新研究发现SARS-CoV-2病毒会感染内耳

研究人员还发现，在人类内耳组织中看到的感染模式跟10名报告有各种耳朵相关症状的COVID-19患者的研究中看到的症状一致。

研究人员在研究中使用了他们开发的人类内耳的新型细胞模型及难以获得的成年人类内耳组织。这种组织的有限可用性阻碍了以前对COVID-19和其他可导致听力损失的病毒的研究。

MIT医学工程和科学研究所Hermann L.F. von Helmholtz教授Lee Gehrke说道：“拥有模型是第一步，这项工作不仅为处理SARS-CoV-2而且为处理其他影响听力的病毒开辟了道路。”

Konstantina Stankovic是哈佛医学院的前副教授，也是马萨诸塞州眼耳科的前耳科和神经科主任，现在是斯坦福大学医学院Bertarelli基金会教授和耳鼻喉-头颈外科系主任，她共同领导了这项研究。Stankovic实验室的前博士后、现在斯坦福大学医学院的Minjin Jeong则是该论文的第一作者，该论文于2021年10月29日发表在《Communicaitons Meddicine》上。

耳朵感染的模型

在COVID-19大流行开始之前，Gehrke和Stankovic开始合作进行一个项目以开发细胞模型来研究人类内耳的感染。巨细胞病毒、腮腺炎病毒和肝炎病毒等病毒都能导致耳聋，但它们究竟是如何做到的，人们并不十分了解。

2020年初，在SARS-CoV-2病毒出现后，研究人员改变了他们的计划。在马萨诸塞州眼耳科，Stankovic开始看到那些出现听力损失、耳鸣和头晕的病人，他们的COVID-19检测呈阳性。“当时非常不清楚这是有因果关系还是巧合，因为听力损失和耳鸣是如此普遍，”她回忆道。

她和Gehrke决定使用他们正在研究的模型系统来研究SARS-CoV-2的感染。他们通过采取人类皮肤细胞并将其转化为诱导多能干细胞来创建他们的细胞模型。然后，他们能刺激这些细胞分化成内耳中的几种类型的细胞：毛细胞、支持细胞、神经纤维和隔离神经元的许旺细胞。

这些细胞可以在平坦的二维层中生长，也可以组织成三维的器官。此外，研究人员还能从正在接受手术的病人那里获得难以获得的内耳组织样本，这些病人患有导致严重眩晕发作的疾病或患有导致听力损失和眩晕的肿瘤。

在人类内耳样本和干细胞衍生的细胞模型中，研究人员发现某些类型的细胞–毛细胞和许旺细胞–表达SARS-CoV-2病毒进入细胞所需的蛋白质。这些蛋白质包括在细胞表面发现的ACE2受体以及两种叫做弗林蛋白酶和跨膜蛋白酶Serine 2的酶，它们会帮助病毒跟宿主细胞融合。

研究人员随后表明，该病毒实际上可以感染内耳特别是毛细胞–以及在较小程度上感染许旺细胞。他们发现，他们模型中的其他细胞类型对SARS-CoV-2感染不敏感。

研究人员研究的人类毛细胞是前庭毛细胞，它们参与感知头部运动和维持平衡。参与听觉的耳蜗毛细胞，在细胞模型中更难获得或生成。然而研究人员指出，小鼠的耳蜗毛细胞也有允许SARS-CoV-2进入的蛋白质。

病毒的联系

研究人员在其组织样本中发现的感染模式似乎跟一组10名COVID-19患者中观察到的症状相符，他们在感染后报告了跟耳朵有关的症状。这些患者中有9人患有耳鸣，6人经历了眩晕，并且都经历了轻度到深度的听力损失。

耳蜗毛细胞的损伤可能会导致听力损失，这通常可以通过测量耳声发射来评估–感觉毛细胞对听觉刺激做出反应时发出的声音。在该研究中接受这种测试的6名COVID-19患者中，所有的人都存在耳声发射减少或消失的情况。

虽然这项研究强烈表明COVID-19可以引起听觉和平衡问题，但COVID-19患者中出现耳朵相关问题的总体比例并不清楚。

“最初这是因为被诊断为COVID的病人不容易进行常规测试，另外，当病人出现更多威胁生命的并发症时，他们并不太注意他们的听力是否下降或是否有耳鸣，”Stankovic说道，“我们仍不知道发病率是多少，但我们的发现确实需要加强对接触COVID的人的听前庭症状的关注。”

病毒进入耳朵的可能途径包括咽鼓管，它连接着鼻子和中耳。Stankovic表示，病毒还可能通过嗅觉神经周围的小开口从鼻子里逃出来。这将使它能进入大脑空间并感染颅神经，包括连接内耳的神经。

约翰霍普金斯大学医学院耳鼻喉科-头颈外科教授、未参加这项研究的Yuri Agrawal指出：“这篇文章提供了非常有说服力的证据，它证明了Sars-CoV-2感染了内耳，并且可能跟一些COVID-19感染患者的听力和平衡症状有因果关系。我们领域的另一个令人兴奋的进展是使用二维和三维体外器官观察内耳的Sars-CoV-2感染。这提供了一个强大的平台来研究其他一些暴露，包括其他感染、毒素和癌症对内耳的影响。”

研究人员现在希望利用他们的人类细胞模型来测试由SARS-CoV-2和其他病毒引起的内耳感染的可能疗法。