中風的病理學出奇地複雜。簡單來說，中風發生在通往大腦特定區域的血液供應中斷時，切斷該區域的氧氣和營養供應。這種剝奪會導致區域性腦細胞損傷和死亡。
但在血流中斷後的幾天內，免疫系統也會透過炎症反應對已經受損的大腦造成相當大的損害。斯坦福大學的一個研究小組的新研究已經確定了中風後驅動腦損傷的免疫細胞亞群，這提高了抑制免疫系統可能是治療缺血性腦損傷的一種有希望的方法的可能性。更令人驚訝的是，對中風的大部分免疫反應似乎始於腸道，這為我們不斷發展的對腸-腦軸的理解提供了新的視角。這項研究發表在7月1日的《自然免疫學》雜誌上。
中風以兩種方式表現出來：要麼是大腦中的動脈破裂——引起出血性中風——要麼是動脈被堵塞，通常是被血栓堵塞，引起更常見的缺血性中風。在這項新研究中，作者使用正電子發射斷層掃描來掃描在單個大腦動脈血流中斷45分鐘的小鼠體內的免疫系統活動，模擬缺血性中風。
具體而言，該研究尋找髓樣細胞（有時被稱為免疫系統“第一反應者”）活化的增加。髓樣細胞表面帶有一種稱為TREM1的分子，或髓樣細胞1上表達的觸發受體，它可以放大免疫反應。通常，TREM1驅動免疫系統抵抗感染，但當它過於激進時，它不僅會導致中風，還會導致其他嚴重疾病，如心臟病和癌症。
在人為誘發中風後不久，研究小鼠血液和脾臟（許多免疫細胞的所在地）中的髓樣細胞中的TREM1水平升高。中風發生後一到兩天內，這些富含TREM1的細胞已經轟擊了大腦的受影響區域。似乎過度興奮的TREM1正在加劇腦損傷。一項後續實驗提供了進一步的證實。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道： 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
當TREM1基因被刪除的小鼠遭受中風時，它們的大腦損傷明顯減輕，並且表現出更高的存活率。缺乏TREM1的小鼠腳步更敏捷，並且能夠更好地用後腿站立。
也許更引人注目的是，中風還點燃了受影響小鼠胃腸道中的免疫活動。當我們——或小鼠——遭受中風時，主要位於大腦和脊髓之外的交感神經系統會向腸道發出訊號，使其通常緊密的內襯鬆動。然後，細菌可以穿過腸壁遷移，刺激髓樣細胞，並增加中風後感染的風險。研究人員發現，中風後，稱為巨噬細胞的髓樣細胞表面的TREM1水平也升高，使身體和大腦遭受更多的炎症。
斯坦福大學神經病學教授、資深研究共同作者卡特琳·安德烈亞森說：“免疫或炎症反應正在成為許多神經系統疾病的真正共同點。”“我們提出的問題是：中風後涉及哪些免疫學途徑？我們認為我們找到了一個。”
安德烈亞森實驗室正在進行的許多研究都集中在理解免疫系統和大腦之間的介面，特別是在神經系統疾病中，不僅包括中風，還包括阿爾茨海默病。她指出中風的治療率非常糟糕，只有少數患者在正確的時間框架內獲得正確的治療。“我們想看看是否可以調節免疫反應，並在中風中獲得更好的結果，”她說。
威爾康奈爾醫學院費爾家庭腦與精神研究所主任康斯坦丁諾·伊阿德科拉評論說：“我發現這項研究很新穎，並且符合系統性因素對大腦對損傷的反應方式產生強大影響的新興觀點。” 伊阿德科拉沒有參與安德烈亞森的研究，但對它的意義表示贊同。“直到 1990 年代，大部分中風研究都只關注神經元，通常在培養皿中，”他說。“但現在我們知道，整個身體都會對腦損傷做出反應，並且外周器官系統會促進腦損傷的演變。”
安德烈亞森和她的同事，包括研究共同作者和斯坦福大學博士後研究員劉慶坤，透過施用一種名為LP17的蛋白質的一部分（TREM1的組成部分）重現了他們的結果。LP17充當誘餌，轉移了通常增加TREM1基因表達的分子靶標。在腦血流恢復後給予LP17的小鼠中，腦損傷明顯減輕——髓樣細胞的存在也減少了。與接受安慰劑治療的小鼠相比，中風影響的大腦區域縮小了一半以上。更重要的是，早在48小時後注射LP17似乎就可以改善隨後幾天的運動和神經功能。
目前，中風的治療方法是使用溶解罪魁禍首血栓的藥物或進行血栓切除手術。這兩種方法都可能非常有效，但正如安德烈亞森指出的那樣，只有一部分患者有資格接受它們，而且許多患者接受治療的時間太晚而無法有效。“我們在這項研究中關注的有害免疫活動持續數天，可能是一個新的靶點，”安德烈亞森說。
伊阿德科拉補充說：“TREM1抑制對大腦和腸道產生的顯著保護作用，提高了‘降低’免疫系統‘增益’可能對中風有益的可能性。”“這適用於現有療法不適用的患者，或目前大多數中風患者。”他還指出，如果TREM1抑制可以防止中風後腸道通透性增加，那麼個體感染的風險就會降低，而感染是主要的死亡原因。
安德烈亞森計劃繼續這條研究路線，測試TREM1抑制療法可以進行到多遠。她和她的同事也希望在不久的將來在人體上測試相同的免疫途徑。
她說：“我們還有很多工作要做。”“我現在正在寫我的資助申請！”