感染鼻腔的病毒会“爬”进大脑吗？

　　来源：科研圈

　　隶属于美国国立卫生研究院（National Institutes of Health）的国立神经系统疾病与中风研究所（National Institute of Neurological Disorders and Stroke，NINDS）的研究人员发现了一种特殊的前线防御措施，可以将感染限制在嗅球，并保护嗅球的神经元免受感染造成的损伤。鼻子里的神经元会对吸入的气味做出反应，并将这些信息发送到大脑的嗅球区域。鼻部神经元的位置和对外界环境的暴露使它们很容易成为空气传播病毒的感染目标，但病毒性呼吸道感染很少从嗅球传到大脑其他部位，引发可能致命的脑炎。这项研究发表在《科学•免疫学》（Science Immunology）杂志上。

　　由 NINDS 的资深研究员 Dorian McGavern 博士领导的研究团队利用特殊的可以用荧光显微镜进行追踪的病毒，发现鼻部受到的病毒感染会在它从嗅球蔓延到中枢神经系统前被阻断。

　　McGavern 博士说：“空气传播的病毒一直在挑战我们的免疫系统，但我们很少看到（这类）病毒感染导致神经系统疾病。这意味着该区域的免疫系统必定非常善于保护大脑。”

　　附加实验表明，小胶质细胞，即中枢神经系统中的免疫细胞，在帮助免疫系统识别病毒方面发挥着尚未被人们充分重视的作用，并且在某种程度上限制了病毒对神经元本身的损害。对神经元的这种保护至关重要，因为与其他大部分组织中的细胞不同，大多数种类的神经元不会再生。

　　正因为如此，中枢神经系统进化出了多种防御机制，防止病原体的入侵。然而，当通过空气传播的病毒被吸入时，它们会穿过鼻腔通道，并与负责我们嗅觉的嗅上皮组织相互作用。嗅觉系统边缘的神经元的轴突纤维投射分布在鼻腔内的骨头上，并进入大脑，让大脑接触到空气中的气味。同样，嗅上皮细胞中的神经元也为病毒提供了一种绕过传统中枢神经系统障碍的简单方法，即一条通往大脑的直接通道。

　　McGavern 博士说：“如果病毒感染了分布鼻腔气道内的神经元，这种病毒就有可能进入大脑，最终导致脑炎或脑膜炎。而我们想要了解在鼻嗅觉神经元（终止于嗅球）和大脑其他部分交界处进化出来的免疫响应。”

　　McGavern 博士的团队证明，在鼻部组织感染后，CD8 T 细胞对保护大脑非常重要。CD8 T 细胞是负责抵抗病毒的免疫系统的一部分。利用先进的显微镜，他的团队实时观察了 CD8 T 细胞保护大脑免受鼻部病毒感染的过程。

　　有趣的是，CD8 T 细胞似乎并没有直接与受感染的主要神经元细胞种类进行相互作用，而是与小胶质细胞相互作用。小胶质细胞是中枢神经系统的免疫细胞，其作用有点像垃圾车，职责包括清除细胞碎片和死去的细胞物质。当病毒感染发生时，小胶质细胞似乎会从周围环境中吸收病毒物质，并将其呈递给免疫系统，就好像它们自己被感染了一样。

　　通过这种方式，被感染的嗅觉神经元可以将病毒颗粒“传递”给小胶质细胞，然后被 T 细胞检测到。接着 T 细胞作出响应，释放抗病毒分子，以不杀死细胞的方式将病毒从神经元中清除。由于小胶质细胞是一种可再生的细胞类型，这种相互作用从进化的角度来看是合理的。

　　McGavern 博士说：“免疫系统发展出了不惜一切代价保护神经元的策略。在这项研究中，我们展示了小胶质细胞可以通过与 T 细胞接触，来承受病毒对神经元的打击，然后让人体的抗病毒程序发挥作用。”

　　由于当前新冠疫情，呼吸道的病毒感染得到了极大关注。McGavern 博士指出，尽管在这些实验中没有研究新冠病毒，但它产生的一些症状表明，本研究所描述的机制可能在起作用。

　　“被新冠病毒感染后的一个有趣症状是，许多人失去了嗅觉和味觉。这表明该病毒不仅是呼吸道病原体，还可能以嗅觉神经元为目标或者会破坏嗅觉神经元。”

　　值得注意的是，无论是新冠病毒、本研究中使用的病毒，还是任何其它类似的病毒对嗅觉神经元的大面积感染，都可能破坏我们的嗅觉。然而，与中枢神经系统的其他神经元不同，这些从鼻子开始、到大脑结束的感觉神经元在感染被清除后能够再生。

　　McGavern 博士解释说：“我们描述的免疫反应不能保护嗅觉神经元或嗅觉。但这并不一定会造成长期问题，因为一旦病毒被消灭，这些被损伤的嗅觉神经元会被替换。保护大脑和中枢神经系统免受脑炎或脑膜炎的伤害才是最重要的，而我们的嗅觉通常会随着时间的推移得到修复。”

　　McGavern 博士继续说，鉴于小胶质细胞在刺激抗病毒反应中的重要性，那些导致其衰竭或功能丧失的因素可能会增加中枢神经系统受感染的可能性。