diffusion MRIを用いたCOVID-19入院患者の脳白質障害
Boito, Deneb, Anders Eklund, Anders Tisell, Richard Levi, Evren ÖzarslanとIda Blystad. 「MRI with generalized diffusion encoding reveals damaged white matter in patients previously hospitalized for COVID-19 and with persisting symptoms at follow-up」. Brain communications 5, no. 6 (2023年10月22日): fcad284. https://doi.org/10.1093/braincomms/fcad284 .
COVID-19が中枢神経系に及ぼす長期的な影響に関する証拠が増えており、患者は脳の関与を示唆するさまざまな症状を経験しています。これらの患者の従来の脳MRIでは特定のパターンが見られず、症状と脳組織の異常との明確な関連はありませんが、拡散テンソル研究と体積分析では、COVID-19後の脳に測定可能な変化を検出しています。拡散MRIは水分子のランダムな動きを利用して、顕微鏡レベルの構造に対する独特の感度を実現し、一般化された拡散エンコーディングを使用する新しいシーケンスは、ボクセル内の特徴に敏感な構造情報を提供します。この観察研究では、合計32人が調査されました：COVID-19で入院し、COVID後の症状が持続する16人の患者（平均年齢60歳：範囲41-79、全員男性）が7ヶ月のフォローアップで、そしてCOVID-19で以前に入院していない、COVID後の症状のない16人の対照群（平均年齢58歳、範囲46-69、11人が男性）。標準MRIと一般化された拡散エンコーディングMRIが被験者の脳白質を調査するために使用されました。可能なグループ間の違いを検出するために、使用された拡散シーケンスで得られるいくつかの組織微細構造記述子、分数異方性、平均拡散率、軸方向拡散率、半径方向拡散率、微細異方性、方向性の一貫性（Cc）、およびコンパートメントのサイズの分散（CMD）が、トラクトベースの空間統計フレームワークを使用して分析されました。トラクトベースの空間統計分析は、対照群と比較して患者の白質における考慮されたすべての指標において広範囲にわたる統計的に有意な違い（P < 0.05、多重比較による家族内エラー率を使用して補正）を示しました。分数異方性、微細異方性、およびCcは患者群で低く、軸方向拡散率、半径方向拡散率、平均拡散率、およびCMDは高かった。分数異方性、微細異方性、およびCMDの有意な変化は、分析された白質ボクセルの約半分に影響を及ぼし、すべての脳葉にまたがって位置していましたが、Ccの変化は主に脳の後頭部で見られました。微細異方性の変化がCcに比べて支配的であることから、拡散異方性の観察された変化は、主に軸索損傷に関連する局所的な異方性の喪失によるものであり、白質繊維の一貫性の崩壊よりもである可能性があります。半径方向拡散率の増加は脱髄を示しており、平均拡散率とCMDの変化は血管性浮腫と互換性があります。要約すると、これらの白質微細構造の広範囲にわたる変化は、血管性浮腫、脱髄、および軸索損傷を示しています。これらの変化は、多くの患者がCOVID-19後に経験する中枢神経系の症状の多様性に寄与する要因である可能性があります。
グラフィカルアブストラクト
解説記事
COVID Tied to Changes in Brain Microstructure | MedPage Today
この文章は、SARS-CoV-2（新型コロナウイルス）感染が脳に与える影響について述べています。ドイツのフライブルク大学病院のアレクサンダー・ラウ博士によると、長期COVIDの神経症状を持つ人々や回復したCOVID患者において、拡散マイクロ構造イメージング（DMI）で広範囲の微細構造変化が見られたとのことです。
ラウ博士は、「COVID-19感染に関連する脳の微細構造の特徴が見られるが、長期COVIDの人々とそうでない人々でパターンが異なる」と述べています。通常のMRIではこれらの患者に脳容積の減少は見られませんでした。
SARS-CoV-2が脳にどのように影響するかはほとんど分かっていませんが、2022年の英国バイオバンク参加者の縦断研究では、軽度のSARS-CoV-2感染がMRIでの脳容積の減少と構造変化と関連していることが示されました。また、スウェーデンの研究者は、持続するCOVID後症状を持つCOVID入院患者の拡散MRIで損傷した白質が見られたと報告しています。
ラウ博士とその同僚は、長期COVIDの神経症状を持つ89人（平均年齢49歳、57％が女性）、COVIDから回復した46人（平均年齢42歳、66％が女性）、SARS-CoV-2感染歴のない38人（平均年齢42歳、50％が女性）を評価しました。研究者たちは、拡散加重イメージングシーケンスを使用して脳の微細構造を推定するDMI技術を用いて、可能な変化を探しました。参加者は2020年にスキャンされました。
長期COVIDは、初期のSARS-CoV-2感染から3ヶ月後に新たな症状が続くか、または続く場合に、これらの症状が少なくとも2ヶ月続くと定義されました。
長期COVIDの参加者は、病院のCOVID後クリニックから募集されました。認知機能はモントリオール認知アセスメント（MoCA）で測定され、嗅覚障害はスニッフィン・スティックスでテストされ、疲労度はヴュルツブルク多発性硬化症疲労インベントリ（WEIMuS）で評価されました。
研究者たちは、年齢と性別を調整した後、長期COVIDの症状と相関する特定の脳ネットワークを発見しました。認知機能障害と関連する中側側頭皮質の変化した脳の微細構造、嗅覚に問題を持つ患者の嗅覚皮質の微細構造の変化、疲労を持つ人々の脳幹（昇進覚醒ネットワークを含む）の変化した微細構造が見られました。
ラウ博士は、「COVID-19感染に関連する変化した微細構造が見られ、他のデータと合わせて考えると、これは神経変性よりも加速された老化に適合する」と述べていますが、「これはあくまで推測であり、確定的な結論を出すにはさらに多くの研究が必要」と付け加えました。
この横断研究の結果には、交絡因子が影響を与えた可能性があります。テキサス大学MDアンダーソンがんセンターの神経放射線科医マックス・ウィンターマーク博士（研究には関与していない）は、「縦断的な視点が欠けているため、一般化には限界がある」と述べています。ウィンターマーク博士は、「症状の経時的な進行と並行する縦断的な画像変化が本当に知りたい」と話しています。
ラウ博士は、変化が持続するかどうかを確認し、長期COVIDから回復する人を特定する予後因子を明らかにするために、縦断的なスキャンを行うことが次のステップであると述べています。彼は、「スキャンからの情報を血液検査などから得られる他の生物データと照合し、COVID-19後の状態を持つ患者を予測するためのより深い洞察を得る必要がある」と付け加えました。