К вопросу о нейротропности и нейроинвазивности коронавирусов

Обложка
  • Авторы: Войтенков В.Б.1,2, Екушева Е.В.2,3
  • Учреждения:
    1. Детский научно-клинический центр инфекционных болезней Федерального медико-биологического агентства
    2. Академия постдипломного образования ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России»
    3. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Белгородский государственный национальный исследовательский университет
  • Выпуск: Том 11, № 2 (2020)
  • Страницы: 81-86
  • Раздел: Научные обзоры
  • URL: https://journals.rcsi.science/clinpractice/article/view/34890
  • DOI: https://doi.org/10.17816/clinpract34890
  • ID: 34890

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В настоящий момент развития ситуации с инфекцией COVID-19 можно делать предварительные выводы относительно непосредственных и отдаленных последствий этого заболевания. В обзоре литературных данных мы предполагаем, что для вируса SARS-CoV-2, как и для ряда других вирусов семейства Coronaviridae, характерны нейротропность и нейроинвазивность с интраназальным путем доступа, который считается наиболее опасным с точки зрения дальнейшего развития неврологических осложнений с поражением клеток дыхательного центра. Кроме того, лекарственные средства для интраназального применения, обладающие местными иммуномодулирующими и противовирусными свойствами, могут рассматриваться в качестве возможных методов профилактики и терапии лиц, контактирующих с пациентами, инфицированных COVID-19, что требует дальнейшего углубленного изучения. Возможным объяснением развития дыхательной недостаточности у ряда пациентов является угнетение дыхательного центра, что также нуждается в дальнейшем подробном изучении с проведением рандомизированных экспериментальных, клинических и патоморфологических исследований.

 

Об авторах

Владислав Борисович Войтенков

Детский научно-клинический центр инфекционных болезней Федерального медико-биологического агентства; Академия постдипломного образования ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России»

Автор, ответственный за переписку.
Email: vlad203@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-0448-7402

к.м.н.

Россия, Санкт-Петербург; Москва

Евгения Викторовна Екушева

Академия постдипломного образования ФГБУ «Федеральный научно-клинический центр специализированных видов медицинской помощи и медицинских технологий Федерального медико-биологического агентства России»; Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования Белгородский государственный национальный исследовательский университет

Email: ekushevaev@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3638-6094
SPIN-код: 8828-0015

д.м.н., профессор

Россия, Москва; Белгород

Список литературы

  1. Lai CC, Shih TP, Ko WC, et al. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and coronavirus disease-2019 (COVID-19): The epidemic and the challenges. Int J Antimicrob Agents. 2020;55(3):105924. doi: 10.1016/j.ijantimicag.2020.105924.
  2. Li YC, Bai WZ, Hashikawa T. The neuroinvasive potential of SARS-CoV2 may play a role in the respiratory failure of COVID-19 patients. J Med Virol. 2020;92(6):552–555. doi: 10.1002/jmv.25728.
  3. Al-Tawfiq JA. Viral loads of SARS-CoV, MERS-CoV and SARS-CoV-2 in respiratory specimens: What have we learned? Travel Med Infect Dis. 2020;34:101629. doi: 10.1016/j.tmaid.2020.101629.
  4. Gralinski LE, Menachery VD. Return of the Coronavirus: 2019-nCoV. Viruses. 2020;12(2):135. doi: 10.3390/v12020135.
  5. Yin Y, Wunderink RG. MERS, SARS and other coronaviruses as causes of pneumonia. Respirology. 2018;23(2):130–137. doi: 10.1111/resp.13196.
  6. Song Z, Xu Y, Bao L, et al. From SARS to MERS, Thrusting Coronaviruses into the Spotlight. Viruses. 2019;11(1):59. doi: 10.3390/v11010059.
  7. Hamming I, Timens W, Bulthuis ML, et al. Tissue distribution of ACE2 protein, the functional receptor for SARS coronavirus A first step in understanding SARS pathogenesis. J Pathol. 2004;203(2):631–637. doi: 10.1002/path.1570.
  8. Boonacker E, van Noorden CJ. The multifunctional or moonlighting protein CD26/DPPIV. Eur J Cell Biol. 2003;82(2):53–73. doi: 10.1078/0171-9335-00302.
  9. Ding Y, Wang H, Shen H, Li Z. The clinical pathology of severe acute respiratorysyndrome (SARS): a report from China. J Pathol. 2003;200(3):282–289. doi: 10.1002/path.1440.
  10. To KF, Lo AW. Exploring the pathogenesis of severe acute respiratory syndrome (SARS): the tissue distribution of the coronavirus (SARS-CoV) and its putative receptor, angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2). J Pathol. 2004;203(3):740–743. doi: 10.1002/path.1597.
  11. Yuan Y, Cao D, Zhang Y, et al. Cryo-EM structures of MERS-CoV and SARS-CoV spike glycoproteins reveal the dynamic receptor binding domains. Nat Commun. 2017;8:15092. doi: 10.1038/ncomms15092.
  12. Yu F, Du L, Ojcius DM, et al. Measures for diagnosing and treating infections by a novel coronavirus responsible for a pneumonia outbreak originating in Wuhan, China. Microbes Infect. 2020;22(2):74–79. doi: 10.1016/j.micinf.2020.01.003.
  13. Netland J, Meyerholz DK, Moore S, et al. Severe acute respiratory syndrome coronavirus infection causes neuronal death in the absence of encephalitis in mice transgenic for human ACE2. J Virol. 2008;82(15):7264–7275. doi: 10.1128/JVI.00737-08.
  14. Desforges M, Le Coupanec А, Dubeau P, et al. Human Coronaviruses and other respiratory viruses: underestimated opportunistic pathogens of the central nervous system? Viruses. 2019;12(1):14. doi: 10.3390/v12010014.
  15. Atluri, VS, Hidalgo M, Samikkannu T, et al. Effect of human immunodeficiency virus on blood-brain barrier integrity and function: An update. Front Cell Neurosci. 2015;9:212. doi: 10.3389/fncel.2015.00212.
  16. Neal JW. Flaviviruses are neurotropic, but how do they invade the CNS? J Infect. 2014;69(3):203–215. doi: 10.1016/j.jinf.2014.05.010.
  17. Couderc T, Chretien F, Schilte C, et al. A mouse model for Chikungunya: Young age and inecient type-I interferon signaling are risk factors for severe disease. PLoS Pathog. 2008;4(2):e29. doi: 10.1371/journal.ppat.0040029.
  18. Войтенков В.Б., Екушева Е.В., Скрипченко Н.В., и др. Вирус Зика и поражение нервной системы // Инфекционные болезни. — 2019. — Т.17. — №1. — С. 153–156. [Voitenkov VB, Ekusheva EV, Skripchenko NV. Zika virus and nervous system involvement. Infekcionnye bolezni. 2019;17(1):153–156. (In Russ).] doi: 10.20953/1729-9225-2019-1-153-156.
  19. Schneider H, Weber CE, Schoeller J, Steinmann U. Chemotaxis of T-cells after infection of human choroid plexus papilloma cells with Echovirus 30 in an in vitro model of the blood-cerebrospinal fluid barrier. Virus Res. 2012;170(1-2):66–74. doi: 10.1016/j.virusres.2012.08.019.
  20. Choi SM, Xie H, Campbell AP, Kuypers J. Influenza viral RNA detection in blood as a marker to predict disease severity in hematopoietic cell transplant recipients. J Infect Dis. 2012;206(12):1872–1877. doi: 10.1093/infdis/jis610.
  21. Imamura T, Suzuki A, Lupisan S, et al. Detection of enterovirus 68 in serum from pediatric patients with pneumonia and their clinical outcomes. Influenza Other Respir Viruses. 2014;8(1):21–24. doi: 10.1111/irv.12206.
  22. Koyuncu OO, Hogue IB, Enquist LW. Virus infections in the nervous system. Cell Host Microbe. 2013;13(4):379–393. doi: 10.1016/j.chom.2013.03.010.
  23. Mori I. Transolfactory neuroinvasion by viruses threatens the human brain. Acta Virol. 2015;59(4):338–349. doi: 10.4149/av_2015_04_338.
  24. Lochhead JJ, Kellohen KL, Ronaldson PT, Davis TP. Distribution of insulin in trigeminal nerve and brain after intranasal administration. Sci Rep. 2019;9(1):2621. doi: 10.1038/s41598-019-39191-5.
  25. Bohmwald K, Galvez NM, Rios M, Kalergis AM. Neurologic alterations due to respiratory virus infections. Front Cell Neurosci. 2018;12:386. doi: 10.3389/fncel.2018.00386.
  26. Driessen AK, Farrell MJ, Mazzone SB, McGovern AE. Multiple neural circuits mediating airway sensations: Recent advances in the neurobiology of the urge-to-cough. Respir Physiol Neurobiol. 2016;226:115–120. doi: 10.1016/j.resp.2015.09.017.
  27. Audrit KJ, Delventhal L, Aydin O, Nassenstein C. The nervous system of airways and its remodeling ininflammatory lung diseases. Cell Tissue Res. 2017;367(3):571–590. doi: 10.1007/s00441-016-2559-7.
  28. Wheeler DL, Sariol A, Meyerholz DK, Perlman S. Microglia are required for protection against lethal coronavirus encephalitis in mice. J Clin Invest. 2018;128(3):931–943. doi: 10.1172/JCI97229.
  29. Atkinson JR, Bergmann CC. Protective humoral immunity in the central nervous system requires peripheral CD19-Dependent germinal center formation following Coronavirus encephalomyelitis. J Virol. 2017;91(23):pii: e01352-17. doi: 10.1128/JVI.01352-17.
  30. Mora-Díaz JC, Piñeyro PE, Houston E, et al. Porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus: a review. Front Vet Sci. 2019;6:53. doi: 10.3389/fvets.2019.00053.
  31. Jaimes JA, Millet JK, Stout AE, et al. A tale of two viruses: the distinct spike glycoproteins of feline Coronaviruses. Viruses. 2020;12(1):83. doi: 10.3390/v12010083.
  32. Zalinger ZB, Elliott R, Weiss SR. Role of the inflammasome-related cytokines Il-1 and Il-18 during infection with murine coronavirus. J Neurovirol. 2017;23(6):845–854. doi: 10.1007/s13365-017-0574-4.
  33. Li K, Wohlford-Lenane C, Perlman S, et al. Middle east respiratory syndrome Coronavirus causes multiple organ damage and lethal disease in mice transgenic for human dipeptidyl peptidase 4. J Infect Dis. 2016;213(5):712–722. doi: 10.1093/infdis/jiv499.
  34. McCray PB Jr, Pewe L, Wohlford-Lenane C, Hickey M. Lethal infection of K18-hACE2 mice infected with severe acute respiratory syndrome coronavirus. J Virol. 2007;81(2):813–821. doi: 10.1128/JVI.02012-06.
  35. Dubé M, Le Coupanec A, Wong AH, Rini JM. Axonal transport enables neuron-to-neuron propagation of human Coronavirus OC43. J Virol. 2018;92(17):e00404-18. doi: 10.1128/JVI.00404-18.
  36. Li Z, He W, Lan Y, et al. The evidence of porcine hemagglutinating encephalomyelitis virus induced nonsuppurative encephalitis as the cause of death in piglets. Peer J. 2016;4:e2443. doi: 10.7717/peerj.2443.
  37. Matsuda K, Park CH, Sunden Y, et al. The vagus nerve is one route of transneural invasion for intranasally inoculated influenza a virus in mice. Vet Pathol. 2004;41(2):101–107. doi: 10.1354/vp.41-2-101.
  38. Raux H, Flamand A, Blondel D. Interaction of the rabies virus P protein with the LC8 dynein light chain. J Virol. 2000;74(21):10212–10216. doi: 10.1128/jvi.74.21.10212-10216.2000.
  39. Morfopoulou S, Brown JR, Davies EG, et al. Human coronavirus OC43 associated with fatal encephalitis. N Engl J Med. 2016;375(5):497– 498. doi: 10.1056/NEJMc1509458.
  40. Nilsson A, Edner N, Albert J, Ternhag A. Fatal encephalitis associated with coronavirus OC43 in an immunocompromised child. Infect Dis (Lond). 2020:52(6):419–422. doi: 10.1080/23744235.2020.1729403.
  41. Turgay C, Emine T, Ozlem K, et al. A rare cause of acute flaccid paralysis: human coronaviruses. J Pediatr Neurosci. 2015;10(3):280–281. doi: 10.4103/1817-1745.165716.
  42. Arbour N, Day R, Newcombe J, Talbot PJ. Neuroinvasion by human respiratory coronaviruses. J Virol. 2000;74(19):8913–8921. doi: 10.1128/jvi.74.19.8913-8921.2000.
  43. Lau SK, Woo PC, Yip CC, et al. Coronavirus HKU1 and other coronavirus infections in Hong Kong. J Clin Microbiol. 2006;44(6):2063–2071. doi: 10.1128/JCM.02614-05.
  44. Lau KK, Yu WC, Chu CM, et al. Possible central nervous system infection by SARS coronavirus. Emerg Infect Dis. 2004;10(2):342–344. doi: 10.3201/eid1002.030638.
  45. Lang ZW, Zhang LJ, Zhang SJ, Meng X. A clinicopathological study of three cases of severeacute respiratory syndrome (SARS). Pathology. 2003;35(6):526–531. doi: 10.1080/00313020310001619118.
  46. Gu J, Gong EC, Zhang B, Zheng J. Multiple organ infection and the pathogenesis of SARS. J Exp Med. 2005;202(3):415– 424. doi: 10.1084/jem.20050828.
  47. Jiang G, Korteweg С. Pathology and pathogenesis of severe acute respiratory syndrome. Am J Pathol. 2007;170(4):1136–1147. doi: 10.2353/ajpath.2007.061088.
  48. Algahtani H, Subahi A, Shirah B. Neurological complications of middle east respiratory Syndrome Coronavirus: a report of two cases and review of the literature. Case Rep Neurol Med. 2016;2016:3502683. doi: 10.1155/2016/3502683.
  49. Arabi YM, Harthi A. Severe neurologic syndrome associated with Middle East respiratory syndrome corona virus (MERS-CoV). Infection. 2015;43(4):495–501. doi: 10.1007/s15010-015-0720-y.
  50. Li Y, Li H, Fan R, et al. Coronavirus infections in the central nervous system and respiratory tract show distinct features in hospitalized children. Intervirology. 2016;59(3):163–169. doi: 10.1159/000453066.
  51. Savarin C, Dutta R, Bergmann CC. Distinct gene profiles of bone marrow-derived macrophages and microglia during neurotropic Coronavirus-Induced demyelination. Front Immunol. 2018;9:1325. doi: 10.3389/fimmu.2018.01325.
  52. Kim JE, Heo JH, Kim HO, Song SH. Neurological complications during treatment of middle east respiratory syndrome. J Clin Neurol. 2017;13(3):227–233. doi: 10.3988/jcn.2017.13.3.227.
  53. Никифоров В.В., Суранова Т.Г., Миронов А.Ю., Забозлаев Ф.Г. Новая коронавирусная инфекция (COVID-19): этиология, эпидемиология, клиника, диагностика, лечение и профилактика. Учебно-методическое пособие. — М., 2020. — 48 с. [Nikiforov VV, Suranova TG, Mironov AYu, Zabozlayev FG. Novaya koronavirusnaya infektsiya (COVID-19): etiologiya, epidemiologiya, klinika, diagnostika, lecheniye i profilaktika. Uchebno-metodicheskoye posobiye. Moscow; 2020. 48 p. (In Russ).]
  54. Ekusheva EV, Voitenkov VB. Anosmia and ageusia as the early signs in patients with laboratory confirmed COVID-19 infection. Eur J Neurol. 2020;27 (Suppl. 1):1035.
  55. Solomon IH, Normandin E, Bhattacharyya S, et al. Neuropathological Features of Covid-19. N Engl J Med. 2020:NEJMc2019373. doi: 10.1056/NEJMc2019373.
  56. Weyhern C, Kaufmann I, Neff F, Kremer M. Early evidence of pronounced brain involvement in fatal COVID-19 outcomes. Lancet. 2020;395(10241):e109. doi: 10.1016/S0140-6736(20)31282-4.

© Войтенков В.Б., Екушева Е.В., 2020

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах