STTT: SARS-CoV-2可通过跨细胞途径穿过血脑屏障

据报道，SARS-CoV-2具有入侵人类和模型动物大脑的能力。然而，SARS-CoV-2是否以及如何通过血脑屏障(BBB)尚不清楚。在感染K18-hACE2转基因小鼠的血管壁、血管周间隙以及脑微血管内皮细胞(BMECs)中偶尔检测到SARS-CoV-2 RNA。感染血管的通透性增强。此外，通过施用伊文思蓝，在受感染的仓鼠中发现了 BBB 的解体。

有趣的是，claudin5、ZO-1、occludin 和紧密连接 (TJ) 的超微结构的表达没有变化，而感染动物的基底膜被破坏。使用由原代BMECs和星形胶质细胞组成的体外血脑屏障模型，发现SARS-CoV-2通过BMECs交叉感染。与体内实验一致，在sars - cov -2感染的BMECs中，MMP9表达增加，IV型胶原蛋白表达减少，而TJs标记物没有改变。此外，感染SARS-CoV-2后出现血管炎、胶质细胞活化、炎症因子上调等炎症反应。总之，该研究结果为SARS-CoV-2通过跨细胞途径穿过血脑屏障提供了证据，同时基底膜被破坏，TJs没有明显改变。

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41392-021-00719-9

据报道，SARS-CoV-2感染的患者经常表现出神经系统症状，包括头痛、嗅觉丧失、聋觉、意识受损、癫痫、中风和血管事件。越来越多的证据表明，SARS-CoV-2不仅可以感染呼吸系统，还可以感染中枢神经系统。作者在多个器官中检测到SARS-CoV-2 RNA，包括COVID- 19.3患者死后脑组织。最近对COVID-19患者尸检后的研究表明，SARS-CoV-2存在于皮质神经元中。此外，对人脑类器官的检测结果也显示了SARS-CoV-2的神经侵袭能力。总的来说，这些数据为人类中枢神经系统感染SARS-CoV-2提供了证据，但病毒如何进入大脑仍是未知的。

研究表明，SARS-CoV-2病毒可能通过嗅觉感觉神经元(或其他神经束)从外周向中枢神经系统逆行轴突传播。然而，目前还没有令人信服的证据表明，嗅神经不太可能是COVID- 19感染大脑的途径，这一点仍然存在争议。除了可能通过嗅觉途径侵入中枢神经系统外，SARS-CoV-2也可能通过血行途径进入大脑。已有报道称SARS-CoV-2可感染人脑类器官脉络丛上皮细胞，血脑脊液屏障(BCSFB)可能是其进入中枢神经系统的途径。血脑屏障(blood brain barrier, BBB)主要由内皮细胞形成，是限制病原体(包括病毒或病毒感染的细胞)从体循环进入中枢神经系统的另一主要屏障。

SARS-CoV-2穿越血脑屏障的可能机制。

图片来源：https://doi.org/10.1038/s41392-021-00719-9

人们通过静脉注射放射性碘S1，发现SARS-CoV-2 S1蛋白通过吸附胞吞作用越过小鼠血脑屏障。在2D静态和3D体外微流控模型中，SARS-CoV-2 S蛋白被证实可以改变血脑屏障功能，并降低血脑屏障的完整性。然而，没有直接证据表明活SARS-CoV-2可以通过血脑屏障，病毒如何通过血脑屏障仍未解决。在这里，作者使用了包括荧光原位杂交(FISH)、透射电镜(TEM)和免疫染色在内的病理学技术，证明了SARS-CoV-2可能通过直接BMECs感染并伴有mmp9介导的基底膜破坏而穿过血脑屏障而不影响体内和体外的紧密连接。

总之，该数据表明，SARS-CoV-2 可以感染脑血管内皮细胞，并通过具有完整 TJ 的 MMP9 介导的 BM 通过跨细胞途径穿过 BBB，从而导致神经元损伤，这进一步促进了对 CNS 机制的理解 SARS-CoV-2 的侵袭和 COVID-19 患者的神经系统表现。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Ling Zhang et al. SARS-CoV-2 crosses the blood–brain barrier accompanied with basement membrane disruption without tight junctions alteration. Signal Transduct Target Ther 2021 Sep 6;6(1):337. doi: 10.1038/s41392-021-00719-9.