美国国立卫生研究院: 嗅球的小胶质细胞有助于保护大脑免受感染

来自健康供体的人类T淋巴细胞（或称T细胞）扫描电镜图。 [图片来源：美国国立过敏和传染病研究院（NIAID）]

美国国立卫生研究院下属机构——美国国立神经疾病和脑卒中研究院（National Institute of Neurological Disorders and Stroke，NINDS），发现了一种特殊的前线防御机制，可限制嗅球的感染并保护嗅球神经元免受感染造成的损害。嗅球是鼻腔神经元对吸入气体做出反应，并将信号传递至大脑的一个区域。虽然鼻腔神经的位置和与外界的接触使其容易成为空气中病毒的感染目标，但病毒性呼吸道感染很少会通过嗅球感染大脑并导致致命性脑炎。该研究结果发表在《科学-免疫学》（Science Immunology）。

NINDS高级研究员Dorian McGavern博士领导的研究团队，利用可被荧光显微镜追踪的特殊病毒，发现病毒感染被限制在鼻内，不能通过嗅球扩散到整个中枢神经系统。

McGavern 博士说：“空气传播的病毒一直在挑战我们的免疫系统，但我们很少会发现病毒感染引发的神经疾病。这表明这个区域的免疫系统能够很好地保护大脑。”

更多的实验表明，我们低估了小胶质细胞帮助免疫系统识别病毒的能力，小胶质细胞是中枢神经系统的免疫细胞，可抑制神经元的损伤。神经元与其他组织不同，大部分的神经元不可再生，因此，这种节约神经细胞的做法至关重要。

正因如此，中枢神经系统进化出多种防御机制，以抵御病原体。然而，当空气传播的病毒被吸入时，这些病毒穿过鼻腔并作用于名叫嗅觉上皮的组织，这种组织负责我们的嗅觉。嗅觉系统边缘的神经元通过鼻腔内侧的骨头伸出细小的突起。这些突起内联大脑，传递空气中的气味信息。嗅觉上皮的神经元也为病毒提供了直通大脑的便捷途径，可绕过中枢神经系统的屏障。

McGavern博士说：“如果病毒通过气道感染神经元的突起，病毒就有机会进入大脑，最终引发脑炎或脑膜炎。我们非常想了解在鼻腔嗅觉神经元（其末端为嗅球）与大脑其他部位的连接处形成的免疫反应。”

McGavern博士的团队成功证明，CD8 T细胞是免疫系统的一部分，负责控制病毒感染，它在保护鼻腔组织感染后的大脑中发挥重要作用。他的团队通过先进的显微镜实时观察CD8 T细胞如何保护大脑免受鼻病毒感染。

有趣的是，CD8 T细胞似乎并不会直接与神经元（主要是受感染的细胞群）反应，反而与小胶质细胞作用。小胶质细胞是中枢神经系统的免疫细胞，它们像吸尘器一样清除细胞碎片和死细胞物质。病毒感染发生后，小胶质细胞像是被感染了一样，从周围环境中吸收病毒物质并呈递给免疫系统。

通过这种方式，受感染的嗅觉神经元能将病毒颗粒“传给”小胶质细胞，然后由T细胞检测。随后，T细胞做出反应，释放抗病毒分子，清除神经元的病毒而无需杀伤细胞。因为小胶质细胞属于可再生的细胞类型，从进化的角度来看，这种相互作用十分有意义。

McGavern博士说：“免疫系统进化出不惜一切代价保护神经元的策略。这里我们表明，小胶质细胞通过与T细胞作用，能代受对神经元的打击，然后让抗病毒程序发挥作用。”

最近的COVID-19瘟疫，引起人们对呼吸道病毒感染的大量关注。McGavern博士强调，尽管新冠病毒并没有被纳入这些实验，但它产生的一些症状表明，本文描述的相似机制可能会发挥作用。

“与新冠病毒感染相关的一些症状中，有一种症状十分有趣，即许多人失去味觉和嗅觉。这表明，冠状病毒不仅是一种呼吸道病原体，而且很可能倾向于针对或破坏嗅觉神经元。”

值得注意的是，无论是新冠病毒、研究中使用的病毒还是其他相似的病毒，嗅觉神经元的大面积感染都可能会破坏我们的嗅觉。然而，与中枢神经系统其他的神经元不一样，这些始于鼻腔、止于大脑的嗅觉神经元，在感染清除后可以再生。

McGavern博士解释说：“我们发现的免疫反应，既不能保护嗅觉神经元，也不能保护嗅觉。这不一定是一个长期问题，因为一旦病毒被处理，这些神经元可被替换。最关键的是保护大脑和中枢神经系统不患脑炎或脑膜炎——而随着时间推移，嗅觉往往能被修复。”

McGavern博士补充道，鉴于小胶质细胞在激活抗病毒反应中的重要性，致其损耗或功能丧失的因素，可能将增加中枢神经系统感染的可能性。

翻译：陈振翀

审校：巢栩嘉

来源：美国国家卫生研究院

链接：https://medicalxpress.com/news/2020-06-microglia-olfactory-bulb-nose-brain.html