多重荧光免疫组化技术(mIHC)在新冠病毒对大脑影响研究中的应用

新型冠状病毒肺炎（CoronaVirusDisease2019，COVID-19）自19年底爆发距今已有近四年的时间，依旧没有被彻底克服，科学家们一直致力于新冠病毒（SARS-CoV-2）的研究，虽然COVID-19被认为主要是一种呼吸系统疾病，但临床上发现有部分新冠患者出现意识障碍、癫痫、感觉障碍和其他神经系统症状，因此科学家们判断SARS-CoV-2有可能也会攻击大脑。

2021年3月，耶鲁大学Alkiko Iwasaki团队利用人类大脑类器官，ACE2转基因SARS-CoV-2模型小鼠，以及临床分析等手段，首次明确发现新冠病毒可以直接感染神经元，并诱发代谢紊乱；新冠病毒可诱发了神经系统缺氧，从而导致了神经细胞凋亡。

同年10月， Kristian Pietras团队发表了一篇题为“Infection of Brain Pericytes Underlying Neuropathology of COVID-19 Patients”的文章，从病理学角度应用多重荧光免疫组化技术（mIHC）研究了SARS-CoV-2对大脑的影响。

早在疫情之始，研究人员就已证明了SARS-CoV-2进入宿主细胞的主要受体是血管紧张素转化酶II（ACE2），于是Kristian Pietras团队对一位COVID-19患者的额叶皮层切进行了四重荧光多染，染了ACE2、CD31+血管内皮细胞和PDGFRβ+血管周细胞，结果显示ACE2仅由周细胞表达。

SARS-CoV-2是一组正链、单链RNA病毒，被它感染的细胞，在病毒复制过程中会产生双链RNA（dsRNA），可作为中间体被检测到。应用dsRNA的J2抗体进行免疫组化，Kristian Pietras团队在COVID-19患者大脑中离散的血管周围的非内皮细胞中发现了点状阳性分布，而未感染患者的大脑则无信号，该结果进一步证实了脑周细胞确实对病毒感染特别敏感，并可能作为SARS-CoV-2进入中枢神经系统的“窗口”。

初步掌握了一些SARS-CoV-2感染大脑的证据以后，研究团队猜想这种感染很有可能导致神经炎症。通过对COVID-19患者和未感染患者的脑切片的5种免疫细胞群（包括辅助T细胞和细胞毒性T淋巴细胞、调节性T细胞、B细胞和巨噬细胞）进行mIHC染色，结果证实了这一猜想。

2020年末，一个美国研究团队发现，新冠病毒还能让血脑屏障出现“漏洞”，潜在破坏大脑神经网络。Kristian Pietras团队就此也进行了七重荧光免疫组化分析，结果显示血管周围出现纤维蛋白原的渗漏，证实了SARS-CoV-2感染周细胞，破坏了组织紧密的血脑屏障。

蓝色箭头：血管周围渗漏的纤维蛋白原晕
新冠病毒变异速度之快令人咋舌，由此也可预见针对它的研究也将在未来的很长一段时间持续进行。多重荧光免疫组化能够呈现相较于常规免疫组化/荧光信息量更丰富的图像结果，绝对是病理研究的一大助力。