病毒在阿兹海默症中起作用的更确凿证据

一项为该疾病寻找新药物靶点的研究意外地牵涉到两种疱疹病毒

一项甚至让研究作者也感到惊讶的新发现,为微生物在阿兹海默症中起作用这一有争议的观点提供了支持。这项于6月21日发表在《神经元》(Neuron) 上的研究发现,确凿的迹象表明,某些类型的疱疹病毒可能促进导致该疾病的复杂过程,该疾病困扰着约 570 万美国人。该研究指出病毒可能是推动疾病进展的帮凶,但并未表明阿兹海默症可能在通过偶然接触传播后开始。

研究界一直在寻求对阿兹海默症病理学的新见解,因为数十年的研究和数百次失败的临床试验只导致了对其潜在生物学机制的分歧——并且没有出现新的治疗方法来改变这种记忆剥夺性疾病的进程。长期存在的淀粉样蛋白假说认为,症状是由大脑淀粉样β蛋白斑块的积聚引发的,但旨在清除这些斑块的药物试验迄今为止均以失败告终。持怀疑态度的研究人员一直在寻找其他解释,一些人将注意力集中在微生物上。2016 年 3 月,在《阿兹海默症杂志》(Journal of Alzheimer’s Disease) 上,33 位国际科学家撰写了一篇社论,敦促研究界认真考虑病原体可能参与其中的观点。

西奈山伊坎医学院遗传学家和基因组科学家,以及这篇新论文的资深作者乔尔·达德利,在他的实验室于 2013 年开始进行这项新发表的研究时,并没有打算调查这一理论。他与同事制定的计划是通过观察疾病期间大脑中发生的分子变化来确定可能的新阿兹海默症药物靶点。


支持科学新闻业

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们今天世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。


由于一项由 NIH 领导的新型公私合作伙伴关系,名为加速药物合作计划 – 阿兹海默症 (AMP-AD),该团队得以访问来自 876 个大脑的数据——有些是健康的大脑,有些是患有早期或晚期阿兹海默症的大脑。他们使用 DNA 和 RNA 测序来解析各组之间的基因差异,以及遗传基因如何表达或转化为 RNA 的差异。那时他们开始得到奇怪的结果。“算法不断返回这种病毒生物学模式,”达德利说。

该团队在阿兹海默症患者的大脑中发现了比健康大脑更多的病毒 DNA——特别是,来自人疱疹病毒 6A (HHV-6A) 的高水平 DNA。HHV-6A 和 HHV-7 的 RNA 在阿兹海默症患者的大脑中也高于健康大脑,并且病毒 RNA 水平与临床症状的严重程度相关。HHV-6A 是一种通常无症状的病毒,在人生的后期感染人群。HHV-7 感染超过 80% 的婴儿,通常会导致皮疹。

然后,他们试图确定病毒是否参与了阿兹海默症的进展,或者它们是否是旁观者或疾病的某种后果;例如,患有阿兹海默症的人可能更容易感染病毒。为了探究这个问题,该团队创建了一个相当于生物社交网络的网络,以探究各种分子和基因信号如何相互作用。他们发现病毒基因正在影响其他已知的阿兹海默症基因和分子——这证明病毒至少在指导疾病过程的一部分。“这真的很引人注目,”西奈山神经学家和淀粉样蛋白专家,共同作者萨姆·甘迪说。病毒“似乎正在与包含一些熟悉的阿兹海默症相关基因的网络对话。” 研究人员还鉴定出一种 microRNA——一种通常关闭基因的短分子——它在阿兹海默症患者的大脑中被 HHV-6A 病毒抑制。当他们后来培育出缺乏这种 microRNA 的小鼠时,他们发现这些啮齿动物的大脑中形成的淀粉样蛋白斑块比 microRNA 水平正常的小鼠更大、更丰富。

阿兹海默症界对这些发现仍然持谨慎态度。“几十年来,人们已经提出并研究了微生物和病毒在阿兹海默症中的可能作用,但之前的研究并未解释它们可能如何联系起来。这是第一个基于多个大型数据集提供证据来支持这一观点的研究,”阿兹海默症协会科学项目和外展主任基思·法戈说。但是,“需要更多的研究来确切地发现它们可能发挥什么作用(如果有的话)。新的发现并不能证明病毒会导致阿兹海默症的发生或促进其进展。”

甘迪和达德利强调,他们不认为阿兹海默症是一种像普通感冒一样可以传播的传染病。“我相信的是,在基因或生理上易感的人群中,病毒充当了该疾病的激动剂,”达德利说——许多过程可能参与其中,病毒只是其中的一小部分。例如,大多数人都有抗体表明他们感染过 HHV-7,但很少有人患上阿兹海默症。最近的研究也表明,病毒与帕金森病肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 的发展有关。

然而,即使病毒只是加速疾病进展,这一认识也可能为诊断和治疗阿兹海默症开辟更好的途径。可能可以使用某些病毒的生物标志物来识别高危人群。也可以探索抗病毒药物作为潜在的预防性治疗。2018 年 2 月,台湾研究人员报告称,感染单纯疱疹病毒 1 (HSV-1)(引起唇疱疹的病毒)的人,如果接受抗病毒药物治疗,患老年痴呆症的可能性比未接受治疗的感染者低 90%。

HSV-1 是一种与 HHV-6A 和 HHV-7 不同的病毒,但达德利的团队也发现,阿兹海默症患者的大脑中与 HSV-1 相关的遗传物质水平高于正常水平。许多其他论文已将 HSV-1 与阿兹海默症联系起来,研究也表明细菌是罪魁祸首,包括引起肺炎的细菌和引起莱姆病的螺旋体

由马萨诸塞州总医院神经学家罗伯特·莫伊尔及其同事领导的一系列研究提出了一种可能的理论,将这些不同的病原体发现联系起来:β 淀粉样蛋白可能作为针对损伤或入侵病原体的免疫反应的一部分在大脑中积累。在 6 月 21 日在线发表的另一篇《神经元》论文中,莫伊尔及其同事报告称,淀粉样β肽与 HSV-1 和 HHV-6 结合并将其困住,从而有助于抵抗感染。感染这些疱疹病毒的小鼠也会迅速积累β 淀粉样蛋白斑块。他们的理论认为,当感染期间积累了足够的β 淀粉样蛋白斑块时,它们会引发炎症和其他无益的反应,例如产生导致神经元死亡的 tau 蛋白缠结。斑块还会提醒大脑免疫细胞(称为小胶质细胞),表明情况不妙;这些细胞会启动免疫级联反应,杀死更多的神经元。这个过程的最终结果——最初是对微生物入侵的一种看似保护性的反应——可能是阿兹海默症。

加强这一有争议的观点的证据将是困难的。达德利在会议上遇到了一些研究人员,他们向他吐露,他们也收集了表明病原体与该疾病有关的数据,但他们太害怕发表了——因为担心会被阿兹海默症界排斥。英国曼彻斯特大学的神经生物学家露丝·伊扎基领导了许多将 HSV-1 与阿兹海默症联系起来的研究,她说她因追求这条研究路线而遭受了“嘲笑和尖刻的敌意”。

但达德利愿意接受风险并向前推进。“听着,如果我们没有发现这些病毒,我的生活也会更轻松,”他说。“但数据就是数据。”

© . All rights reserved.