Диффузные изменения головного мозга в остром периоде COVID-19 и после перенесенной инфекции

Пандемия COVID-19, начавшаяся в 2019 г., стала испытанием для всего мира, быстро распространившись более чем в 200 стран. По состоянию на начало 2023 г. инфекция SARS-CoV-2 зафиксирована у 8,6% населения Земли с уровнем смертности 1% (https://covid.observer). Неврологические проявления на начальной стадии COVID-19 отмечаются примерно у 40% пациентов, при госпитализации они наблюдаются уже более чем у ¹/₂ пациентов, по мере прогрессирования инфекции их распространенность достигает 80% случаев [1]. Среди неврологических проявлений преобладают симптомы диффузного поражения центральной нервной системы (энцефалопатия отмечается в 60,7% случаев) и нарушения со стороны периферической нервной системы (в частности, аносмия и дисгевзия, распространенность которых достигает 88%, по некоторым данным) [2].

Несмотря на высокую распространенность неврологических симптомов, убедительные доказательства прямой инвазии вируса в нервную ткань и цереброспинальную жидкость, которую можно было бы непосредственно связать с данными симптомами, отсутствуют. Вопрос нейротропности SARS-CoV-2 и ее значимости в патогенезе неврологических нарушений остается открытым. Частота выявления РНК вируса или различных его белков в головном мозге варьирует в широких пределах, составляя до 21% случаев при иммуногистохимической реакции на S- или N-белок, до 41% случаев при использовании метода ПЦР в режиме реального времени [3], и этот показатель значительно возрастает при использовании более чувствительных методов, в частности цифровой капельной ПЦР, хотя титры РНК SARS-CoV-2 в мозге, как правило, крайне низкие [4]. N-белок, необходимый для репликации вируса, редко обнаруживался в мозге, и положительный результат иммуногистохимической реакции в основном был получен при использовании антител к S-белку, который, как было продемонстрировано, может проникать в мозг в составе псевдовирусных частиц, не содержащих РНК [5]. Кроме того, подтвержденные случаи вирусного энцефалита/менингоэнцефалита крайне редки.

Представленные в литературе результаты морфологических исследований головного мозга человека при COVID-19 основаны на анализе менее 1000 летальных случаев новой коронавирусной инфекции, что составляет <0,01% всех зафиксированных летальных исходов [6]. В большинстве работ описаны результаты исследования ограниченного количества областей мозга, в основном коры больших полушарий, а в ряде исследований анализировался материал минимально инвазивных аутопсий с использованием посмертных пункционных биопсий коры мозга. В нейропатологической картине отмечается значительная вариабельность — от нормы до тяжелых повреждений, в большинстве работ отмечают неспецифические изменения, патогномоничных структурных изменений в мозге выявить не удалось. Кроме того, гистопатологическая картина не коррелировала с неврологическими симптомами [7] и результатами выявления вируса (РНК или белков) в мозге [8]. В связи с этим многие авторы выражают сомнение в отношении значимости нейроинвазии SARS-CoV-2 в патогенезе неврологических проявлений COVID-19 и склоняются к вторичному вовлечению нервной системы в патологический процесс в рамках дисрегуляции иммунного ответа, включая системный воспалительный ответ с развитием цитокинового шторма, повреждения гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), гипоксии на фоне дыхательной недостаточности, аутоиммунных реакций и др. [3, 9].

Наряду с проявлениями в остром периоде COVID-19, значительное внимание уделяется отдаленным последствиям инфекции. По данным метаанализа, включавшего 11 000 пациентов, более 30% человек отмечали когнитивные нарушения («туман в голове», нарушения памяти и расстройства внимания), усталость и нарушения сна спустя 3 мес после перенесенного COVID-19. Более того, распространенность когнитивных нарушений с течением времени даже нарастала и была выше у амбулаторных пациентов по сравнению с госпитализированными [10]. Ясность и единство мнений в определении стадий COVID-19 и обозначении состояний после перенесенной новой коронавирусной инфекции отсутствуют. Широко применяется классификация COVID-19-ассоциированных состояний, предложенная Национальным институтом здравоохранения и совершенствования медицинской помощи (NICE — National Institute for Health and Care Excellence) Великобритании (https://www.nice.org.uk/guidance/ng188), согласно которой выделяется острый COVID-19, продолжающийся симптоматический COVID-19 и постковидный синдром, при которых симптомы длятся, соответственно, до 4 нед, от 4 до 12 нед и более 12 нед и не объясняются другими альтернативными причинами. Продолжающийся симптоматический COVID-19 и постковидный синдром в свою очередь объединяются понятием «длительный COVID-19», являясь его последовательными стадиями. С учетом высокой распространенности и социальной значимости данного состояния в конце 2020 г. в Международную классификацию болезней 10-го пересмотра (МКБ-10) был включен термин «состояние после COVID-19» (код U09), который согласуется с понятием «длительный COVID-19» при отсутствии активной инфекции. Патогенез указанных проявлений, особенно в случаях легкого течения новой коронавирусной инфекции, до конца не установлен, а морфологические исследования головного мозга в случаях «длительного COVID-19» единичные.

Цель настоящего исследования — уточнение характера морфологических изменений мозга и интрацеребральной инвазии вируса при COVID-19 и после перенесенной инфекции.

В исследование включено 11 летальных случаев COVID-19 (7 женщин и 4 мужчин в возрасте от 50 до 87 лет, средний возраст 70,1±11,3 года) и 4 — после перенесенного COVID-19 (3 женщины и 1 мужчина; средний возраст 56,3±13,0 года; срок от момента подтвержденной инфекции до смерти от 34 дней до 1 года 2 мес). Подробная информация о пациентах представлена в табл. 1.

Таблица 1. Общая характеристика группы исследования

Примечание. * — сроки волн пандемии: 1-я волна — с марта по август 2020 г., 2-я волна — с сентября 2020 г. по май 2021 г., 3-я волна — с мая по август 2021 г. [11]; ** — продолжительность заболевания: срок от положительного результата ПЦР из носа и зева на SARS-CoV-2.

Все пациенты проходили стационарное лечение в ГБУЗ «НИИ СП им. Н.В. Склифосовского ДЗМ». Критерием включения в исследование было наличие подтвержденной коронавирусной инфекции на момент летального исхода или в анамнезе (положительный результат ПЦР мазка из носа и зева на SARS-CoV-2), критерием исключения — наличие острых очаговых изменений мозга и неврологических заболеваний в анамнезе.

Вскрытие пациентов с острым COVID-19 проводили в соответствии с Порядком проведения патолого-анатомических вскрытий, установленным Временными методическими рекомендациями «Профилактика, диагностика и лечение новой коронавирусной инфекции (COVID-19)», утвержденными Минздравом России. Во всех случаях исследовали теменную (нижняя треть постцентральной извилины) и префронтальную кору, мозжечок (кора в области четырехугольной дольки и зубчатое ядро), гиппокамп, ствол мозга (продолговатый мозг на уровне пирамид, мост мозга в области отхождения корешка тройничного нерва), базальные ядра (скорлупа, бледный шар и головка хвостатого ядра), отделы обонятельного анализатора (обонятельные тракт и луковица), задний отдел гипоталамуса с сосцевидным телом.

Все участки заливали в парафиновые блоки, срезы толщиной 4 мкм окрашивали гематоксилином и эозином. Помимо гистологического, также было выполнено иммуногистохимическое исследование на автоматическом иммуногистостейнере BOND-MAX («Leica», Англия) с использованием антител к S1-белку SARS-CoV2 (поликлональные антитела, Cat. № PA5-114528, «Invitrogen», США, разведение 1:1000), N-белку SARS-CoV2 (Cat. № MA1-7403, «Invitrogen», США, разведение 1:300), CD8 (клон C8/144B, Cat. № 41236422, ФЛЕКС, «Dako Inc.», США) и Iba1 (Cat. № PA5-27436, «Novocastra», «Invitrogen», США, разведение 1:600). Специфичность иммуногистохимической реакции на S1- и N-белок SARS-CoV-2 была подтверждена с использованием положительного контроля (фрагменты легкого пациента с подтвержденной SARS-CoV-2-ассоциированной пневмонией) и отрицательного контроля (участки головного мозга пациентов, умерших до 2019 г., из архива ФГБНУ «Научный центр неврологии»).

Отдельные структурные изменения головного мозга оценивались полуколичественно:

1) нарушения кровообращения: 3 балла — многочисленные микротромбы в сосудах микроциркуляторного русла; 2 балла — эритростазы; микротромбы единичные в препарате или отсутствуют; 1 балл — полнокровие сосудов, эритростазы в единичных капиллярах или отсутствуют;

2) микроглиальная реакция: 4 балла — ≥40 Iba1+ клеток; 3 балла –≥25 и<40 Iba1+ клеток; 2 балла — ≥10 и<25 Iba1+ клеток; 1 балл — <10 Iba1+ клеток. Количество клеток оценивали не менее чем в 5 полях зрения на препарат при увеличении микроскопа ×400 с последующим расчетом среднего балла;

3) экспрессия S1-белка SARS-CoV-2: 3 балла — экспрессия в многочисленных нейронах и межклеточном веществе; 2 балла — экспрессия преимущественно в межклеточном веществе и отдельных нейронах; 1 балл — слабая экспрессия только в межклеточном веществе или отсутствует. Статистическую обработку результатов проводили в программе Statistica 13.3 («StatSoft», США). Для выявления различий использовали критерий Манна—Уитни, для оценки зависимостей — критерий Спирмена. Различия считались значимыми при уровне p<0,05.

При макроскопическом исследовании головного мозга во всех случаях твердая мозговая оболочка не была напряжена, рельеф извилин и борозд был хорошо выражен. На разрезах отмечались четкая граница серого и белого вещества и умеренное полнокровие вещества мозга.

При микроскопии обнаружены признаки диффузного отека (рис. 1, а, б) в виде расширения периваскулярных и перинейрональных пространств со сморщиванием цитоплазмы и ядра нервных клеток, рарефикацией миелина. Наиболее выраженному отеку, как правило, подвергались участки обонятельного анализатора, каудальный отдел продолговатого мозга, а также участки, прилежащие к мягкой мозговой оболочке, и белое вещество в области боковых желудочков мозга. В некоторых участках полушарий мозга и его ствола отек приводил к формированию крупноячеистой структуры белого вещества с набуханием аксонов.

Рис. 1. Структурные изменения головного мозга при COVID-19 в остром и постинфекционном периодах.

а — диффузный отек с расширением перицеллюлярных (1) и периваскулярных (2) пространств и формированием ячеистой структуры мозга в перивентрикулярной области (врезка); б — периваскулярный отек, периваскулярные организованные кровоизлияния — сидерофаги, глыбки гемосидерина (3), скопление крахмалистых телец (4); в, г — микротромбы в сосудах микроциркуляторного русла (5), отложение липофусцина в нейронах (6), сателлитоз (7).

Окраска гематоксилином и эозином. Масштабный отрезок: а — 100 мкм, б — 50 мкм, в, г — 10 мкм.

Во всех случаях отмечались нарушения кровообращения на уровне микроциркуляторного русла. Помимо выраженного полнокровия артериол, венул и особенно капилляров, выявлялись небольшие свежие периваскулярные кровоизлияния (4 случая), а также эритростаз и микротромбы в сосудах микроциркуляторного русла (табл. 2, рис. 1, в, г). Микротромбы обнаруживались более чем в ¹/₂ исследованных областей мозга в 4 из 11 случаев острого COVID-19, и в 3 из 4 случаев летального исхода после перенесенной инфекции. При этом наиболее выраженные изменения кровообращения наблюдались в коре мозга, гипоталамусе с сосцевидным телом, гиппокампе и стволе мозга (мост мозга и продолговатый мозг). В 3 из 11 случаев острого COVID-19 и во всех случаях смерти после перенесенной инфекции изменения кровообращения в мозге носили распространенный характер: полнокровие, эритростаз и тромбоз отмечались не только в интрацеребральных сосудах, но и в венах поверхности мозга.

Таблица 2. Нарушения кровообращения в различных отделах головного мозга при COVID-19

Примечание. Группа: 1 — острый COVID-19; 2 — реконвалесцент COVID-19.

Область головного мозга: 1 — обонятельная луковица; 2 — кора мозга; 3 — базальные ядра; 4 — гипоталамус с сосцевидным телом; 5 — гиппокамп; 6 — мост мозга; 7 — мозжечок; 8 — продолговатый мозг.

Выраженный периваскулярный отек и кровоизлияния отмечены во многих аутопсийных и экспериментальных исследованиях головного мозга при COVID-19 и могут свидетельствовать о повышении проницаемости ГЭБ, что подтверждалось, особенно в случаях тяжелого течения COVID-19 и в ряде клинических исследований [12]. При COVID-19 несколько факторов способствуют повышению проницаемости ГЭБ: чрезмерный и неконтролируемый воспалительный ответ с развитием «цитокинового шторма» [13]; гипоксия, которая развивается как на фоне дыхательной недостаточности при тяжелом течении инфекции, так и в скрытой форме при более легком течении инфекции; гибель эндотелиальных клеток под действием SARS-CoV-2 [14, 15]. Повышение проницаемости ГЭБ в свою очередь значительно облегчает проникновение SARS-CoV-2 или его белков в мозг гематогенным путем.

SARS-CoV-2 может оказывать влияние на все три фактора тромбообразования, составляющие «триаду Вирхова» (повреждение эндотелия, замедление кровотока и гиперкоагуляция) [16]. Микротромбы в различных органах, включая микроциркуляторное русло головного мозга, часто выявлялись в аутопсийных исследованиях, особенно в 1-й год пандемии [3, 4, 17]. В ряде работ отмечена более высокая распространенность микротромбов, острых ишемических повреждений и кровоизлияний в 1-ю волну пандемии по сравнению со 2-й и 3-й волнами [3]. Авторы связывали это с изменением протоколов лечения COVID-19, в том числе с более активным применением антикоагулянтов, кортикостероидов, противовирусных препаратов и вакцин. Мы также отметили сходную тенденцию, а именно более распространенные нарушения кровообращения, у пациентов, умерших в 1-ю волну пандемии. Тем не менее малый объем выборки не позволяет сделать убедительных выводов. В проведенном исследовании выраженные микроциркуляторные расстройства в мозге выявлены также у пациентов, умерших после перенесенного COVID-19, что может свидетельствовать о сохранении гиперкоагуляторного статуса на протяжении длительного периода после острой фазы инфекции.

Наряду со сморщиванием нейронов вследствие отека, в разных отделах мозга мы обнаружили более тяжелые дистрофические изменения нервных клеток — гидропическую дистрофию с вакуолизацией цитоплазмы и ядра, ишемическое изменение, цитолиз и нейронофагию. Также отмечено выраженное отложение липофусцина в нейронах (см. рис. 1, в, г; 2, г; 3, б) во всех исследованных отделах мозга как в остром периоде новой коронавирусной инфекции, так и в отдаленные сроки после нее. Во всех случаях выявлялась глиальная реакция в виде умеренной пролиферации макроглии в пучках нервных волокон, периваскулярного астроцитоза, а также сателлитоза (см. рис. 1, г). Гипоксически-ишемическое изменение нейронов и астроглиоз описаны в подавляющем большинстве морфологических и экспериментальных исследований головного мозга при COVID-19, особенно при тяжелом течении инфекции, которое сопровождается гипоксией [3]. Большое количество липофусцина, известного как «пигмент старения», является ожидаемой находкой с учетом среднего возраста включенных в исследование пациентов и сопутствующей патологии (артериальная гипертензия с признаками ангиоэнцефалопатии в 14 случаях из 15), однако распространенный характер отложений, в том числе у 4 пациентов моложе 60 лет, может свидетельствовать о стимуляции его образования при COVID-19. В подтверждение появляется все больше данных о влиянии SARS-CoV-2 на различные молекулярные пути, ассоциированные с ускоренным старением клеток [18, 19].

Рис. 2. Признаки слабого или умеренного нейровоспаления при COVID-19 в остром и постинфекционном периодах.

а — небольшое периваскулярное скопление цитотоксических T-лимфоцитов, отдельные позитивные клетки в веществе мозга на отдалении от сосудов; б — слабая диффузная активация микроглии в зубчатом ядре мозжечка пациента, умершего в остром периоде COVID-19 в 3-ю волну пандемии; в — умеренная диффузная активация микроглии в зубчатом ядре мозжечка пациента, умершего в остром периоде COVID-19 в 1-ю волну пандемии; г — умеренная диффузная активация микроглии в зубчатом ядре мозжечка пациента, умершего через 430 дней после перенесенного COVID-19, накопление липофусцина в нейронах.

Иммуногистохимическая реакция с антителами к CD8 (а) и Iba1 (б, в, г). Масштабный отрезок соответствует 50 мкм.

Рис. 3. Накопление S1-белка SARS-CoV-2 в головном мозге при COVID-19 в остром и постинфекционном периодах.

а — накопление S1-белка в телах и отростках нейронов, а также в волокнах межклеточного вещества в продолговатом мозге; б — S1-белок в волокнах межклеточного вещества в зубчатом ядре мозжечка, в нейронах наблюдается накопление липофусцина; в — накопление S1-белка в телах и отростках клеток Пуркинье мозжечка.

Иммуногистохимическая реакция с антителами к S1-белку SARS-CoV-2. Масштабный отрезок соответствует 20 мкм.

Во всех исследованных отделах мозга, особенно в отделах обонятельного анализатора (обонятельных луковице и тракте, а также в крючке гиппокампа), выявлялось большое количество крахмалистых (амилоидных) телец. Они формировали скопления, преимущественно периваскулярно (см. рис. 1, б) с образованием широких муфт, перивентрикулярно и в поверхностных отделах коры мозга, причем их количество нередко было выше в областях с более выраженным отеком мозга. Крахмалистые тельца представляют собой полисахаридные образования преимущественно астроцитарного происхождения, в которых накапливаются недеградируемые продукты жизнедеятельности клеток, и, по общепризнанному мнению, являются признаком текущей нейродегенерации [20]. Амилоидоподобные тельца медленно элиминируются из нервной ткани и, скапливаясь в области ГЭБ, могут усугублять нарушение его проницаемости и трофики вещества мозга.

Выраженность воспалительной реакции в мозге включенных в наше исследование пациентов, основанная на оценке лимфоцитарной и микроглиальной реакций, в основном была слабой или умеренной (см. рис. 2). Лимфоцитарные инфильтраты выявлялись во всех случаях со сходным характером распределения во всех оцененных отделах головного мозга — располагались преимущественно периваскулярно в виде немногочисленных клеток или небольших скоплений с отдельными клетками в веществе мозга на отдалении от сосудов. В 2 случаях (1 — острый COVID-19, 1 — постинфекционный период) в стволе мозга (мост и продолговатый мозг) небольшие или среднего размера скопления лимфоцитов наблюдались как периваскулярно, так и в веществе мозга вне связи с сосудами. Преобладали цитотоксические T-лимфоциты (CD8⁺).

Микроглиальная реакция была выражена умеренно — отмечалась относительно равномерная активация микроглии во всех оцененных отделах с преобладанием в обонятельной луковице, гиппокампе, стволе мозга и мозжечке (табл. 3). Микроглиальные узелки, как правило, были единичными и небольшими или отсутствовали — выявлены в 5 случаях острого COVID-19 и в 3 случаях смерти после перенесенной инфекции, причем во всех из них узелки присутствовали в стволе мозга (мост мозга и продолговатый мозг — 7 и 6 случаев из 8 соответственно), реже в мозжечке (5 случаев) или других отделах головного мозга (3 случая — кора головного мозга, по 2 — базальные ядра, гипоталамус с сосцевидным телом, гиппокамп). Значимых различий в выраженности микроглиальной реакции в остром периоде или после пернесенной инфекции отмечено не было, как не было выявлено корреляции ее с продолжительностью заболевания.

Таблица 3. Выраженность микроглиальной реакции в различных отделах головного мозга при COVID-19

Примечание. Группа: 1 — острый COVID-19; 2 — реконваленцент COVID-19.

Область головного мозга: 1 — обонятельная луковица; 2 — кора мозга; 3 — базальные ядра; 4 — гипоталамус с сосцевидным телом; 5 — гиппокамп; 6 — мост мозга; 7 — мозжечок; 8 — продолговатый мозг.

Активация микроглии различной степени выраженности и небольшие, преимущественно периваскулярные инфильтраты из CD8⁺ T-клеток являются одними из наиболее распространенных изменений, выявляемых в головном мозге при COVID-19 [21]. При этом в отдельных детальных морфологических исследованиях головного мозга авторы отметили наиболее выраженную микроглиальную реакцию в стволе мозга и мозжечке [22, 23], что также наблюдалось в проведенной нами работе. Сходную со стволом мозга и мозжечком активацию микроглии мы выявляли также в обонятельной луковице, заднем отделе гипоталамуса с сосцевидным телом и гиппокампе. Указанное может свидетельствовать о вовлечении перечисленных отделов в патологический процесс на ранних этапах поражения головного мозга, что согласуется с возможностью инвазии SARS-CoV-2 в ЦНС нейрональным путем. При оценке микроглиальной реакции мы не отметили связи степени ее выраженности с продолжительностью заболевания, на которую указывали ряд авторов [4], однако обратили внимание на значимо более выраженный ее характер в остром периоде инфекции у пациентов, умерших в 1-ю волну пандемии, по сравнению с таковыми, умершими в 3-ю волну (p<0,05), что требует подтверждения в связи с небольшим объемом выборки. Активация микроглии, отмеченная у пациентов, умерших в постинфекционном периоде (см. рис. 2, г), была сопоставима с таковой у пациентов, умерших в 1-ю волну пандемии, что свидетельствует о возможности поддержания активной нейровоспалительной реакции на протяжении длительного периода времени после окончания острой фазы. Наряду с этим активация микроглии на фоне слабой лимфоцитарной реакции также может указывать на текущий нейродегенеративный процесс. В литературе представлено описание отдельных случаев исследования головного мозга после перенесенного COVID-19. Авторы также описывали нейропатологическую картину, сходную с таковой в остром периоде инфекции, хотя отмечали несколько менее выраженную воспалительную реакцию [23].

Оценку инвазии вируса SARS-CoV-2 в головной мозг мы проводили по экспрессии S- и N-белка. Экспрессия S1-белка SARS-CoV-2 отмечена во всех случаях острого COVID-19 и в 3 из 4 летальных случаев в постинфекционном периоде, при этом S1-белок SARS-CoV-2 выявлялся преимущественно в нейронах, включая тело клетки и отростки, и в волокнистом компоненте нервной ткани (рис. 3), значительно реже — в отдельных астроцитах, эпендимоцитах или эндотелиальных клетках различных отделов мозга. Наиболее значительное накопление S1-белка отмечалось в продолговатом мозге, где выраженная экспрессия многочисленными группами нейронов наблюдалась в 9 из 11 случаев острого COVID-19 и в 3 из 4 случаев смерти в постинфекционном периоде, на втором месте располагались мост мозга и мозжечок (6 из 11 случаев острого COVID-19). В остальных исследованных отделах экспрессия S1-белка была выражена в значительно меньшей степени (табл. 4).

Таблица 4. Экспрессия S1-белка SARS-CoV-2 в различных отделах головного мозга при COVID-19

Примечание. Группа: 1 — острый COVID-19; 2 — реконваленцент COVID-19.

Область головного мозга: 1 — обонятельная луковица; 2 — кора мозга; 3 — базальные ядра; 4 — гипоталамус с сосцевидным телом; 5 — гиппокамп; 6 — мост мозга; 7 — мозжечок; 8 — продолговатый мозг.

Выраженность экспрессии не коррелировала с выраженностью воспалительной реакции (лимфоцитарная инфильтрация и микроглиальная реакция) и продолжительностью заболевания. Содержание S1-белка SARS-CoV-2 в мозге после перенесенной инфекции было значимо ниже, чем в остром периоде COVID-19 (p<0,05), что может свидетельствовать о возможности элиминации его из мозга. Тем не менее у нас отсутствовали клинические данные о характере течения инфекции и наличии постковидного синдрома у пациентов, умерших в постинфекционном периоде, в связи с чем нельзя исключить исходно менее выраженное накопление S1-белка в мозге в остром периоде инфекции. В нашем исследовании отчетливая экспрессия N-белка в мозге отсутствовала. В 12 из 15 исследованных случаев в различных отделах мозга наблюдалась слабоположительная реакция в отдельных нейронах и астроцитах в сочетании с большим количеством липофусцина в тех же отделах мозга.

Во многих работах с иммуногистохимически подтвержденным присутствием SARS-CoV-2 в мозге использовались антитела к S2-белку коронавируса, специфичность которых в последнее время подвергается сомнению [23], что также отмечено и нами (данные не опубликованы). В то же время попытки выявить N-белок, который свидетельствует об активной репликации вируса в клетке [24], зачастую были безуспешными. Отсутствие активной репликации вируса в нейроне также отмечено в исследованиях in vitro [25], что может отчасти объяснить столь противоречивые данные по обнаружению N-белка вируса в мозге наряду с очень низкой вирусной нагрузкой и, следовательно, низкой концентрацией N-белка.

В то же время в экспериментальных исследованиях продемонстрирована возможность накопления S1-белка в мозге после его внутривенного и интраназального введения [5]. Накопление S1-белка в мозге также было подтверждено у людей: в аутопсийном исследовании 26 участков головного мозга от 13 пациентов, умерших от COVID-19, РНК вируса обнаружена в 2 из 26 участков, тогда как спайковый белок — во всех исследованных областях [15]. В проведенном нами исследовании также установлена высокая частота выявления S1-белка в различных отделах мозга, с особенно значительным его накоплением в нейронах продолговатого мозга, причем как в остром периоде COVID-19, так и в отдаленные сроки после перенесенной инфекции. S-белок вируса, особенно его S1-субъединица с домен-связывающим участком, может запускать каскад SARS-CoV-2-связанных патогенетических реакций в отсутствие самого вируса с результирующим повышением продукции цитокинов или белков, ассоциированных с тяжелым течением COVID-19 [15]. Кроме того, в экспериментальных работах также отмечен ряд свойств S1-белка, которые в совокупности могут привести к долгосрочным неврологическим последствиям после COVID-19 [25, 26, 27], особенно у лиц, предрасположенных к развитию нейродегенеративных заболеваний.

В аутопсийных и биопсийных исследованиях РНК и белки SARS-CoV-2 выявлялись в различных тканях, включая головной мозг, спустя недели и месяцы после перенесенного COVID-19 [28], что свидетельствовало в пользу присутствия резервуара вируса в тканях. В подтверждение длительной персистенции SARS-CoV-2 в организме в литературе представлены результаты многочисленных исследований, в которых антигены вируса (полноразмерный спайковый белок, S1- или N-белок) обнаруживались в плазме крови пациентов, страдающих постковидным синдромом, спустя многие месяцы после перенесенной инфекции, по сравнению с бессимптомными пациентами [6, 29]. Кроме того, белки SARS-CoV-2 обнаружены в плазме крови пациентов, страдающих постковидным синдромом, не только в свободной форме, но и в составе внеклеточных везикул, в том числе нейронального и астроцитарного происхождения [30].

В исследовании продемонстрирован неспецифический характер структурных изменений головного мозга при COVID-19. В нейропатологической картине преобладали сосудистая патология и воспаление, что, с точки зрения большинства исследователей и по нашему мнению, согласуется с преимущественно вторичным вовлечением нервной системы в патологический процесс. В то же время все больше внимания в контексте неврологических проявлений новой коронавирусной инфекции, особенно в отдаленные сроки после перенесенной инфекции, уделяется спайковому белку SARS-CoV-2, в частности его S1-субъединице. Накопление S1-белка в мозге, отмеченное в проведенном исследовании, может способствовать нейродегенеративному процессу и поддерживать нейровоспалительную реакцию, являясь дополнительным патогенетическим фактором неврологических проявлений новой коронавирусной инфекции, в том числе при постковидном синдроме.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — Берлянд А.Н., Ануфриев П.Л.

Сбор и обработка материала — Берлянд А.Н., Ануфриев П.Л., Каниболоцкий А.А.

Статистическая обработка — Берлянд А.Н.

Написание текста — Берлянд А.Н., Ануфриев П.Л.

Редактирование — Берлянд А.Н., Ануфриев П.Л., Каниболоцкий А.А.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.