去年一年,雖說阿爾茲海默?。ˋD)的藥物失敗了好幾個,不過人們對它認識還是前進了不少。比如發(fā)現(xiàn)tau蛋白的作用一直搞反了、神經中淀粉樣蛋白前體蛋白還會基因重組。其中最重要的恐怕還是皰疹病毒可能是導致AD的病因之一。
這一發(fā)現(xiàn)有力地支持了AD病因的感染假說,那其它病原體的感染會不會也有可能和AD的發(fā)生有關呢?
近日,貝勒醫(yī)學院的WuYifan和DavidCorry等研究發(fā)現(xiàn),白色念珠菌,一種十分常見,時不時還會引起口腔潰瘍的真菌,可以輕易通過血腦屏障,造成大腦皮層無癥狀感染,形成與AD斑塊相似的膠質肉芽腫,并造成短暫的記憶障礙。相關研究發(fā)表在NatureCommunication上[1]。
白色念珠菌也叫白假絲酵母,廣泛存在于人體的皮膚黏膜上,是皮膚黏膜正常菌群的一員。但在免疫力低下時,白色念珠菌就要出來刷刷存在感了。像很多人都不在意的口腔潰瘍,常常就是白色念珠菌引起的。嚴重的時候,白色念珠菌甚至有可能侵入血液,造成侵襲性念珠菌病(這種情況多發(fā)生在住院病人中,尤其是ICU)[2]。
所謂趁你病要你命。這些病人本身抵抗力就差,再來個念珠菌感染,哪怕是在醫(yī)療條件相對發(fā)達的美國,住院兒童和成人的死亡率也會因此增加10.0%和14.5%,平均每年造成10億美元的經濟損失[3]。
而且念珠菌似乎還特別容易影響大腦。在尸檢中,念珠菌感染一直是真菌性腦膿腫最常見的病因,沒有之一[4]。流行病學也顯示,白色念珠菌感染可能和多種精神疾病也有關系[5]。
平時沒啥存在感的白色念珠菌竟然能造成如此嚴重的結果!這也讓WuYifan和DavidCorry決定好好研究一下念珠菌的感染,特別是其對大腦的影響。
研究人員按照前人的方法[5],通過靜脈注射白色念珠菌構建了小鼠模型。為了避免小鼠大量死亡,并更準確的模擬更為常見的短期無癥狀感染,研究人員還特意把注射的菌數從10萬~100萬降低到了2.5萬。
這種條件下,白色念珠菌依然輕松通過了血腦屏障。在接種4天后,小鼠大腦中檢出了白色念珠菌,一直持續(xù)到接種后第10天。不過在這一過程中,小鼠沒有出現(xiàn)任何發(fā)熱、低體溫或行為異常,更沒有死亡發(fā)生。小鼠腦中的白色念珠菌也始終保持酵母形態(tài),沒有轉化成更具侵襲性的菌絲體。
精神方面,這種短暫輕微的白色念珠菌感染也沒有造成任何異常,只是受感染的小鼠在T型迷宮中的表現(xiàn)略差,工作空間記憶能力受到了一定的影響。在感染清除后,小鼠的記憶能力也恢復了正常。
接下來,研究人員在接種白色念珠菌4天后處死小鼠,切片觀察了它們的腦組織。在這些小鼠的大腦皮層中,研究人員發(fā)現(xiàn)了許多散在的大致球形的病灶,直徑在50~200μm左右。
熒光染色顯示,這些病灶的中心聚集了大量的白色念珠菌,而周圍則包繞著星形膠質細胞和小膠質細胞。研究人員將這種病灶命名為真菌誘導的膠質肉芽腫(FIGG)。
在FIGG中,研究人員觀察到了跟免疫有關的NF-κB信號通路的激活,小膠質細胞的活化和增殖,以及IL-1β、IL-6、TNF等多種細胞因子的分泌。特別是淀粉樣蛋白前體(APP)和β淀粉樣蛋白(Aβ)的水平,在FIGG中也升高了。這些現(xiàn)象,在AD斑塊中同樣存在。
在FIGG中,高表達APP的區(qū)域主要是核心區(qū)周圍的膠質細胞增生區(qū),而Aβ卻主要集中在FIGG中心,和其中的白色念珠菌直接接觸。
此前,有研究顯示Aβ可能是中樞神經系統(tǒng)中的抗菌斗士,或許在這里,與真菌直接接觸的Aβ也是來抗感染的?
研究人員在APP缺失小鼠和過表達的小鼠中進行了試驗。確實,缺少了APP的小鼠,清除大腦中白色念珠菌的能力下降了,而過表達APP的小鼠,清除能力顯著增強。
進一步的研究發(fā)現(xiàn),Aβ一方面刺激小膠質細胞產生了一種可溶性抗真菌物質,另一方面也增強了小膠質細胞的吞噬能力。
值得注意的是,Aβ聚集,以及小膠質細胞活化等炎癥反應,在AD斑塊中同樣存在[7],而試驗中的小鼠也出現(xiàn)了短暫的記憶力下降。
雖說感染清除后,小鼠的記憶力很快恢復了,而且FIGG中的Aβ主要是可溶的,但可以想象,如果這樣的輕度感染反復發(fā)生,是有可能造成Aβ沉積,導致永久性腦損傷和認知障礙的。
在以往的研究中也發(fā)現(xiàn),AD患者的大腦中存在真菌[8],以及用來水解真菌細胞壁的幾丁質酶[9]。而與真菌有關的過敏性哮喘,也與癡呆風險升高有關[10]。
論文通訊作者Corry表示:“這些發(fā)現(xiàn)表明,真菌在人類疾病中的作用可能遠遠超出過敏性氣道疾病和敗血癥。研究結果促使我們考慮,在某些情況下,真菌也可能參與慢性神經退行性疾病的發(fā)展,如阿爾茨海默病、帕金森病和多發(fā)性硬化癥。我們目前正在探索這種可能性。”