中风的病理学出奇地复杂。简单来说，中风发生在通往大脑特定区域的血液供应中断时，切断该区域的氧气和营养供应。这种剥夺会导致局部脑细胞损伤和死亡。
但在血流中断后的几天内，免疫系统也会通过炎症反应对已经受损的大脑造成相当大的损害。斯坦福大学的一个研究小组的新研究已经确定了中风后驱动脑损伤的免疫细胞亚群，这提高了抑制免疫系统可能是治疗缺血性脑损伤的一种有希望的方法的可能性。更令人惊讶的是，对中风的大部分免疫反应似乎始于肠道，这为我们不断发展的对肠-脑轴的理解提供了新的视角。这项研究发表在7月1日的《自然免疫学》杂志上。
中风以两种方式表现出来：要么是大脑中的动脉破裂——引起出血性中风——要么是动脉被堵塞，通常是被血栓堵塞，引起更常见的缺血性中风。在这项新研究中，作者使用正电子发射断层扫描来扫描在单个大脑动脉血流中断45分钟的小鼠体内的免疫系统活动，模拟缺血性中风。
具体而言，该研究寻找髓样细胞（有时被称为免疫系统“第一反应者”）活化的增加。髓样细胞表面带有一种称为TREM1的分子，或髓样细胞1上表达的触发受体，它可以放大免疫反应。通常，TREM1驱动免疫系统抵抗感染，但当它过于激进时，它不仅会导致中风，还会导致其他严重疾病，如心脏病和癌症。
在人为诱发中风后不久，研究小鼠血液和脾脏（许多免疫细胞的所在地）中的髓样细胞中的TREM1水平升高。中风发生后一到两天内，这些富含TREM1的细胞已经轰击了大脑的受影响区域。似乎过度兴奋的TREM1正在加剧脑损伤。一项后续实验提供了进一步的证实。
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当TREM1基因被删除的小鼠遭受中风时，它们的大脑损伤明显减轻，并且表现出更高的存活率。缺乏TREM1的小鼠脚步更敏捷，并且能够更好地用后腿站立。
也许更引人注目的是，中风还点燃了受影响小鼠胃肠道中的免疫活动。当我们——或小鼠——遭受中风时，主要位于大脑和脊髓之外的交感神经系统会向肠道发出信号，使其通常紧密的内衬松动。然后，细菌可以穿过肠壁迁移，刺激髓样细胞，并增加中风后感染的风险。研究人员发现，中风后，称为巨噬细胞的髓样细胞表面的TREM1水平也升高，使身体和大脑遭受更多的炎症。
斯坦福大学神经病学教授、资深研究共同作者卡特琳·安德烈亚森说：“免疫或炎症反应正在成为许多神经系统疾病的真正共同点。”“我们提出的问题是：中风后涉及哪些免疫学途径？我们认为我们找到了一个。”
安德烈亚森实验室正在进行的许多研究都集中在理解免疫系统和大脑之间的界面，特别是在神经系统疾病中，不仅包括中风，还包括阿尔茨海默病。她指出中风的治疗率非常糟糕，只有少数患者在正确的时间框架内获得正确的治疗。“我们想看看是否可以调节免疫反应，并在中风中获得更好的结果，”她说。
威尔康奈尔医学院费尔家庭脑与精神研究所主任康斯坦丁诺·伊阿德科拉评论说：“我发现这项研究很新颖，并且符合系统性因素对大脑对损伤的反应方式产生强大影响的新兴观点。” 伊阿德科拉没有参与安德烈亚森的研究，但对它的意义表示赞同。“直到 1990 年代，大部分中风研究都只关注神经元，通常在培养皿中，”他说。“但现在我们知道，整个身体都会对脑损伤做出反应，并且外周器官系统会促进脑损伤的演变。”
安德烈亚森和她的同事，包括研究共同作者和斯坦福大学博士后研究员刘庆坤，通过施用一种名为LP17的蛋白质的一部分（TREM1的组成部分）重现了他们的结果。LP17充当诱饵，转移了通常增加TREM1基因表达的分子靶标。在脑血流恢复后给予LP17的小鼠中，脑损伤明显减轻——髓样细胞的存在也减少了。与接受安慰剂治疗的小鼠相比，中风影响的大脑区域缩小了一半以上。更重要的是，早在48小时后注射LP17似乎就可以改善随后几天的运动和神经功能。
目前，中风的治疗方法是使用溶解罪魁祸首血栓的药物或进行血栓切除手术。这两种方法都可能非常有效，但正如安德烈亚森指出的那样，只有一部分患者有资格接受它们，而且许多患者接受治疗的时间太晚而无法有效。“我们在这项研究中关注的有害免疫活动持续数天，可能是一个新的靶点，”安德烈亚森说。
伊阿德科拉补充说：“TREM1抑制对大脑和肠道产生的显着保护作用，提高了‘降低’免疫系统‘增益’可能对中风有益的可能性。”“这适用于现有疗法不适用的患者，或目前大多数中风患者。”他还指出，如果TREM1抑制可以防止中风后肠道通透性增加，那么个体感染的风险就会降低，而感染是主要的死亡原因。
安德烈亚森计划继续这条研究路线，测试TREM1抑制疗法可以进行到多远。她和她的同事也希望在不久的将来在人体上测试相同的免疫途径。
她说：“我们还有很多工作要做。”“我现在正在写我的资助申请！”