腸道感染在阿爾茨海默病中的驚人作用
一項(xiàng)新研究表明,一種常見病毒與阿爾茨海默病之間存在關(guān)聯(lián)。這種病毒會(huì)從腸道傳播到大腦,可能成為抗病毒治療的靶點(diǎn)。
亞利桑那州立大學(xué)
12月19日
亞利桑那州立大學(xué) (Arizona State University,ASU) 和班納阿爾茨海默病研究所(Banner Alzheimer’s Institute)的研究人員及其合作者發(fā)現(xiàn),一種由常見病毒引起的慢性腸道感染與部分人群阿爾茨海默病的發(fā)展之間存在著令人驚訝的關(guān)聯(lián)。研究結(jié)果近日發(fā)表在《阿爾茨海默病與失智癥》(Alzheimer‘s & Dementia)雜志上。
研究于2024年12月19日發(fā)表在《Alzheimer's & Dementia》(最新影響因子:13.0)雜志上
據(jù)信,大多數(shù)人在生命的前幾十年里都會(huì)接觸到這種名為巨細(xì)胞病毒(Cytomegalovirus,HCMV)的病毒。巨細(xì)胞病毒是九種皰疹病毒之一,但不屬于性傳播疾病。該病毒通常通過接觸體液傳播,且僅在病毒活躍時(shí)才會(huì)傳播。
根據(jù)這項(xiàng)新研究,在一些人體內(nèi),該病毒可能會(huì)在腸道中持續(xù)處于活躍狀態(tài),并通過迷走神經(jīng)(連接腸道和大腦的關(guān)鍵信息通道)傳播到大腦。一旦進(jìn)入大腦,病毒會(huì)改變免疫系統(tǒng),并導(dǎo)致與阿爾茨海默病相關(guān)的其他變化。
如果研究人員的假設(shè)得到證實(shí),他們或許能夠評(píng)估現(xiàn)有抗病毒藥物能否治療或預(yù)防這種形式的阿爾茨海默病。他們目前正在開發(fā)一種血液檢測(cè)方法,以識(shí)別攜帶活躍 HCMV 感染且可能從抗病毒治療中獲益的人群。
“我們認(rèn)為發(fā)現(xiàn)了一種生物學(xué)上獨(dú)特的阿爾茨海默病亞型,它可能影響 25% 至 45% 的阿爾茨海默病患者,”該研究的共同第一作者、亞利桑那州立大學(xué) Banner 神經(jīng)退行性疾病研究中心的助理研究教授 Ben Readhead 博士說,“這種阿爾茨海默病亞型包括用于診斷的微觀大腦異常標(biāo)志,淀粉樣蛋白斑塊和神經(jīng)纖維纏結(jié),并在大腦中呈現(xiàn)出病毒、抗體和免疫細(xì)胞的獨(dú)特生物學(xué)特征。”
來自亞利桑那州立大學(xué)、Banner 阿爾茨海默病研究所、Banner Sun Health 研究所和轉(zhuǎn)化基因組學(xué)研究所(TGen)的研究人員領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)合作研究,參與者還包括來自馬薩諸塞大學(xué)醫(yī)學(xué)院、系統(tǒng)生物學(xué)研究所、拉什大學(xué)醫(yī)學(xué)中心、西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院和其他機(jī)構(gòu)的研究人員。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,部分接觸過 HCMV 的人會(huì)患上慢性腸道感染。病毒隨后進(jìn)入血液或通過迷走神經(jīng)傳播到大腦。在那里,它被大腦的免疫細(xì)胞小膠質(zhì)細(xì)胞識(shí)別,這些細(xì)胞會(huì)啟動(dòng)一種名為 CD83 的特定基因的表達(dá)。病毒可能促進(jìn)與阿爾茨海默病發(fā)展相關(guān)的生物學(xué)變化。
大腦免疫細(xì)胞的作用
小膠質(zhì)細(xì)胞,即大腦的免疫細(xì)胞,在應(yīng)對(duì)感染時(shí)被激活。雖然最初具有保護(hù)作用,但小膠質(zhì)細(xì)胞活動(dòng)的持續(xù)增強(qiáng)可能導(dǎo)致慢性炎癥和神經(jīng)元損傷,這與包括阿爾茨海默病在內(nèi)的神經(jīng)退行性疾病的進(jìn)展有關(guān)。
在今年早些時(shí)候發(fā)表于《自然-通訊》(Nature Communications)的一項(xiàng)研究[2]中,研究人員發(fā)現(xiàn),患有阿爾茨海默病的研究參與者死后的大腦中, CD83 陽性小膠質(zhì)細(xì)胞的存在概率高于未患阿爾茨海默病的研究參與者。在探究這一現(xiàn)象的原因時(shí),他們在這些研究對(duì)象的腸道中發(fā)現(xiàn)了一種抗體,這支持了感染可能促進(jìn)這種阿爾茨海默病形式的可能性。
研究于2024年7月10日發(fā)表在《Nature Communications》(最新影響因子:14.7)雜志上
在最新的研究中,研究人員試圖了解是什么驅(qū)動(dòng)了腸道抗體的產(chǎn)生。他們檢查了這些相同個(gè)體的腦脊液,發(fā)現(xiàn)這些抗體專門針對(duì)巨細(xì)胞病毒(HCMV)。這促使他們尋找這些受試者腸道和腦組織中存在 HCMV 感染的證據(jù),并成功找到。
他們還在這些受試者的迷走神經(jīng)中發(fā)現(xiàn)了 HCMV,這提出了病毒可能通過此途徑傳播到大腦的可能性。與拉什大學(xué)(RUSH University)合作,研究人員能夠在另一組獨(dú)立的阿爾茨海默病患者中再現(xiàn)巨細(xì)胞病毒感染與 CD83 陽性小膠質(zhì)細(xì)胞之間的關(guān)聯(lián)。
為進(jìn)一步研究該病毒的影響,研究團(tuán)隊(duì)隨后使用人腦細(xì)胞模型來展示病毒誘導(dǎo)與這種特定形式的阿爾茨海默病相關(guān)的分子變化的能力。暴露于病毒確實(shí)增加了淀粉樣蛋白和磷酸化 tau 蛋白的產(chǎn)生,并促進(jìn)了神經(jīng)元的退化和死亡。
HCMV是部分人群罹患阿爾茨海默病的罪魁禍?zhǔn)讍幔?/strong>
HCMV 可感染所有年齡段的人類。在大多數(shù)健康個(gè)體中,感染無癥狀發(fā)生,但可能表現(xiàn)為輕度流感樣疾病。約 80% 的人在 80 歲時(shí)顯示出抗體存在的證據(jù)。然而,研究人員僅在部分個(gè)體中檢測(cè)到腸道 HCMV 感染,且這種感染似乎是病毒存在于大腦中的相關(guān)因素。因此,研究人員指出,幾乎每個(gè)人都會(huì)接觸到 HCMV,但這不應(yīng)引起擔(dān)憂。
盡管研究人員 100 多年前就提出有害病毒或微生物可能促進(jìn)阿爾茨海默病的發(fā)生,但一直沒有發(fā)現(xiàn)與該病持續(xù)相關(guān)的單一病原體。
研究人員提出,這兩項(xiàng)研究說明了感染對(duì)大腦健康和神經(jīng)退行性病變可能產(chǎn)生的廣泛影響。然而,他們補(bǔ)充說,需要獨(dú)立研究來驗(yàn)證他們的發(fā)現(xiàn)和由此產(chǎn)生的假設(shè)。
大腦的免疫細(xì)胞(淺藍(lán)色/紫色)被展示出與阿爾茨海默病相關(guān)的有害蛋白質(zhì)團(tuán)塊(紅色的淀粉樣蛋白斑塊)相互作用。該圖例強(qiáng)調(diào)了小膠質(zhì)細(xì)胞在監(jiān)控腦部健康和清除廢物方面的作用
該研究得到了 NOMIS 基金會(huì)、Banner 阿爾茨海默病基金會(huì)、美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院和亞利桑那州阿爾茨海默病聯(lián)合會(huì)的支持。亞利桑那州獨(dú)特的生物樣本庫(kù),特別是 Banner Sun Health 研究所的腦與身體捐贈(zèng)項(xiàng)目,提供了組織樣本和資源,包括結(jié)腸、迷走神經(jīng)、大腦和腦脊液。由拉什大學(xué)主導(dǎo)的宗教團(tuán)體研究(Religious Orders Study)和記憶與衰老研究(Memory and Aging Study)提供了額外的大腦樣本和數(shù)據(jù)。這使得研究人員能夠進(jìn)行更為細(xì)致的研究,強(qiáng)調(diào)了阿爾茨海默病的系統(tǒng)性而非純粹神經(jīng)性的根源。
“能夠獲取來自同一個(gè)體的不同組織對(duì)我們至關(guān)重要。這使我們能夠?qū)⒀芯空掀饋?/strong>。據(jù)我所知,亞利桑那州立大學(xué)是唯一能夠進(jìn)行此類研究的地方,我們感謝 Banner Health 腦與身體捐贈(zèng)項(xiàng)目提供的支持,”該中心的 Edson 失智癥研究冠名教授 Readhead 說。
“我們非常感謝我們的研究參與者、同事和支持者,是他們給了我們推進(jìn)這項(xiàng)研究的機(jī)會(huì),這是我們?nèi)魏我粋(gè)人都無法獨(dú)自完成的,” Banner 阿爾茨海默病研究所所長(zhǎng)兼本研究的高級(jí)作者 Eric Reiman 博士說。“我們很興奮有機(jī)會(huì)讓研究人員以能夠影響阿爾茨海默病的研究、分型、治療和預(yù)防的方式驗(yàn)證我們的發(fā)現(xiàn)。”
最近的研究結(jié)果提出了一個(gè)重要問題:抗病毒藥物是否能幫助治療患有慢性 HCMV 感染的阿爾茨海默病患者?
研究人員目前正在開發(fā)一種血液檢測(cè)方法來識(shí)別患有這種慢性腸道 HCMV 感染的人群。他們希望將其與新興的阿爾茨海默病血液檢測(cè)方法結(jié)合使用,以評(píng)估現(xiàn)有的抗病毒藥物是否可用于治療或預(yù)防這種形式的阿爾茨海默病。
創(chuàng)立于1885年的亞利桑那州立大學(xué)
參考文獻(xiàn)
Source:Arizona State University
The surprising role of gut infection in Alzheimer’s disease
References:
[1]. Readhead BP, Mastroeni DF, Wang Q, et al. Alzheimer's disease-associated CD83(+) microglia are linked with increased immunoglobulin G4 and human cytomegalovirus in the gut, vagal nerve, and brain. Alzheimer's Dement. 2024; 1-12. https://doi.org/10.1002/alz.14401
[2]. Wang, Q., Antone, J., Alsop, E. et al. Single cell transcriptomes and multiscale networks from persons with and without Alzheimer’s disease. Nat Commun 15, 5815 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-49790-0
關(guān)愛父母 關(guān)注阿爾茨海默病
原文標(biāo)題 : 腸道感染在阿爾茨海默病中的驚人作用

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