教科書傳統上認為,當涉及到免疫系統時,大腦和身體是分離的實體。當暴露於細菌或移植組織等異物時,身體會激起大量的免疫活動:白細胞吞噬入侵的病原體並使受損細胞破裂;抗體標記外部入侵者以進行破壞。然而,大腦是個例外,血腦屏障阻止異物和免疫細胞進入。然而,新的研究發現了一條以前未知的我們的大腦和免疫系統之間的溝通線路。《自然》雜誌七月份的報告(《大眾科學-思想》是施普林格·自然的一部分)為不斷增長的將大腦和身體防禦系統聯絡起來的研究增添了新的內容。
早在1921年,科學家就認識到,從免疫學角度來看,大腦是不同的。移植到中樞神經系統的組織引發的敵對反應遠不如移植到身體其他部位的組織,這促使科學家們認為大腦是“免疫特權”的。長期以來,專家們一直指出,大腦顯然缺乏淋巴引流是這種特權的原因之一。淋巴系統是我們身體的第三組血管,與動脈和靜脈並列。淋巴結——週期性地分佈在血管網路中——充當免疫細胞的倉庫。在身體的大部分部位,外來入侵者會觸發這些細胞透過血管釋放到血液中。
這項新研究發現,大腦畢竟與淋巴系統相連。弗吉尼亞大學神經科學教授、資深作者喬納森·基普尼斯和他的團隊主要以小鼠為研究物件,在腦膜(包圍大腦和脊髓的膜)中發現了一個迄今未被發現的淋巴管網路,該網路將液體和免疫細胞從腦脊液輸送到頸部深層頸淋巴結。基普尼斯和他的同事此前已經表明,腦膜中一種名為T細胞(如上圖所示)的白細胞與對認知的顯著影響有關,因此他們對腦膜免疫對大腦功能的作用感到好奇。透過對小鼠腦膜進行神經影像學研究,該團隊注意到,T細胞存在於與動脈和靜脈分離的血管中。
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新發現的血管也在人體樣本中被發現,這可能解釋了長期以來關於免疫系統如何參與神經和精神疾病的難題。例如,一些多發性硬化症病例被認為是由中樞神經系統和腦脊液感染引發的自身免疫活動引起的。“現在推測還為時過早,”基普尼斯說,“但我認為這些血管的改變可能會影響那些具有顯著免疫成分的神經系統疾病的進展,如多發性硬化症、自閉症和阿爾茨海默病。”
一些精神疾病,包括抑鬱症和精神分裂症,也與異常的免疫活動和炎症有關。然而,科學家們一直未能揭示其潛在機制。這項新發現為研究以及未來的藥物提供了一個誘人的目標。賓夕法尼亞大學神經病學教授何塞普·達爾毛(未參與這項研究)也認為,這些發現可能有助於解釋影響大腦的自身免疫性疾病的發生、維持,甚至可能惡化。
鑑於這一新聞,教科書可能需要進行一些修訂。“越來越明顯的是,中樞神經系統是免疫差異的,而不是免疫特權的,”他說。