COVID-19の神経学的関与と可能性のあるメカニズム。総説

Neurological Involvement in COVID-19 and Potential Mechanisms: A Review.

• Ghazal Aghagoli
• Benjamin Gallo Marin
• Nicole J Katchur
• Franz Chaves-Sell
• Wael F Asaad
• Sarah A Murphy

抄録

COVID-19の現在の理解が発展し続ける中で、この新規ウイルスの神経学的影響に関する文献を統合することは、臨床管理に情報を提供し、潜在的に重要な調査の道筋を明らかにするのに役立つかもしれない。さらに、神経学的損傷の潜在的なメカニズムを理解することは、これらの合併症をより良く検出し、改善するための努力の指針となるかもしれない。このレビューでは、COVID-19の潜在的な神経学的症状を記述した一連の臨床観察および初期の症例を総合し、これらの観察をSARS-CoV-2感染に関連する可能性があるコロナウイルスの神経病態生理学の文脈の中に配置する。報告されている神経系の症状は、無感覚や老衰から脳出血や梗塞に至るまで多岐にわたる。COVID-19関連の症例研究は増え続けていますが、関連するウイルスを調べた過去の研究では、新規コロナウイルスが中枢神経系に影響を与え、神経学的合併症を引き起こす可能性のあるメカニズムが示唆されています。すなわち、SARS-CoVの動物実験では、アンジオテンシン変換酵素2受容体がコロナウイルスに関連した神経細胞障害のメディエーターとして関与しており、SARS-CoVは脳血管内皮および脳実質に感染し、後者は主に内側側頭葉に感染し、アポトーシスおよび壊死を引き起こすことが示されている。ヒトの死後脳研究では、ヒトコロナウイルス変異体と SARS-CoV は神経細胞やグリアに感染することが示されており、SARS-CoV-2 は同様の神経ウイルス性を有する可能性があることが示唆されている。さらに、SARS-CoV感染の結果としてサイトカインの血清レベルが上昇することが示されており、サイトカインの過剰産生および毒性が、既知の肺損傷の経路と並行して、神経損傷の関連する潜在的なメカニズムである可能性があるという考えと一致している。我々はまた、SARS-CoV-2が血管刺激性および神経刺激性ウイルスである可能性を示唆する証拠についても議論する。初期の報告では、COVID-19が重度の神経学的合併症と関連している可能性が示唆されており、これらの観察結果を説明するためにいくつかのもっともらしいメカニズムが存在する。神経学的関与の可能性についての認識を高め、関連する病態生理学のさらなる調査を行うことは、SARS-CoV-2に関連する神経学的傷害を理解し、最終的に軽減するために必要である。

As the current understanding of COVID-19 continues to evolve, a synthesis of the literature on the neurological impact of this novel virus may help inform clinical management and highlight potentially important avenues of investigation. Additionally, understanding the potential mechanisms of neurologic injury may guide efforts to better detect and ameliorate these complications. In this review, we synthesize a range of clinical observations and initial case series describing potential neurologic manifestations of COVID-19 and place these observations in the context of coronavirus neuro-pathophysiology as it may relate to SARS-CoV-2 infection. Reported nervous system manifestations range from anosmia and ageusia, to cerebral hemorrhage and infarction. While the volume of COVID-19-related case studies continues to grow, previous work examining related viruses suggests potential mechanisms through which the novel coronavirus may impact the CNS and result in neurological complications. Namely, animal studies examining the SARS-CoV have implicated the angiotensin-converting-enzyme-2 receptor as a mediator of coronavirus-related neuronal damage and have shown that SARS-CoV can infect cerebrovascular endothelium and brain parenchyma, the latter predominantly in the medial temporal lobe, resulting in apoptosis and necrosis. Human postmortem brain studies indicate that human coronavirus variants and SARS-CoV can infect neurons and glia, implying SARS-CoV-2 may have similar neurovirulence. Additionally, studies have demonstrated an increase in cytokine serum levels as a result of SARS-CoV infection, consistent with the notion that cytokine overproduction and toxicity may be a relevant potential mechanism of neurologic injury, paralleling a known pathway of pulmonary injury. We also discuss evidence that suggests that SARS-CoV-2 may be a vasculotropic and neurotropic virus. Early reports suggest COVID-19 may be associated with severe neurologic complications, and several plausible mechanisms exist to account for these observations. A heightened awareness of the potential for neurologic involvement and further investigation into the relevant pathophysiology will be necessary to understand and ultimately mitigate SARS-CoV-2-associated neurologic injury.