华中科技大学孙宇团队揭示新冠病毒可直接感染内耳致听力损伤

2019冠状病毒病（COVID-19）是由SARS-CoV-2病毒感染引起。人群流行病学研究显示，SARS-CoV-2 感染与突发性感音神经性耳聋（SSNHL）存在关联。Kim等研究者的研究指出，青壮年在感染SARS-CoV-2后出现听力损失与突发性感音神经性耳聋的风险显著升高。这类听力损伤的发生可能与SARS-CoV-2 病毒对听觉系统的损害相关。部分感染SARS-CoV-2患者的听力损失会发展为永久性耳聋，该症状可被视为 “长期新冠”（Long COVID）的表型，即SARS-CoV-2感染后急性期后遗症的范畴。在临床实践中，针对SARS-CoV-2感染相关听力损失，通常沿用突发性耳聋的治疗方案，即使用糖皮质激素以减轻内耳炎症反应。然而，这类治疗的效果并不理想。因此，深入探索SARS-CoV-2感染对内耳的影响及其潜在机制具有至关重要的意义。

SARS-CoV-2感染可造成多组织损伤，相关机制已在小鼠模型中得到广泛研究。肺是SARS-CoV-2主要的靶器官。研究表明，SARS-CoV-2病毒刺突蛋白（Spike）可与人体血管紧张素转化酶2（hACE2）结合，介导病毒进入Ⅱ型肺泡上皮细胞。病毒进入细胞后激活Ⅰ型干扰素信号通路，伴随肺部单核细胞、中性粒细胞与活化T细胞大量浸润，肺组织中促炎细胞因子与趋化因子水平显著升高，最终引发严重间质性肺炎与肺实变。另有研究显示，在感染动物脑组织中可稳定检测到SARS-CoV-2 RNA，提示病毒可在肺外组织如中枢神经系统中复制。但基于hACE2-转基因小鼠模型的研究发现，肺部感染后会出现脑微血管损伤，而脑内病毒载量相对较低。这表明，脑部损伤更可能源于病毒感染引发的全身性炎症反应，间接破坏血脑屏障并加重神经炎症，而非病毒经血行途径直接侵入神经系统。

近期研究表明，在奥密克戎变异株感染后继发分泌性中耳炎患者的中耳积液中，可检测到SARS-CoV-2；并且病毒可在中耳积液中长期滞留。但截至目前，尚无研究证实 SARS-CoV-2能否感染内耳，其感染途径尚未阐明。

近日，华中科技大学孙宇唯一通讯在Cell Reports在线发表题为SARS-CoV-2 directly infects the inner ear and causes hearing dysfunction的研究论文。使用4种SARS-CoV-2毒株（原始株、Delta株、BA.1株和BA.2株）对K18-ACE2小鼠进行鼻内感染，证实：新冠病毒（SARS-CoV-2）可直接入侵内耳，靶向损伤螺旋神经节（SGNs），并通过刺突蛋白介导的应激颗粒调控异常而非炎症通路导致SGNs细胞凋亡，最终引起听力障碍，为新冠相关听力损失的临床治疗提供关键理论依据。

实验选用原始株、Delta、BA.1、BA.2四种SARS-CoV-2毒株，经鼻感染 K18-ACE2小鼠，5 天即可在内耳耳蜗组织中检测到高载量SARS-CoV-2病毒 RNA和病毒衣壳蛋白（Spike、NP），证明SARS-CoV-2可直接侵入内耳并高效复制。SARS-CoV-2病毒特异性靶向耳蜗SGNs，造成神经细胞变性、数量显著减少；内耳毛细胞、血管纹等结构无明显损伤，损伤模式高度特异。内耳未检测到 IL-6、IL-2 等炎症因子显著升高，未观察到炎症因子风暴。SARS-CoV-2病毒感染SGNs后，过表达Spike进而抑制mTOR信号通路，mTOR抑制因子Deptor上调、mTOR复合物组分Rictor、Mtor表达及下游p-S6K1、p-4EBP1磷酸化水平显著降低，导致细胞翻译过程受阻、自噬功能被抑制。神经元细胞应激反应紊乱，G3BP1阳性应激颗粒大量形成、无法正常降解，细胞内出现异常相分离、蛋白聚集、胞内空泡化，最终导致螺旋神经节变性死亡。

本研究探究了4种SARS-CoV-2毒株（原始株、Delta株、BA.1株和BA.2株）感染所致K18-ACE2小鼠内耳病理损伤模式及听力损失机制。 四种毒株均可经鼻感染后直接侵入内耳，靶向损伤螺旋神经节神经元。

SARS-CoV-2感染导致的螺旋神经节神经元丢失并非由病毒诱导的炎症反应引起，而是感染后病毒融合蛋白Spike的过表达导致宿主神经元细胞mTOR信号通路抑制，进而引起细胞应激颗粒异常聚集和诱发神经元凋亡。