COVID後の患者の脳の変化が明らかにされた
研究によると、COVID-19の生存者の脳幹に重要な変化が見られ、これが続く症状に関連していることがわかった。
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重症のCOVID-19で入院した人たちの脳に変化が見られることが神経画像でわかったんだ。これらの患者の研究からわかった最も一般的な結果には、脳内の小さな出血点、脳機能の問題、スキャンで見た目が違う脳の部分が含まれているよ。脳幹に問題があるという報告もあって、脳の中でも呼吸や心拍など多くの自動機能をコントロールしている大事な部分なんだ。剖検の研究では、こういった患者の脳組織に炎症や損傷の兆候が見つかっている。
これらの脳の変化は、「ロングCOVID」と呼ばれる状態に関与しているかもしれない。この状態は、初期の感染から回復した後も症状が続くことを指すよ。一般的な症状には、疲労、呼吸困難、そして「脳の霧」とも呼ばれる思考の明瞭さの問題がある。研究者たちは、通常3Tで動作する標準のMRIスキャンでは、患者が退院した後の脳幹の問題が一貫して示されないことがあると見つけたんだ。でも、定量的感受性マッピング(QSM)などの新しいMRI技術は、COVID-19感染後の脳の微妙な変化を見つけるのに役立つかもしれない。
QSMは脳内のさまざまな組織が磁場にどう反応するかを調べる方法なんだ。この技術は、小さな出血点や鉄の蓄積を検出するのに役立てられるよ。これは、年齢が進むにつれてや、病気によって起こることがあるんだ。QSMは脳の病変の種類を区別するのにも役立ち、多発性硬化症のような慢性的な炎症を明らかにすることもできる。非常に詳細なMRIスキャンを使って、研究者たちはCOVID-19感染後に脳幹で起こるかもしれない微妙な問題を特定しようとしているんだ。
この研究では、以前入院していたCOVID-19患者(「入院後患者」と呼ばれる)をスキャンして、脳幹の特定の部分での変化を探ったよ。4つの主要な領域を調べたんだ:中脳、橋、延髄、そして上小脳脚。さらに、高度な分析手法を使って、収縮や萎縮の兆候が見られる脳幹の特定の領域を探し出した。
研究には31人の入院後患者と、COVID-19の歴史がない51人の健康な人が参加した。患者の年齢はさまざまで、中央値は約57歳だった。研究に参加するためには、COVID-19感染が確認されていて、以前に神経的または精神的な問題がないことが必要だったんだ。入院中には、COVID-19の重症度が評価され、いくつかの血液検査が記録された。
比較のための健康なコントロールは、同じ施設でスキャンされ、パンデミック前にスキャンされたグループと、パンデミック中にスキャンされ、COVID-19の感染が知られていないグループに分けられた。研究は厳格な倫理ガイドラインに従って行われ、すべての参加者はインフォームドコンセントを提供したよ。
MRIスキャンは最先端の7T MRI機器を使用して行われ、標準的な機器よりも詳細な画像をキャッチできるようになっている。このスキャンは特に脳幹に関連する脳の領域を見て、COVID-19患者と健康な人の間にどんな違いがあるかを調べたんだ。
研究者たちはMRI画像を分析して、脳幹の領域についての情報を抽出した。さらに、年齢や性別などのさまざまな要因が結果にどう影響するかも調べたよ。彼らの発見によれば、COVID-19を経験した患者は健康なコントロールに比べて脳幹の領域で感受性が高まっていることが示された。特に、橋や延髄での変化が顕著だったんだ。
脳幹のこの部分は呼吸や他の自動機能を調節するのに重要なんだ。研究は、患者が入院中に経験したCOVID-19の重症度に脳幹での変化が関連しているという強い証拠を見つけた。炎症の血液マーカー(CRP)のレベルが高いと、脳幹での感受性が高まることが関連づけられている。
これは、感染が脳内に長期的な炎症反応を引き起こしたかもしれないことを示唆しているよ。これらの発見は、COVID-19によって脳幹が影響を受け、これらの患者の回復プロセスに影響を与える可能性があることを示唆している。
結果は、COVID後の患者が疲労、呼吸困難、思考の明瞭さの問題などさまざまな持続的な症状を経験するかもしれないことを示しているよ。これらの症状は、感染による脳幹の変化に関連しているかもしれない。研究者たちは、これらの変化が心拍や呼吸を調節する自律機能に関わる困難に結びついていると考えているんだ。
研究では、他の感染後の状況でも脳の変化が見られることが指摘された。重度の外傷性脳損傷の後でも同様のパターンが見られるようで、COVID-19も同じように患者がウイルスから回復した後も脳機能に関連する問題を報告することがあるみたい。
以前の研究では、COVID-19で亡くなった患者は脳に炎症の兆候が見られることが多いけど、ウイルス自体がいつも脳を直接感染させるわけではない。回復中のCOVID-19患者の脳で見られる感受性の高まりは、他の神経疾患で起こる炎症反応に似ているかもしれない。
研究者たちは、脳幹とそのサブ領域に焦点を当てて分析を行った。感受性が高まっている領域を特定するために詳細な方法を使い、これは延髄や呼吸機能に関与する他の部分に関連づけられているんだ。この脳の部分は、呼吸や他の重要なプロセスを調整するのに大事な役割を果たしている。
入院中に患者の炎症が高かったことは、脳スキャンで見つかった変化の大きさと関連があることがわかった。病気から回復した後に機能的な結果が良かった患者は、脳幹での感受性が低かった。これは、病気の重症度と観察された脳の変化の程度との間に関連があることを示しているよ。
結果は有用な洞察を提供しているけど、いくつかの限界もある。研究に参加した患者の数は比較的小さく、さまざまなので広範な結論を導くのが難しいんだ。研究は複数のサイトで行われたことで結果の検証に役立ったけど、男女比などの人口統計の違いが浮き彫りになった。
今後はCOVID-19が脳の健康に及ぼす長期的な影響を理解するためにさらなる研究が必要だね。将来的な研究では、時間をかけて変化を追跡したり、多様な人々を含めたりして脳機能への影響をより明確にすることができるかもしれない。研究者たちは、彼らの発見がCOVID-19にかかった人々の回復を支援するための新しい戦略を促進することを願っているよ。
要するに、この研究は脳幹がCOVID-19に影響を受ける重要なエリアで、入院後数ヶ月で目に見える変化が起こっていることを強調しているんだ。これらの変化が持続的な症状や合併症につながる可能性があることを強調していて、COVID-19の影響から回復を苦しむ人々のためのさらなる研究や介入が必要だってことだね。この研究で使われた高度な画像技術は、感染が脳に及ぼす長期的な影響を理解するための重要なツールになるかもしれなくて、将来的により良い治療戦略に貢献するかもしれない。
タイトル: Quantitative susceptibility mapping at 7 Tesla in COVID-19: mechanistic and outcome associations
概要: Post mortem studies have shown that patients dying from severe SARS-CoV-2 infection frequently have pathological changes in their central nervous system, particularly in the brainstem. Many of these changes are proposed to result from para-infectious and/or post-infection immune responses. Clinical symptoms such as fatigue, breathlessness, and chest pain are frequently reported in post-hospitalized COVID-19 patients. We propose that these symptoms are in part due to damage to key neuromodulatory brainstem nuclei. While brainstem involvement has been demonstrated in the acute phase of the illness, the evidence of long-term brainstem change on magnetic resonance imaging (MRI) is inconclusive. We therefore used ultra-high field (7T) quantitative susceptibility mapping (QSM) to test the hypothesis that brainstem abnormalities persist in post-COVID patients and that these are associated with persistence of key symptoms. We used 7T QSM data from 30 patients, scanned 93 - 548 days after hospital admission for COVID-19 and compared them to 51 age-matched controls without prior history of COVID-19 infection. We correlated the patients QSM signals with disease severity (duration of hospital admission and COVID-19 severity scale), inflammatory response during the acute illness (C-reactive protein, D-Dimer and platelet levels), functional recovery (modified Rankin scale; mRS), depression (PHQ-9) and anxiety (GAD-7). In COVID-19 survivors the MR susceptibility increased in the medulla, pons and midbrain regions of the brainstem. Specifically, there was increased susceptibility in the inferior medullary reticular formation and the raphe pallidus and obscurus. In these regions, patients with higher tissue susceptibility had worse acute disease severity, higher acute inflammatory markers, and significantly worse functional recovery. Using non-invasive ultra-high field 7T MRI, we show evidence of brainstem pathophysiological changes associated with inflammatory processes in post-hospitalized COVID-19 survivors. This study contributes to understanding the mechanisms of long-term effects of COVID-19 and recovery.
著者: Catarina Rua, B. Raman, C. T. Rodgers, V. F. J. Newcombe, A. Manktelow, D. A. Chatfield, S. J. Sawcer, J. G. Outtrim, V. C. Lupson, E. A. Stamatakis, G. B. Williams, W. T. Clarke, L. Qiu, M. Ezra, R. McDonald, S. Clare, M. Cassar, S. Neubauer, K. D. Ersche, E. T. Bullmore, D. K. Menon, K. Pattinson, J. B. Rowe
最終更新: 2023-11-23 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.22.23298899
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.11.22.23298899.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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