SARS-CoV2-assoziierte Veränderungen der Hirnstruktur im Langzeitverlauf bei nicht-hospitalisierten Personen
Anhand von Daten der in der prä-Pandemie-Ära begonnenen, longitudinal
angelegten „UK Biobank“ konnten erstmals zerebrale MRT-Befunde vor und
nach COVID-19 bei denselben Personen erhoben und mit einer Kontrollgruppe
Nicht-Infizierter verglichen werden [1]. Im Ergebnis zeigte sich bei den
zwischenzeitlich SARS-CoV-2-Infizierten ein Rückgang an grauer Substanz im
orbitofrontalen Kortex sowie eine Abnahme der Gesamthirnmasse. Bei den
Betroffenen verschlechterten sich im Verlauf auch die kognitiven
Testergebnisse. Ob diese Veränderungen reversibel sind, ist derzeit noch
offen. Eine weitere Studie [2] zeigte eine erhöhte Rate an de novo-
Demenzen nach COVID-19 im Vergleich zu anderen Pneumonien.
Viele Studien zeigten bereits COVID-19-assoziierte Auffälligkeiten der
Gehirnstruktur. Es blieb bislang jedoch unklar, ob auch leichtere Verläufe
einer SARS-CoV-2-Infektion zu solchen Veränderungen führen können. In der
renommierten Zeitschrift Nature wurde nun eine Studie publiziert [1], die
im Rahmen der großen, longitudinalen „UK Biobank Imaging Study“ [2]
erstmals zerebrale MRT-Veränderungen bei SARS-CoV-2-infizierten Personen
untersuchte, von denen bereits vor der Pandemie ein zerebrales MRT
verfügbar war. In der 2006 begonnenen „UK Biobank Imaging Study“ wurden
seitdem über 40.000 Menschen (>45 Jahre) in vier Zentren nach
standardisierten Protokollen einer multimodalen zerebralen MRT-
Untersuchung des Gehirns unterzogen. Die Studie wurde zunächst aufgrund
der Pandemie pausiert; ab Februar 2021 wurde dann begonnen, Teilnehmende
zu einem weiteren MRT-Scan einzuladen. In der Zwischenzeit hatten viele
von ihnen eine SARS-CoV-2-Infektion durchgemacht.
Um den potenziellen Einfluss einer SARS-CoV-2-Infektion auf die
Gehirnstruktur zu untersuchen, wurden die zwei Scans (vor und nach
COVID-19) mit nicht an COVID-19 erkrankten Teilnehmenden verglichen. Die
Verfügbarkeit der Bildgebung vor der Infektion minimierte die
Wahrscheinlichkeit, dass unbekannte präexistente Risikofaktoren oder
Auffälligkeiten später als COVID-bedingt fehlinterpretiert wurden. Auch
waren Teilnehmende mit zerebralen Zufallsbefunden im ersten Scan von der
Studie ausgeschlossen. Die Gruppen waren umfassend gematcht, d. h. es gab
keine signifikanten Unterschiede hinsichtlich Alter, Geschlecht,
Ethnizität, mittlerem Blutdruck, Diabetes mellitus, Gewicht/BMI, Alkohol-
und Nikotinkonsum oder dem sozioökonomischen Status („Townsend
Deprivations-Index“).
Von 785 geeigneten Personen in der Biobank (Alter 51-81) mit jeweils zwei
zerebralen MRT-Untersuchungen hatten 401 Personen zwischen den beiden
Scans eine SARS-CoV-2-Infektion erlitten, 15 von ihnen waren stationär
behandelt worden. Zwischen der Infektionsdiagnose und dem zweiten Scan
lagen durchschnittlich 141 Tage. Zur Kontrollgruppe zählten 384 Personen.
Das Intervall zwischen den beiden Gehirnscans betrug in beiden Gruppen im
Mittel 3,2 ± 1,6 Jahre.
Im Ergebnis zeigten sich signifikante longitudinale Effekte bzw. MRT-
Veränderungen in der Gruppe der zwischenzeitlich SARS-CoV-2-Infizierten.
Dazu gehörten eine Abnahme grauer Substanz und eine Abnahme des
Gewebekontrasts im orbitofrontalen Kortex (Hirnrinde im vorderen Bereich
über den Augenhöhlen) und im sogenannten parahippocampalen Gyrus (Teil des
im Schläfenlappen gelegenen limbischen Systems). Auch zeigten sich
Gewebeveränderungen bzw. -schäden in Hirnregionen, die funktionell mit dem
primären Riechkortex verbunden sind, sowie eine stärkere Abnahme der
Gesamthirnmasse. Die zwischenzeitlich SARS-CoV-2-Infizierten wiesen auch
in kognitiven Tests deutlich mehr Verschlechterungen (in der Zeit zwischen
den beiden Scans) auf als Nicht-infizierte. Diese longitudinalen
Gruppenunterschiede (in Bildgebung und Kognition) blieben auch bestehen,
wenn die 15 Teilnehmenden, die wegen COVID-19 hospitalisiert waren, nicht
in die Statistik einbezogen wurden.
Der Pathomechanismus SARS-CoV-2-assoziierter Gehirnveränderungen muss nun
weiter erforscht werden. Die Forschenden diskutieren eine Verbreitung des
Virus über olfaktorisch-neuronale Wege und entzündliche Vorgänge. Auch der
Wegfall des sensorisch-olfaktorischen Inputs aufgrund des Verlustes des
Geruchssinns (Anosmie) könnte indirekt strukturelle Veränderungen
verursacht haben, so die Autorinnen und Autoren der Studie.
„Die Daten der UK Biobank zeigen, dass es für die neurologischen Post-
COVID-Symptome ein morphologisches Korrelat gibt“, kommentiert Prof. Dr.
med. Peter Berlit, Generalsekretär der DGN. „Ob die in der Bildgebung
dokumentierten Veränderungen im Verlauf reversibel sind oder im Sinne
einer Neurodegeneration langfristig persistieren, muss nun im Follow-up
weiter untersucht werden.“
Eine weitere Studie [3] beschreibt ebenfalls COVID-19-assoziierte
funktionelle zerebrale Veränderungen. Hier hatten die über 10.000
Betroffenen allerdings alle eine SARS-CoV-2-Pneumonie mit schwerem
Verlauf. Bei 3% entwickelte sich nach >30 Tagen eine neu auftretende
Demenz. Das Demenzrisiko nach einer SARS-CoV-2-Pneumonie war in dieser
Studie 30% höher (OR 1,3) als bei nicht-COVID-19-assoziierten Pneumonien.
Die Definition einer neu aufgetretenen Demenz erfolgte anhand primärer
Diagnoseschlüssel nach ICD-10-CM (F01.5, F02.8, F03.9, G30, G31, G32).
Betroffene mit dokumentierten präexistenten Demenz-Symptomen oder
kognitiven Defiziten waren ausgeschlossen. Komorbiditäten, die das Risiko
einer Demenz-Entwicklung erhöhen können, wurden in der Multivarianzanalyse
berücksichtigt (z. B. Hypertonie, Drogen-, Nikotin- und Alkoholkonsum,
bestimmte neurologische und psychiatrische Erkrankungen).
„Die Daten zeigen, dass das Virus, wenn auch zum Glück nur in seltenen
Fällen, auch im Langzeitverlauf zu Veränderungen im Gehirn führen kann.
Vor diesem Hintergrund bietet die Impfung nicht nur einen Schutz vor
schweren Akutverläufen der Infektion, sondern auch vor Folgeschäden“, so
das Fazit des Experten.
[1] Douaud G, Lee S, Alfaro-Almagro F et al. SARS-CoV-2 is associated with
changes in brain structure in UK Biobank. Nature 2022 Mar 7. doi:
10.1038/s41586-022-04569-5. Online ahead of print.
[2] https://www.ukbiobank.ac.uk/ex
further/imaging-study
[3] Qureshi AI, Baskett WI, Huang W et al. New Onset Dementia Among
Survivors of Pneumonia Associated with Severe Acute Respiratory Syndrome
Coronavirus 2 Infection. 2022 Infectious Diseases Society of America.
https://watermark.silverchair.
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