一項甚至讓研究作者也感到驚訝的新發現,為微生物在阿茲海默症中起作用這一有爭議的觀點提供了支援。這項於6月21日發表在《神經元》(Neuron) 上的研究發現,確鑿的跡象表明,某些型別的皰疹病毒可能促進導致該疾病的複雜過程,該疾病困擾著約 570 萬美國人。該研究指出病毒可能是推動疾病進展的幫兇,但並未表明阿茲海默症可能在透過偶然接觸傳播後開始。
研究界一直在尋求對阿茲海默症病理學的新見解,因為數十年的研究和數百次失敗的臨床試驗只導致了對其潛在生物學機制的分歧——並且沒有出現新的治療方法來改變這種記憶剝奪性疾病的程序。長期存在的澱粉樣蛋白假說認為,症狀是由大腦澱粉樣β蛋白斑塊的積聚引發的,但旨在清除這些斑塊的藥物試驗迄今為止均以失敗告終。持懷疑態度的研究人員一直在尋找其他解釋,一些人將注意力集中在微生物上。2016 年 3 月,在《阿茲海默症雜誌》(Journal of Alzheimer’s Disease) 上,33 位國際科學家撰寫了一篇社論,敦促研究界認真考慮病原體可能參與其中的觀點。
西奈山伊坎醫學院遺傳學家和基因組科學家,以及這篇新論文的資深作者喬爾·達德利,在他的實驗室於 2013 年開始進行這項新發表的研究時,並沒有打算調查這一理論。他與同事制定的計劃是透過觀察疾病期間大腦中發生的分子變化來確定可能的新阿茲海默症藥物靶點。
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由於一項由 NIH 領導的新型公私合作伙伴關係,名為加速藥物合作計劃 – 阿茲海默症 (AMP-AD),該團隊得以訪問來自 876 個大腦的資料——有些是健康的大腦,有些是患有早期或晚期阿茲海默症的大腦。他們使用 DNA 和 RNA 測序來解析各組之間的基因差異,以及遺傳基因如何表達或轉化為 RNA 的差異。那時他們開始得到奇怪的結果。“演算法不斷返回這種病毒生物學模式,”達德利說。
該團隊在阿茲海默症患者的大腦中發現了比健康大腦更多的病毒 DNA——特別是,來自人皰疹病毒 6A (HHV-6A) 的高水平 DNA。HHV-6A 和 HHV-7 的 RNA 在阿茲海默症患者的大腦中也高於健康大腦,並且病毒 RNA 水平與臨床症狀的嚴重程度相關。HHV-6A 是一種通常無症狀的病毒,在人生的後期感染人群。HHV-7 感染超過 80% 的嬰兒,通常會導致皮疹。
然後,他們試圖確定病毒是否參與了阿茲海默症的進展,或者它們是否是旁觀者或疾病的某種後果;例如,患有阿茲海默症的人可能更容易感染病毒。為了探究這個問題,該團隊建立了一個相當於生物社交網路的網路,以探究各種分子和基因訊號如何相互作用。他們發現病毒基因正在影響其他已知的阿茲海默症基因和分子——這證明病毒至少在指導疾病過程的一部分。“這真的很引人注目,”西奈山神經學家和澱粉樣蛋白專家,共同作者薩姆·甘迪說。病毒“似乎正在與包含一些熟悉的阿茲海默症相關基因的網路對話。” 研究人員還鑑定出一種 microRNA——一種通常關閉基因的短分子——它在阿茲海默症患者的大腦中被 HHV-6A 病毒抑制。當他們後來培育出缺乏這種 microRNA 的小鼠時,他們發現這些齧齒動物的大腦中形成的澱粉樣蛋白斑塊比 microRNA 水平正常的小鼠更大、更豐富。
阿茲海默症界對這些發現仍然持謹慎態度。“幾十年來,人們已經提出並研究了微生物和病毒在阿茲海默症中的可能作用,但之前的研究並未解釋它們可能如何聯絡起來。這是第一個基於多個大型資料集提供證據來支援這一觀點的研究,”阿茲海默症協會科學專案和外展主任基思·法戈說。但是,“需要更多的研究來確切地發現它們可能發揮什麼作用(如果有的話)。新的發現並不能證明病毒會導致阿茲海默症的發生或促進其進展。”
甘迪和達德利強調,他們不認為阿茲海默症是一種像普通感冒一樣可以傳播的傳染病。“我相信的是,在基因或生理上易感的人群中,病毒充當了該疾病的激動劑,”達德利說——許多過程可能參與其中,病毒只是其中的一小部分。例如,大多數人都有抗體表明他們感染過 HHV-7,但很少有人患上阿茲海默症。最近的研究也表明,病毒與帕金森病和肌萎縮側索硬化症 (ALS) 的發展有關。
然而,即使病毒只是加速疾病進展,這一認識也可能為診斷和治療阿茲海默症開闢更好的途徑。可能可以使用某些病毒的生物標誌物來識別高危人群。也可以探索抗病毒藥物作為潛在的預防性治療。2018 年 2 月,臺灣研究人員報告稱,感染單純皰疹病毒 1 (HSV-1)(引起唇皰疹的病毒)的人,如果接受抗病毒藥物治療,患老年痴呆症的可能性比未接受治療的感染者低 90%。
HSV-1 是一種與 HHV-6A 和 HHV-7 不同的病毒,但達德利的團隊也發現,阿茲海默症患者的大腦中與 HSV-1 相關的遺傳物質水平高於正常水平。許多其他論文已將 HSV-1 與阿茲海默症聯絡起來,研究也表明細菌是罪魁禍首,包括引起肺炎的細菌和引起萊姆病的螺旋體。
由馬薩諸塞州總醫院神經學家羅伯特·莫伊爾及其同事領導的一系列研究提出了一種可能的理論,將這些不同的病原體發現聯絡起來:β 澱粉樣蛋白可能作為針對損傷或入侵病原體的免疫反應的一部分在大腦中積累。在 6 月 21 日線上發表的另一篇《神經元》論文中,莫伊爾及其同事報告稱,澱粉樣β肽與 HSV-1 和 HHV-6 結合並將其困住,從而有助於抵抗感染。感染這些皰疹病毒的小鼠也會迅速積累β 澱粉樣蛋白斑塊。他們的理論認為,當感染期間積累了足夠的β 澱粉樣蛋白斑塊時,它們會引發炎症和其他無益的反應,例如產生導致神經元死亡的 tau 蛋白纏結。斑塊還會提醒大腦免疫細胞(稱為小膠質細胞),表明情況不妙;這些細胞會啟動免疫級聯反應,殺死更多的神經元。這個過程的最終結果——最初是對微生物入侵的一種看似保護性的反應——可能是阿茲海默症。
加強這一有爭議的觀點的證據將是困難的。達德利在會議上遇到了一些研究人員,他們向他吐露,他們也收集了表明病原體與該疾病有關的資料,但他們太害怕發表了——因為擔心會被阿茲海默症界排斥。英國曼徹斯特大學的神經生物學家露絲·伊扎基領導了許多將 HSV-1 與阿茲海默症聯絡起來的研究,她說她因追求這條研究路線而遭受了“嘲笑和尖刻的敵意”。
但達德利願意接受風險並向前推進。“聽著,如果我們沒有發現這些病毒,我的生活也會更輕鬆,”他說。“但資料就是資料。”