中枢です。脳幹にある核として知られる神経細胞の集合体は、呼吸、心拍数、痛み、血圧などの必須の身体機能を調節し、処理します。
脳幹内およびその周囲で起こっていることは生活の質にとって極めて重要ですが、生きている人の脳幹核の炎症をスキャンすることは、そのサイズが小さく位置が難しいため不可能でした。通常、科学者は死後検査の際にのみ脳幹を詳しく観察します。」
カタリナ・ルア博士、ケンブリッジ大学臨床神経科学部の筆頭著者
「脳幹は、私たちの意識と私たちの体内で起こっていることの間の重要なジャンクションボックスです」と、研究の共同主導者である同じく臨床神経科学科のジェームズ・ロウ教授は述べた。 「新型コロナウイルス感染症に反応して脳幹がどのように変化するかを見て理解する能力は、長期的な影響をより効果的に説明し、治療するのに役立つでしょう。」
新型コロナウイルス感染症パンデミックの初期、効果的なワクチンが利用可能になる前、重度の新型コロナウイルス感染症で死亡した患者の死後研究では、炎症を含む脳幹の変化が示された。これらの変化の多くは、脳へのウイルスの直接侵入ではなく、感染後の免疫反応に起因すると考えられていました。
「パンデミックの初期に重篤な症状に陥った人々は、おそらくウイルスに対する免疫反応によって引き起こされた、長期にわたる脳の変化を示しました。しかし、生きている人間においてその免疫反応を測定することは困難です」とロウ氏は述べた。 「通常の病院タイプの MRI スキャナーでは、必要な化学的および物理的詳細を脳内を見ることができません。」
「しかし、7Tスキャナーを使用すると、これらの詳細を測定できるようになりました。活性化した免疫細胞が超強磁場に干渉するため、免疫細胞がどのように行動しているかを検出できるようになります」とルア氏は述べた。 「ケンブリッジは特別でした。なぜなら、パンデミックの初期に、最も重篤で感染性の高い患者もスキャンできたからです。」
パンデミックの初期に入院した患者の多くは、長期にわたる厄介な症状として疲労、息切れ、胸痛を報告した。研究者らは、これらの症状の一部は主要な脳幹核への損傷の結果であり、その損傷は新型コロナウイルス感染症が去った後も長く続くと仮説を立てた。
研究者らは、脳幹の複数の領域、特に延髄、橋、中脳が神経炎症反応と一致する異常を示していることを確認した。異常は入院から数週間後に、呼吸の制御を担当する脳の領域に現れた。
「呼吸に関連する脳の部分に異常が見られるという事実は、長期にわたる症状が新型コロナウイルス感染後の脳幹の炎症の影響であることを強く示唆している」とルア氏は述べた。 「これらの影響は年齢や性別の影響をはるかに超えており、重度の新型コロナウイルス感染症に罹患した人ではより顕著です。」
Covid-19の身体的影響に加えて、7Tスキャナーはこの病気の精神的影響の一部の証拠を提供しました。脳幹は息切れ、疲労、不安を監視します。 「メンタルヘルスは脳の健康と密接に関係しており、免疫反応が最も顕著な患者は、より高いレベルのうつ病と不安も示しました」とロウ博士は述べた。 「身体的健康と精神的健康の間には密接な関係があるため、新型コロナウイルス感染症による脳幹の変化も精神的健康状態の悪化につながる可能性があります。」
研究者らは、この結果はMSや認知症など、脳幹の炎症に関連する他の症状の理解に役立つ可能性があると述べている。 7T スキャナーは、脳疾患のさまざまな治療法の有効性を監視するためにも使用できます。
「パンデミックの真っただ中、テストが非常に困難だった時期に、これは素晴らしいコラボレーションでした。7T スキャナーがどれほどうまく機能したかに驚きました」とルア氏は語った。 「この瞬間の熱気の中で、多くの異なる研究者間のコラボレーションがこれほど効果的にまとまったことに本当に感銘を受けました。」
この研究は、NIHRケンブリッジ生物医学研究センター、NIHRオックスフォード生物医学研究センター、オックスフォード大学新型コロナウイルス医学部門迅速対応基金から一部支援を受けた。
ソース：
参考雑誌:
ルア、C.、 他。 （2024年）。 COVID-19 における 7 T での定量的感受性マッピング: 脳幹への影響と結果の関連。 脳。 doi.org/10.1093/brain/awae215
#重篤な新型コロナウイルス感染症の長期にわたる影響の背後に脳幹損傷があることが判明