根據最近的估計，嗅覺受損影響了 約 30% 到 75% 的新型冠狀病毒感染者，這意味著全球數百萬人曾在過去兩年中的某個時候遭受過這種情況。這種被稱為嗅覺缺失的嗅覺系統功能障礙通常是暫時的，但完全康復可能需要數月或更長時間，這使得享受美食和檢測變質食物、煙霧以及其他可能預示危險的氣味變得困難。
現在，2 月 1 日發表在《細胞》雜誌上的一項研究提出了關於 COVID 相關的嗅覺喪失的詳細生物學解釋：該研究涉及給感染病毒的倉鼠餵食可可脆片麥片，然後在人體組織中證實了基因結果。該團隊得出結論，感染冠狀病毒或 SARS-CoV-2 會導致嗅覺系統結構細胞發生嚴重炎症，從而壓倒並損害鼻腔深處的神經細胞和其他與嗅覺相關過程的功能。
研究人員在 1 月 20 日線上釋出的預印本的第二項研究中表明，類似的嗅覺效應級聯可能解釋了 Long COVID 背後的生物學機制。為了更多地瞭解關於嗅覺缺失和 Long COVID 的相關見解，《大眾科學》採訪了病毒學家Benjamin tenOever，他是紐約大學朗格尼病毒學研究所所長，也是紐約大學格羅斯曼醫學院的教員。TenOever 是進行以嗅覺缺失為重點的研究團隊的成員，也是 Long COVID 研究的資深作者。
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[以下是經過編輯的採訪稿。]
您是如何測試 SARS-CoV-2 感染引起的嗅覺缺失和其他嗅覺效應的？
迄今為止，在人類 COVID-19 表現中觀察到的任何生物學現象，我們都可以在倉鼠身上覆制。因此，我們研究了三組倉鼠——一組感染了 SARS-CoV-2，一組接受了作為模擬感染的對照物質，以及一組感染了流感以提供基準，顯示對常見呼吸道病毒的典型免疫反應。然後我們對這些組進行了行為測試，包括一項涉及禁食約 10 小時的測試，以便倉鼠非常飢餓。然後我們取出可可脆片——倉鼠喜歡吃這種麥片——將其埋在它們的墊料下，然後計算出它們抓住麥片並塞滿嘴的時間。
在感染模擬病毒或流感病毒的倉鼠中，它們都在感染後第 0 天到第 14 天的幾秒鐘內找到了可可脆片。但感染 SARS-CoV-2 的動物在第一天和第二天根本沒有找到可可脆片。它們只是把麥片留在那裡。因此，很明顯它們失去了嗅覺，因為到第 15 天，它們都恢復了正常，而且每隻倉鼠都非常高興並專注於尋找和吃可可脆片。然後我們重複了該實驗，但這次我們使用了單細胞測序，這不僅可以讓您看到構成嗅覺系統的所有細胞，還可以看到病毒的去向以及感染對所有這些細胞的後果。
研究小組在嗅覺缺失的潛在機制的細節方面學到了什麼？
資料顯示，病毒僅限於一種稱為 SUS 或支援細胞的細胞型別——鼻腔嗅覺組織中的細胞。這種細胞型別發揮著重要的結構作用，並確保該組織中相關的細胞（稱為嗅覺感覺神經元）以您可以感知氣味的方式組織起來。在 SARS-CoV-2 感染後，我們發現倉鼠在兩天內失去了超過一半的 SUS 細胞。因此，由於嚴重的細胞死亡，嗅覺系統的結構完全衰退了。因此，這些 SUS 細胞現在正在噴出大量物質，從而引發炎症。
在第三天，由於炎症和損傷，類似清潔工的免疫細胞（稱為小膠質細胞和巨噬細胞）會進入併吞噬所有炎症物質並清理乾淨，以使該物質引起的炎症恢復到基線水平。
接下來會發生什麼導致嗅覺喪失？
相鄰的嗅覺感覺神經元（負責檢測氣味）通常將其 80% 的轉錄 [基因複製] 頻寬用於處理與嗅覺相關的生物學過程，例如處理氣味和製造不同的與嗅覺相關的受體。現在，突然之間，它們受到了所有這些其他炎症資訊的轟炸，這些資訊需要佔用，比如說，50% 的轉錄頻寬。結果，神經元被迫將其注意力從嗅覺上轉移開，從而導致嗅覺所需成分的產量急劇下降，最終導致嗅覺缺失。
細胞仍然存在，細胞並沒有死亡。它們只是在忙於做其他事情。結果，您將失去嗅覺，因為如此多的頻寬已被佔用，而您的嗅覺機制再也無法理解如此複雜的過程。因此，在感染 SARS-CoV-2 後短暫的時間內，大約三到五天，許多人會失去嗅覺。但到那時，清潔細胞已經清除了大量炎症物質，祖細胞補充了 SUS 細胞的數量。大多數人的嗅覺都會恢復。
這項嗅覺缺失研究與您第二項新研究中提出的 Long COVID 病因有何關係？
這項研究更進一步指出，“是的，所有這些嗅覺系統炎症可能會持續很長時間。它在那裡停留的時間越長，您對它的反應時間就越長。” 炎症在某些個體中可能持續更長時間的原因有很多。但我們發現嗅覺系統的炎症反應可以蔓延到大腦。
在病毒活躍複製的感染的第一個星期，以及之後幾周和幾個月的時間裡，我們對感染 SARS-CoV-2 的倉鼠的所有器官進行了測序。除了不同的器官外，我們還對各個大腦區域進行了相同型別的分析，包括前額葉皮層、紋狀體、丘腦、小腦、三叉神經節和嗅球。這些分析表明，病毒清除後數週內，整個身體都顯示出炎症跡象。
雖然這種炎症反應會隨著時間的推移在身體器官中減弱，但這些轉錄變化在嗅球、紋狀體、丘腦和小腦中持續的時間要長得多。更重要的是，這些轉錄特徵表明，隨著它們維持這種高度炎症狀態，許多代謝活動喪失了。代謝的變化非常可怕地類似於阿爾茨海默病、帕金森病、ALS [肌萎縮側索硬化症] 和其他神經退行性疾病的一些特徵。在倉鼠中，我們可以將那些具有這種活動性的倉鼠與在行為測試中表現非常糟糕的倉鼠聯絡起來。因此，它們的行為方式不同這一事實表明，由於這種已經滲透到它們神經迴路許多方面的長期炎症，它們也正在經歷某種認知變化或行為變化。
這些發現對 Long COVID 的治療有何意義？
當 COVID 患者住院時，問題通常不再是病毒複製。實際上，是所有仍然存在的炎症物質導致您的身體對其過度反應。因此，我們使用類固醇進行治療，以使一切恢復到基線水平。這表明同樣的方法應該對 Long COVID 患者的大腦有效，但這需要首先在動物身上進行測試，以瞭解劑量、時間和類固醇選擇。
如果研究人員發現冠狀病毒確實感染了神經元，並且 Long COVID 實際上是腦部某處低度感染的副產品，那麼您最不願意做的事情就是給這些人服用類固醇。這實際上會降低您大腦中的先天免疫防禦能力，並允許病毒積聚更大的軍械庫並開始在大腦中重新複製，這顯然是您不希望看到的。如果您在 SARS-CoV-2 患者清除病毒之前給他們服用類固醇，那將是非常糟糕的訊息。
但是，如果我們給能夠穿過血腦屏障的類固醇給倉鼠，並且它們實際上可以阻止這種炎症，那麼這將表明這也適用於人類。顯然，在對人進行研究之前，我們需要進行更多測試。我們已經有一個患有 Long COVID 的倉鼠群落，我們將很快開始測試類固醇和抗抑鬱藥，以確定可能的治療方法。