《Biological Psychiatry》：Reduced ATP-to-phosphocreatine ratios in neuropsychiatric post-COVID condition: Evidence from 31P magnetic resonance spectroscopy
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本研究通过31P-MRSI发现后COVID综合症患者边缘皮层ATP/PCr比率显著降低，前扣带回代谢异常与认知功能下降相关，提示线粒体功能障碍是关键机制。
沃尔夫冈·韦伯-法尔（Wolfgang Weber-Fahr）、桑德拉·多姆克（Sandra Dommke）、马库斯·萨克（Markus Sack）、纳比尔·阿尔泽因（Nabil Alzein）、罗伯特·贝克尔（Robert Becker）、特劳特·德米拉克卡（Traute Demirakca）、加布里埃莱·恩德（Gabriele Ende）、克劳迪娅·席林（Claudia Schilling）
德国曼海姆/海德堡大学医学院中央精神健康研究所神经影像学系，曼海姆
摘要
背景
COVID-19后遗症（PCCo）影响了5-10%的SARS-CoV-2感染者，认知障碍是其主要特征之一。关于其病理生理学的核心假说包括细胞能量代谢紊乱和氧化应激，这些现象指向线粒体功能障碍。然而，大脑的能量代谢机制仍待进一步研究。
方法
我们使用3T磁共振波谱成像（31P-MRSI）技术，对27名PCCo患者和23名完全康复的对照组进行了大脑高能磷酸盐代谢的研究。我们测量了全脑范围内的ATP/PCr比率，并通过体素级和区域统计方法进行分析，同时评估了这些指标与神经心理表现（蒙特利尔认知评估和连线测试B部分）之间的相关性。统计分析中考虑了年龄作为协变量，并对扣带回皮层的不同区域进行了专门分析。
结果
PCCo患者的扣带回皮层区域显示出ATP/PCr比率显著降低。区域分析显示，前扣带回（ACC）、中扣带回（MCC）和后扣带回（PCC）的ATP/PCr比率均出现下降。ACC区域的ATP/PCr比率降低与认知功能较差密切相关。进一步分析发现，PCC患者的MCC区域细胞内pH值呈上升趋势，且pH值与ATP/PCr比率之间存在显著负相关，这表明该疾病可能导致pH调节和生物能量稳态的特异性改变。亚组分析显示，符合ME/CFS（肌痛性脑脊髓炎/慢性疲劳综合征）标准的PCCo患者也存在类似的代谢异常。
结论
我们的研究首次提供了PCCo患者大脑能量代谢受损的体内证据，其中前扣带回功能障碍与认知障碍直接相关。观察到的pH值与ATP/PCr比率之间的关系表明细胞生物能量调节存在广泛紊乱。这些发现支持线粒体功能障碍是该疾病的关键病理生理机制，并可能为针对性治疗策略提供依据。
部分内容摘录
引言
COVID-19后遗症（PCCo）是指在SARS-CoV-2感染后持续存在的症状，且这些症状无法归因于其他医学状况（1）。大约5-10%的感染者会出现PCCo（2, 3, 4）。中枢神经系统受累，尤其是认知障碍，是PCCo的主要特征（5, 6），常常导致严重的功能障碍。其潜在的病理生理机制尚未完全阐明。
关于PCCo的病理生理学概念...
研究人群特征
本研究共纳入29名患者和25名对照组。其中2名患者和1名对照组受试者因光谱数据质量不足被排除在外。另有1名对照组受试者因偶然发现而被剔除。最终研究组包括27名PCCo患者（平均年龄41.19岁，16名女性，11名男性）和23名完全康复的对照组受试者（平均年龄41.70岁，15名女性，8名男性）。所有27名患者均符合世界卫生组织（WHO）的PCCo诊断标准（1）。
COVID-19后遗症患者的区域ATP/PCr变化
全脑统计分析显示，与健康对照组相比，PCCo患者的扣带回皮层区域的ATP/PCr浓度显著降低（图2）。该差异在群体层面具有统计学意义（p<0.001，群体层面pFWE-corr=0.001），且在更宽松的临界值（p<0.01）下同样显著（群体层面pFWE-corr<0.001）。
鉴于扣带回皮层在认知控制（前扣带回，ACC）和运动功能中的不同作用...
讨论
我们的31P MRSI研究结果为PCCo患者大脑中细胞能量代谢受损提供了可靠的体内证据。通过在扣带回周围区域发现ATP/PCr比率显著降低的现象，我们首次直接证明了PCCo患者中枢神经系统的高能磷酸盐代谢存在缺陷。
重要的是，补充的体素级形态测量和点扩散校正组织成分分析也支持了这一发现（39）。
结论
总之，我们的研究首次提供了PCCo患者大脑高能磷酸盐代谢受损的体内证据。这些代谢变化，尤其是前扣带回区域的改变，与认知障碍相关，可能反映了细胞能量缓冲能力的下降或细胞内能量传递的障碍，同时可能与线粒体功能障碍有关。我们的发现为细胞生物能量调节机制的研究提供了新的证据。
致谢
加布里埃莱·恩德（Gabriele Ende）和克劳迪娅·席林（Claudia Schilling）的研究得到了巴登-符腾堡州科学与研究部“抗击SARS-CoV-2冠状病毒大流行的医学研究措施（第1499条TG 93）”项目以及“跨学科研究联盟：探究肌痛性脑脊髓炎/慢性疲劳综合征（ME/CFS）的病理机制”专项研究资金的资助。
