《Nature Communications》:Long-term ocular symptoms following COVID-19 linked to immune dysregulation, dysautonomia and peripheral neuropathy
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摘要:大多数COVID-19病例无需住院,但急性期后后遗症可迁延不愈,构成公共卫生问题。研究人员开展一项前瞻性横断面研究,探讨非住院COVID-19康复者出现的持续性眼部症状(persistent ocular symptoms, POS),并以康复后无POS
摘要:大多数COVID-19病例无需住院,但急性期后后遗症可迁延不愈,构成公共卫生问题。研究人员开展一项前瞻性横断面研究,探讨非住院COVID-19康复者出现的持续性眼部症状(persistent ocular symptoms, POS),并以康复后无POS者为对照。通过症状与生活质量问卷、临床检查及生物体液蛋白质组学分析,证实眼部症状可在感染后持续3个月至3年。POS导致显著视力功能障碍,并与常规眼科检查无法发现、仅经专科检测可探及的异常相关,包括近视力障碍、斜视、自主性瞳孔反射减弱、角膜神经变性及眼表树突状细胞/T细胞慢性活化。研究人员发现POS患者泪膜蛋白质组谱与重症COVID-19相似,表现为CD4+T细胞调节活性慢性失调,ITGB6、NFASC、CTGF、TPSAB1及CKMT1A-CKMT1B上调;瞳孔功能障碍与JUN升高相关,树突状细胞/T细胞失调与ANGPTL2、SKAP2及DAPP1水平升高相关。基于临床检查联合或不联合生物标志物的诊断模型预测POS准确率达77%–91%,提示POS发病机制涉及慢性T细胞介导神经炎症,为一种以斜视、眼性自主神经功能紊乱(ocular dysautonomia)及眼外周神经病变为特征的、发生于COVID-19康复后的致残性综合征。
研究背景与概述
COVID-19急性期可出现嗅觉味觉丧失,而长新冠(long COVID)中的眼部表现如眼痛、畏光、视物模糊及阅读困难亦有报道,但其缺乏诊断标准、生物标志物及系统性机制阐释,轻度感染恢复后眼部后遗症是否长期持续亦不明确。鉴于全球大量轻症康复人群,潜在受累人数可观。为此,研究人员在瑞典开展前瞻性横断面研究,纳入100例非住院轻症COVID-19康复后出现持续≥12周POS者及32例年龄匹配、同属轻症感染但无POS之对照(control, CO),通过问卷、全套专科眼科检查及泪液靶向蛋白质组学探究POS的临床表型、病理特征与分子机制。研究结果表明POS是一种以斜视(strabismus)、眼自主神经功能失调(ocular dysautonomia)及眼外周神经病变(peripheral ocular neuropathy)为核心表现的长新冠眼综合征(post-COVID eye syndrome),其病理基础为慢性T细胞介导神经炎症(chronic T cell-mediated neuroinflammation),并鉴定出特征性泪液生物标志物及诊断模型。该论文发表于《Nature Communications》。
主要关键技术方法
研究人员招募瑞典本土经PCR确诊或具典型急性症状之轻症非住院COVID-19康复者,分为POS组(n=100,含6名未成年人,73%女性)与CO组(n=32)。受试者填写改良Catquest-9SF视功能量表及自由文本症状描述。所有受试者接受同一名检查者操作之标准化眼科评估:远/近最佳矫正视力(logMAR)、遮盖试验测近距离眼位偏斜与融合储备(fusional reserve)、角膜共聚焦显微镜(in vivo confocal microscopy, IVCM)观测角膜基底下神经丛(subbasal nerve plexus)密度与树突状细胞/T细胞(dendritic/T cells, DC/T)成熟亚型、Cochet–Bonnet角膜知觉(esthesiometry)测瞬目反射、动态瞳孔描记(dynamic pupillometry)评估瞳孔对光反射各项参数、非侵入性泪膜破裂时间及Schirmer试验取泪液。泪液标本经Olink Explore 384 Inflammation I与Neurology I panel进行靶向蛋白质组学(768蛋白),差异蛋白行STRING网络分析与已发表重症COVID-19及长新冠血液/组织数据集交叉比对。组间差异采用考虑年龄协变量之线性回归(OLS或HC3异方差校正),分类采用L1正则化惩罚逻辑回归(LASSO)构建诊断模型并经五折交叉验证。部分差异蛋白以Western blot作小样本验证。
研究结果
Study cohort
POS组78.2%症状持续≥1年,33.3%≥2年,最长达感染后3年;33%处于病假或部分病假状态。POS首发于感染后0.2–4个月内者占68%。提示轻症COVID-19康复后仍可出现迁延数年之致残性眼部症状。
Visual function and quality of life questionnaire
改良Catquest-9SF经Rasch分析具良好信效度。POS组视功能残疾评分显著高于CO组(P<0.0001),日常最难完成之任务为读报纸与看屏幕。自由文本归纳22种症状,最常见为畏光/photophobia(42.7%)、眼痛(30.2%)、眼疲劳(26.0%)及调节能力下降(22.9%),常多种并存,男女间分布无显著差异。表明POS造成实质性日常生活视力残疾。
Clinical examination
常规远距裸眼/最佳矫正视力、屈光、角膜厚度、内皮细胞密度、泪液分泌量及破裂时间、远距眼位、立体视均无异于CO。但POS组近距最佳矫正双眼视力(logMAR)下降(P=0.0047),近距眼位呈内隐斜(esophoria,P=0.0008),近融合储备耗竭(P=0.014),单眼裸眼远视力轻度下降(P=0.022)。IVCM示角膜基底下神经密度降低(?2.85 mm/mm2,P=0.0001),瞬目反射阈值升高即角膜敏感性下降(P=0.0022)。动态瞳孔描记示暗适应及光刺激后瞳孔均扩大、收缩时间延长(P=0.013)、舒张恢复加速(P=0.017),提示瞳孔副交感/交感自主神经功能失调。IVCM还发现角膜基质中成熟(抗原提呈)DC/T细胞密度升高(P<0.0001)而未成熟DC/T无变化,提示慢性炎症性活化。以上说明POS之异常需专科检测方能发现,符合眼外周神经病变伴局部T细胞介导炎症及自主神经功能障碍。
Tear proteomics
泪液靶向蛋白质组检出178个差异蛋白(P<0.05),其中经FDR校正显著上调者为整合素β6(integrin-β6, ITGB6)、神经束蛋白(neurofascin, NFASC)、线粒体肌酸激酶(CKMT1A-CKMT1B)、结缔组织生长因子(connective tissue growth factor, CTGF/CCN2)及类胰蛋白酶α/β-1(TPSAB1);HSP90B1下调。差异蛋白网络富集适应性免疫与TNF配体–受体结合簇(含CD4)及HSP90分子伴侣循环,且与已发表重症COVID-19血/组织转录组、DNA甲基化及多队列长新冠蛋白质组数据显著重叠。临床–蛋白相关性分析示:瞳孔大小与JUN正相关(FDR=0.004–0.005),未成熟DC/T与ANGPTL2(FDR=0.007)及DAPP1(FDR=0.02)相关,成熟DC/T与SKAP2相关(FDR=0.02)。表明POS泪膜具重症COVID-19样免疫特征,且特定分子关联神经炎症与瞳孔自主神经异常。
Diagnostic models
基于5项临床参数(角膜基底下神经密度、瞬目反射、瞳孔收缩时间、瞳孔舒张速度、成熟DC/T密度)之模型交叉验证AUC为77%;在此基础上加入6个泪液蛋白(ITGB6、NFASC、CKMT1A-B、CTGF、TPSAB1及另一差异蛋白)后AUC升至91%。提示临床专科检查联合泪液蛋白可客观鉴别POS。
讨论与结论
研究人员讨论指出,POS症状迁延可达3年且不被常规眼科检出,其近视力障碍、内隐斜及融合储备减少引致头痛、视疲劳与复视倾向,符合轻度斜视表现;瞳孔自主神经功能失调解释畏光与调节困难;角膜神经密度降低伴成熟DC/T细胞升高支持慢性T细胞介导神经炎症致角膜神经退变(corneal neurodegeneration)及角膜神经痛(corneal neuralgia)。泪液中ITGB6上调关联TGF-β调控之T细胞反应及角膜慢性炎症;ANGPTL2、SKAP2与DAPP1分别关联DC募集成熟及T细胞活化;NFASC上调与外周神经病变及脱髓鞘相关;JUN升高关联周围神经损伤修复反应及瞳孔自主神经异常;CKMT1A-B、TPSAB1及LAIR1分别指向线粒体氧化应激、肥大细胞活化和免疫抑制/失调。泪液差异蛋白谱与重症及长新冠系统免疫异常重叠,支持局部眼组织反映全身T细胞调节失常。局限性含样本量、缺未感染对照(以历史正常值佐证)、缺症状严重度量及病毒变异株/疫苗详细数据。最终结论为:轻症COVID-19康复后可发生以斜视、眼自主神经功能紊乱及外周眼神经病变为特征、由慢性T细胞介导神经炎症驱动之持续性致残性眼部症状(POS/post-COVID eye syndrome),可通过专科临床检查联合泪液生物标志物诊断,未来需进一步确认此类未获充分识别之长新冠眼综合征患病人群。
(注:全文专业术语首现处附英文,保留原文大小写及上下标格式,如CD4+T cell、subbasal nerve plexus、in vivo confocal microscopy(IVCM)、dynamic pupillometry、integrin-β6(ITGB6)、neurofascin(NFASC)、connective tissue growth factor(CTGF/CCN2)、Tryptase α/β-1(TPSAB1)、ANGPTL2、SKAP2、DAPP1、JUN等,引用标号及图注标识已去除。)