新证据显示病毒感染如何促进阿尔茨海默病的发展

在越来越多的证据表明病毒感染与神经退行性疾病有关的基础上,发表在《自然-通讯》上的一项新研究表明,病毒表面的某些分子可以促进与阿尔茨海默病和帕金森病等疾病有关的有毒蛋白质的聚集。

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微生物感染可以引发神经退行性疾病的想法并不是新提出的。早在20世纪50年代,科学家们就已经在推测急性病毒感染可以在几年甚至几十年后导致渐进的神经系统问题。

虽然这种关联的证据肯定在不断增加,但病毒威胁能够影响脑部疾病进展的机制仍然是坚决的假设。一个常见的假设推测,一些病毒感染可能引发异常的免疫反应,随后持续多年,最终产生与一些脑部疾病相关的神经损伤。

这项新研究提出了一种不同的机制,将病毒与脑部疾病联系起来。在一系列的实验室实验中,研究人员调查了一些病毒表面的分子如何能加强被怀疑导致阿尔茨海默病等疾病的蛋白质的传播和积累。

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该研究在实验中使用了两种病毒表面蛋白,也被称为病毒配体:在SARS-CoV-2上发现的一种刺突蛋白和一种来自导致水泡性口炎(一种影响牲畜的疾病)的病毒的糖蛋白。新研究的负责人Ina Vorberg解释了实验如何证明这些病毒蛋白既能诱导有毒蛋白的聚集,又能增强这些聚集在细胞间的传播。

Vorberg说:“我们可以证明,这些病毒蛋白既被纳入细胞膜,也被纳入细胞外囊泡。它们的存在增加了蛋白质聚集体在细胞之间的扩散,无论是通过直接的细胞接触还是通过细胞外囊泡。”

虽然这是一个新的发现,但这并不是第一个提出病毒可以直接加速有毒蛋白质聚集物扩散的机制的研究。2019年的一项引人注目的研究证明了单纯疱疹病毒1型(HSV-1)如何能诱导淀粉样蛋白的聚集,造成与阿尔茨海默病相关的有害病理征兆。

阿尔茨海默病协会的研究负责人Richard Oakley对从这项新研究中得出任何广泛的结论持谨慎态度。他表示这项工作很有趣,但它并没有告诉我们任何关于病毒如何与人脑中的痴呆症有关的信息。

Oakley说:“以前在实验室的研究表明这些蛋白质可能在细胞之间传播--这项研究表明病毒中帮助它们感染细胞的部分也可能使异常的蛋白质更容易进入。这项工作只在实验室的细胞中观察到,所以我们目前还不能说这种互动是否发生在人类的大脑中。”

英国痴呆症研究所的研究员Stephanie Fowler称这些新发现"令人激动",为病毒感染和神经退行性疾病之间的联系提供了进一步证据。但也许更重要的是,Fowler指出,这些发现可以引导研究人员找到预防脑部疾病进展的新方法。

Fowler说:“它还强调了需要更好地了解哪些细胞外囊泡表面蛋白参与控制其致病货物的细胞间转移。如果我们能找到专门针对和破坏这些过程的方法,就可以开发出新的治疗方法来减缓疾病的发展。”

这项新研究呼应了其他研究人员对SARS-CoV-2的潜在长期后果提出的担忧。去年,一个澳大利亚神经科学家小组警告说,COVID-19大流行病可能会引发潜在的"无声浪"的神经退行性疾病。

发表在《帕金森病杂志》上的一篇文章呼吁在未来几年加强对神经系统疾病的监测。研究人员注意到COVID-19可能很快增加帕金森病病例的数量,还提到在1918年西班牙流感大流行之后的几年里,帕金森病病例出现了高峰。

关于SARS-CoV-2病毒是否直接感染人脑,或者与COVID-19有关的急性神经症状是否是由于间接机制,如全身免疫激活,仍然是一个争论的问题。这项新研究确实表明SARS-CoV-2的神经入侵是可信的,但需要更多的研究来更好地了解这种新型冠状病毒如何影响大脑,以及感染是否会增加一个人未来患神经退行性疾病(ND)的风险。

“COVID-19感染可能会直接或间接地增加日后患神经系统或ND的风险,但需要进一步的研究来澄清潜在的联系,”新研究得出结论。“这里提出的结果认为,应该加强研究,以澄清病毒对神经退行性疾病和其他蛋白质错误折叠疾病中类似朊病毒的蛋白质聚集进展的影响。”

这项新研究发表在《自然通讯》杂志上。

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