NRR:广西壮族自治区人民医院邓德茂团队证实新冠感染后睡眠障碍患者存在脑灰质结构持续性异常
撰文:周楷烜,段高雄,刘颖,彭琲,周小燕,覃丽霞,梁玲艳,韦懿宸,张清萍,黎晓程,覃海霞,赖茵圻,陆怡安,张妍,黄家珠,黄金丽,欧阳胤飞,宾博林,赵明明,刘军,杨建荣,邓德茂
新冠肺炎(coronavirus disease 2019,COVID-19)本质上是一种呼吸系统疾病,但可在急性感染期或很长一段时间,即长新冠后综合征(Long COVID),其对人体器官和组织存在持久损伤[1]。睡眠障碍是COVID-19最常见的神经精神表现之一,严重影响个体生活质量,且持续睡眠障碍会导致认知和情绪障碍的风险增加[2]。一项纵向随访研究表明,从COVID-19中恢复的睡眠障碍患者的脑结构存在异常[3]。然而,目前对COVID-19导致的睡眠障碍的神经影像学研究主要集中在Long COVID中,尚缺乏急性感染期数据,这限制了对COVID-19导致的睡眠障碍的发病机制的深刻理解。探索COVID-19感染急性期睡眠障碍患者的脑结构变化以及随访3个月时的变化特点,可以更好地理解COVID-19引起睡眠障碍的病理生理机制,为睡眠障碍患者的早期干预提供神经影像学证据。
中国广西壮族自治区人民医院邓德茂教授、杨建荣教授与中南大学湘雅二院刘军教授在《中国神经再生研究(英文)》(Neural Regeneration Research)上发表了题为“Persistent alterations in gray matter in COVID-19 patients experiencing sleep disturbances: a 3-month longitudinal study”的研究。研究发现,COVID-19引起睡眠障碍的患者在急性感染期即存在脑结构改变,且3个月随访结果证实其脑结构异常持续存在。这一研究揭示了COVID-19引起的睡眠障碍患者的脑结构异常始于感染急性期,且在3个月随访时持续存在。这为理解COVID-19引起的睡眠障碍的病理生理机制提供神经影像学依据。
新冠病毒感染导致的睡眠障碍是最常见的神经系统症状,其发病机制可能与神经炎症密切相关。因此,邓德茂等首先采用结构磁共振观察了新冠感染急性期睡眠障碍患者与无睡眠障碍患者的脑皮质结构及皮质下灰质体积的是否有差异。与无睡眠障碍新冠感染患者相比,睡眠障碍患者脑灰质结构发生改变,且这些异常区域是默认网络、执行控制网络和感觉运动网络的关键节点(图1和2),其中左侧楔前叶与匹兹堡睡眠质量指数呈显著负相关。随后将这些脑结构指标与炎性细胞因子进行相关分析,发现左侧舌回与白细胞介素12p70以及左侧中央后回与白细胞介素2呈显著正相关,右侧额上回分别与白细胞介素4和白细胞介素5呈正相关(图3)。3个月随访数据显示新冠感染睡眠障碍患者的异常脑结构持续存在,并且扩展至额顶叶皮质(图4)。这些结果表明新冠感染急性期睡眠障碍患者的脑结构已经发生改变,且这些异常改变持续至长新冠综合征的时间节点。这对理解长新冠综合征的发病机制提供重要依据。
图1新冠感染急性期睡眠障碍患者脑皮质厚度的改变(图源:Zhou et al., Neural Regen Res, 2025)
图2新冠感染急性期睡眠障碍患者脑皮质体积和皮质表面积的改变(图源:Zhou et al., Neural Regen Res, 2025)
图3组间脑结构差异、炎性细胞因子及匹兹堡睡眠质量指数三者间的相关性(图源:Zhou et al., Neural Regen Res, 2025)
图4随访3个月时的数据显示睡眠障碍患者脑结构持续异常并扩展至额顶叶皮质(图源:Zhou et al., Neural Regen Res, 2025)
总之,新冠感染急性期睡眠障碍的脑影像研究对理解新冠感染导致的睡眠障碍的发病机制以及加深理解长新冠综合征的机制非常重要。邓德茂等研究表明,急性感染期睡眠障碍患者已经存在广泛的脑灰质结构的异常,且这些脑结构指标的异常与炎性细胞因子显著相关。此外,这些脑结构异常3个月的随访数据中持续存在且进一步扩大至额顶叶皮质。此项研究结果从神经炎症角度理解了COVID-19引起的睡眠障碍的发病机制。
当然该研究也存在一定性局限性。首先,考虑到试验关注的是COVID-19引起的睡眠障碍个体,COVID-19患者组和3个月随访的睡眠障碍患者组的样本量相对较小,可能限制了分析的统计效力。其次,在匹配的未感染新冠病毒的健康对照组中缺乏炎症细胞因子和临床评估。再次,虽然研究测量了海马、杏仁核和丘脑的亚区域,这些区域与睡眠密切相关的脑体积,但其余的皮质下结构变化需要在未来的研究中观察。最后,根据世界卫生组织的数据,3个月是COVID-19发生后的一个重要时间点,其被用来区分长新冠综合征病例。未来将继续跟踪这些个体的大脑结构和睡眠症状的变化。
原文链接:https://doi.org/10.4103/NRR.NRR-D-23-01651
参考文献
[1] Gupta A, Madhavan MV, Sehgal K, et al. Extrapulmonary manifestations of COVID-19. Nat Med. 2020;26(7):1017-1032.
[2] Premraj L, Kannapadi NV, Briggs J, et al. Mid and long-term neurological and neuropsychiatric manifestations of post-COVID-19 syndrome: a meta-analysis. J Neurol Sci. 2022;434:120162.
[3] Du Y, Zhao W, Huang S, et al. Two-year follow-up of brain structural changes in patients who recovered from COVID-19: A prospective study. Psychiatry Res. 2023;319:114969.