Attention please，新冠病毒正在入侵大脑！

2022-11-29

新型冠状病毒肺炎（CoronaVirusDisease2019，COVID-19）自19年底爆发距今已有近四年的时间，依旧没有被彻底克服，科学家们一直致力于新冠病毒（SARS-CoV-2）的研究，虽然COVID-19被认为主要是一种呼吸系统疾病，但临床上发现有部分新冠患者出现意识障碍、癫痫、感觉障碍和其他神经系统症状，因此科学家们判断SARS-CoV-2有可能也会攻击大脑。

2021年3月，耶鲁大学Alkiko Iwasaki团队利用人类大脑类器官，ACE2转基因SARS-CoV-2模型小鼠，以及临床分析等手段，首次明确发现新冠病毒可以直接感染神经元，并诱发代谢紊乱；新冠病毒可诱发了神经系统缺氧，从而导致了神经细胞凋亡。

同年10月， Kristian Pietras团队发表了一篇题为“Infection of Brain Pericytes Underlying Neuropathology of COVID-19 Patients”的文章，从病理学角度应用多重荧光免疫组化技术（mIHC）研究了SARS-CoV-2对大脑的影响。

早在疫情之始，研究人员就已证明了SARS-CoV-2进入宿主细胞的主要受体是血管紧张素转化酶II（ACE2），于是Kristian Pietras团队对一位COVID-19患者的额叶皮层切进行了四重荧光多染，染了ACE2、CD31+血管内皮细胞和PDGFRβ+血管周细胞，结果显示ACE2仅由周细胞表达。

SARS-CoV-2是一组正链、单链RNA病毒，被它感染的细胞，在病毒复制过程中会产生双链RNA（dsRNA），可作为中间体被检测到。应用dsRNA的J2抗体进行免疫组化，Kristian Pietras团队在COVID-19患者大脑中离散的血管周围的非内皮细胞中发现了点状阳性分布，而未感染患者的大脑则无信号，该结果进一步证实了脑周细胞确实对病毒感染特别敏感，并可能作为SARS-CoV-2进入中枢神经系统的“窗口”。

初步掌握了一些SARS-CoV-2感染大脑的证据以后，研究团队猜想这种感染很有可能导致神经炎症。通过对COVID-19患者和未感染患者的脑切片的5种免疫细胞群（包括辅助T细胞和细胞毒性T淋巴细胞、调节性T细胞、B细胞和巨噬细胞）进行mIHC染色，结果证实了这一猜想。

2020年末，一个美国研究团队发现，新冠病毒还能让血脑屏障出现“漏洞”，潜在破坏大脑神经网络。Kristian Pietras团队就此也进行了七重荧光免疫组化分析，结果显示血管周围出现纤维蛋白原的渗漏，证实了SARS-CoV-2感染周细胞，破坏了组织紧密的血脑屏障。

蓝色箭头：血管周围渗漏的纤维蛋白原晕

新冠病毒变异速度之快令人咋舌，由此也可预见针对它的研究也将在未来的很长一段时间持续进行。多重荧光免疫组化能够呈现相较于常规免疫组化/荧光信息量更丰富的图像结果，绝对是病理研究的一大助力。

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小鼠	panCK、CD3、CD19、F4/80、NK1.1	常规肿瘤浸润淋巴细胞panel，可评估肿瘤微环境冷热，方便探究肿瘤抑制手段效果	可更换其他免疫细胞指标及肿瘤指标
人	CD4、CD8、LAG3、TIM-3、PD-1	涵盖多热门免疫检查点	可替换其他染过的免疫检查点指标
小鼠	CD4、CD8、LAG3、TIM-3、PD-1	涵盖多热门免疫检查点	可替换其他染过的免疫检查点指标
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人	CD3、CD4、CD8、FOXP3	T细胞分型panel	FOXP3可替换为TH1指标T-bet或者TH2指标GATA-3
小鼠	CD3、CD4、CD8、FOXP3	T细胞分型panel	FOXP3可替换为TH1指标T-bet或者TH2指标GATA-3
人	panCK、CD68、CD163、HLA-DR	肿瘤相关巨噬细胞TAM及分型panel	无
小鼠	panCK、F4/80、CD86、CD163	肿瘤相关巨噬细胞TAM及分型panel	无
人	panCK、CD8、PD-1、PD-L1	经典PD-1/PDL1可行性分析panel	无
种属	四色 FLASH panel	应用	备注
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小鼠	a-SMA、panCK、VEGF	肿瘤相关成纤维及血管生成因子	可更换FAP、VIM、FGF等相关因子
人	CD8、ki-67、Granzyme B	T细胞活化及增殖panel	无
小鼠	CD8、ki-67、Granzyme B	T细胞活化及增殖panel	无

参考文献：

1.Song E, Zhang C, Israelow B, Lu-Culligan A, Prado AV, Skriabine S, Lu P, Weizman OE, Liu F, Dai Y, Szigeti-Buck K, Yasumoto Y, Wang G, Castaldi C, Heltke J, Ng E, Wheeler J, Alfajaro MM, Levavasseur E, Fontes B, Ravindra NG, Van Dijk D, Mane S, Gunel M, Ring A, Kazmi SAJ, Zhang K, Wilen CB, Horvath TL, Plu I, Haik S, Thomas JL, Louvi A, Farhadian SF, Huttner A, Seilhean D, Renier N, Bilguvar K, Iwasaki A. Neuroinvasion of SARS-CoV-2 in human and mouse brain. J Exp Med. 2021 Mar 1;218(3):e20202135. doi: 10.1084/jem.20202135. PMID: 33433624; PMCID: PMC7808299.
2.Bocci M, Oudenaarden C, Sàenz-Sardà X, Simrén J, Edén A, Sj?lund J, M?ller C, Gisslén M, Zetterberg H, Englund E, Pietras K. Infection of Brain Pericytes Underlying Neuropathology of COVID-19 Patients. Int J Mol Sci. 2021 Oct 27;22(21):11622. doi: 10.3390/ijms222111622. PMID: 34769052; PMCID: PMC8583965.

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