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可入侵大脑的病毒(1)
Viruses and the Brain—A Relationship Prone to Trouble
前记:
在今年1月31日出版的国际专业杂志《Viruses(病毒)》上,由分别来自波兰华沙大学和美国田纳西大学的两位学者(Mielcarska, M.B.,Rouse,B.T.)联名发表了一篇综述论文,题目是《Viruses and the Brain—A Relationship Prone to Trouble(病毒和大脑——容易出问题的关系)》(见参考文献)。
狂犬病毒是典型的嗜神经(大脑)病毒,系统了解各种病毒与大脑的关系,有助于我们更深入理解狂犬病毒的致病机理。现将此文译成中文供参考(中文题目有更改):
可入侵大脑的病毒(1)
摘要:
由于人口老龄化和人口增长,与病毒感染相关的神经疾病正在增加。尽管中枢神经系统有强大的防御机制,但一些病毒已经进化出突破这些防御的方法,通常会导致严重后果。在这篇综述中,我们回顾了不同病毒进入中枢神经系统的各种方式,并描述了这种入侵的后果。后果可能表现为急性疾病,如脑炎、脑膜炎,也可能导致长期影响,如在脊髓灰质炎中出现的神经肌肉功能障碍。我们讨论了病毒在阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化症以及老年人血管性痴呆等已知慢性神经退行性疾病病因中的证据。我们还描述了目前控制某些神经病毒感染的方法,包括对人类免疫缺陷病毒和单纯疱疹病毒有效的抗病毒药物,以及用于控制狂犬病病毒、脊髓灰质炎病毒和某些黄病毒的疫苗。迫切需要更好地理解病毒如何在分子水平上促进急性和尤其是慢性神经疾病的贡献,并开发更精准有效的疫苗和治疗方法。
关键词(Keywords): CNS(中枢神经系统); BBB(血脑屏障); viral encephalitis(病毒性脑炎); flaviviruses(黄病毒); Alzheimer’s disease(阿尔茨海默病); dementia(痴呆); Parkinson’s disease(帕金森病); amyotrophic lateral sclerosis(肌萎缩侧索硬化症); multiple sclerosis(多发性硬化症)。
1. 引言
脊椎动物的大脑通常受到高度保护,不受病毒和其他可能损害其功能的因素的入侵。事实上,进入大脑并非易事,很少有外源性病毒因子能够成功。存在于组织中的病毒在进入大脑之前必须跨越两个高度特化的多细胞障碍。它们是血脑屏障( blood–brain barrier,BBB)和血脑脊液(blood–cerebrospinal fluid,BCSF)屏障。通过将血流和脑脊液(CSF)与大脑自身的脑细胞外液分离,血脑屏障和脑脊液屏障保护大脑免受病毒和其他潜在危险(如外来细胞、毒素和炎症因子)的入侵[1,2]。然而,有些病毒确实成功了,当这种情况发生时,后果可能是可怕的。对于一些感染,严重的破坏性后果迅速发生,这些对大脑功能具有高度破坏性,并且通常是终末期的。黄病毒科的几种虫媒感染是引起脑炎的例子。然而,一些病毒感染造成的明显损害很小,并且某些药物在与病变相关之前可以在脑组织中持续很长时间。其中一个例子是肌萎缩性侧索硬化症(ALS),它与一种肠道病毒有关,这种病毒可以侵入运动神经元并维持中枢神经系统(CNS)[4]的持续感染。在一些病毒感染中,可能会出现慢性后遗症,有时涉及免疫系统的反应。因此,病毒可能引发自身免疫性病变,如多发性硬化症(MS),尽管其机制尚不清楚。也有证据表明,病毒可以参与身体和智力衰退,尽管这些慢性后果与感染的直接影响之间的联系尚未得到证实。例如,几种可能偶然进入大脑的病毒类型可能会触发或加速神经退行性综合征,如阿尔茨海默病(AD)。此外,现在有证据表明,内源性逆转录病毒( endogenous retroviruses)占人类基因组的8%,有时可由环境或其他因素引入;内源性逆转录病毒可参与一些炎症性和神经退行性疾病(neurodegenerative diseases, NDs)的发病机制,包括多发性硬化症和肌萎缩性侧索硬化症(ALS)[5],以及精神障碍(mental Disorders)。在正常和患病的脑组织中发现许多不同病毒的足迹并非罕见,但将这些病原体的存在与微妙或明显的神经系统事件的原因联系起来是非常困难的。
在这篇综述中,我们描述了病毒进入大脑的多种机制,并提到了病毒的特性,它可以导致神经侵入性疾病,如脑炎、脑膜炎,以及对大脑的慢性损伤。我们还描述了病毒没有明显的组织损伤,但可以在脑组织中持续存在,并可能成为神经退行性疾病(NDs)的主要或辅助原因的情况。这些疾病包括阿尔茨海默病(AD)、帕金森病(PD)、多发性硬化症(MS)和肌萎缩性侧索硬化症(ALS),以及血管性痴呆(vascular dementia,VaD),后者是老年人痴呆症的第二大常见原因。在这样的评估中,我们评论了当前诊断和治疗程序的价值,并提出了仍需改进的建议,以澄清这种令人困惑的情况。最后,我们简要地讨论了内源性逆转录病毒在某些情况下可能导致退行性神经疾病以及逆转录转座子(retrotransposons)可能影响运动神经元功能的争论。我们从人类自然感染和动物感染模型中选取了大多数与病毒相关的神经损伤例子,后者往往会揭示出一种误导性的图景。
(未完待续)
参考文献:
Mielcarska, M.B.; Rouse,B.T. Viruses and the Brain—A Relationship Prone to Trouble. Viruses 2025, 17(2), 203; https://doi.org/10.3390/v17020203.
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