新的数据提供了更多的证据表明，在大脑中形成一种病态生物群可能会导致某些形式的阿尔茨海默病和相关的失智症。

德雷克塞尔大学

9月13日消息

人类微生物组包括超过 100 万亿微小微生物（真菌、酵母、细菌甚至病毒）的遗传物质，其中大多数在我们的胃肠道中作为我们健康的守护者。但是，当一个健康的微生物群失去平衡变为一个“病态微生物群”时，任何健康问题都可能发生，从类风湿关节炎到细菌性阴道炎。

德雷克塞尔大学（Drexel University）医学院的研究人员近日在《细胞与感染微生物学前沿》（Frontiers in Cellular and Infection Microbiology）杂志上发表的新数据，为在大脑中形成一种病态生物群可能会导致某些形式的阿尔茨海默病和相关的失智症提供了更多证据。

研究于2023年9月13日发表在《Frontiers in Cellular and Infection Microbiology》（最新影响因子：5.7）杂志上

当生物群落变得不健康时，无论是由于外部病原体的入侵，还是由于存在的微生物种类的相对数量发生重大变化，就会发生生态失调或微生物群失衡。这种生态失调可以改变人体代谢并引起炎症，而炎症与溃疡性结肠炎、类风湿关节炎和许多其他慢性炎症性疾病中的组织损伤有关。

德雷克塞尔大学的研究人员研究了 32 个人（16 名阿尔茨海默病患者和 16 名年龄匹配的无阿尔茨海默病对照者）捐献的 130 个样本，发现所有人的大脑中都有细菌菌群，但阿尔茨海默病患者的大脑显示出与年龄匹配的对照者截然不同的细菌谱。

该小组使用了16S rRNA 基因全长测序，这种技术可以检测样本中存在的任何和所有细菌物种。在此过程中，研究人员在几乎所有受阿尔茨海默病影响的大脑中查明了疾病特异性细菌组，表明这些细菌组是该疾病的强有力的预测因子。

作者检测到了五个大脑微生物组，其中四个被假设存在于患有阿尔茨海默病的大脑进展的不同时期。作者表示，随着疾病的进展，观察到的阿尔茨海默病微生物组很可能变得更具致病性，并在后期阶段被表征为病理组。作者假设大脑始于一个健康的生物群落，但随着疾病的发展，健康的生物群落被取代，因为一组新的微生物取代了原来的健康微生物，最终出现了阿尔茨海默病的病理生物群。

两组大脑样本均取自额叶、颞叶以及内嗅皮层。根据需要在整个大脑中传递的微生物组的随机分布，结果与一个或多个大脑网络的失败一致，然而，现在判断观察到的分布模式是否是由于血脑屏障渗漏、大脑的类淋巴系统或联会传播导致的还为时尚早。这些进入大脑的细菌包括痤疮皮肤杆菌（以前称为痤疮丙酸杆菌）、甲基杆菌、芽孢杆菌、柄杆菌、代尔夫特菌、 和 Variovora 。研究人员指出，在阿尔茨海默病的大脑样本中，这些致病细菌似乎已经压倒并取代了丛毛单胞菌这样与无失智症大脑有关的细菌。

这篇论文的资深作者、医学院教授 Garth D. Ehrlich 博士说：“也许，作为健康大脑微生物群一部分的细菌丛毛单胞菌被破坏，是失智症即将到来的第一个迹象。我们现在提出了一些问题来指导未来的研究，但假设很多。罪魁祸首可能细菌或其他东西，如真菌、寄生虫或病毒，或者同时出现。”

当病人患有阿尔茨海默病时，他们的大脑会出现炎症，表现为淀粉样蛋白的沉积，这是由 Aβ 肽（一种抗菌肽，是固有免疫反应的一部分）导致脑内淀粉样斑块。同样，阿尔茨海默病的特征是与细胞中发现的 tau 蛋白缠结，这种缠结的特征是异常磷酸化，最终导致突触和神经元的破坏，但也被证明有助于阻止病原体在大脑中的传播。

这些蛋白质导向的病理（被称为“淀粉样蛋白级联假说”）几十年来一直是阿尔茨海默病研究的主要焦点。最近，一些研究提出了细菌、真菌和病毒以及免疫系统和大脑炎症的作用，从而对这一模型提出了挑战，一些研究人员将其称为“病原体假说”。

“多项研究表明，阿尔茨海默病患者的大脑中存在细菌，”医学院兼职副教授、该研究的资深作者 Jeffrey Lapides 博士说，"斑块的成分在体外具有抗微生物特性，可能并不是阿尔茨海默病的直接原因，而是对大脑中细菌的一种反应，有些是良性的，有些是致病性的，可能会造成尚未导致认知缺陷的损害，使其成为致病菌群的一部分。"

这种在阿尔茨海默病患者的大脑中发现的独特细菌，也常在神经退行性疾病肌萎缩侧索硬化（ALS）患者的大脑中发现，这表明，这种细菌可能导致不止一种神经系统疾病。

根据作者的说法，这项研究的下一步是研究其他微生物的可能贡献，并弄清楚大脑中发生了什么生理学上的变化，使这种微生物组随着时间的推移发生了变化。

Ehrlich 说：“阿尔茨海默病和其他失智症的发展是复杂的，可能涉及许多系统的相互作用。我相信，大脑受到的感染越多，患阿尔茨海默病的风险就越高。有许多病原体可能会增加风险。这个病态生物群不是全部答案，但它是拼图的一部分。”

根据研究小组的说法，问题细菌在大脑中的确切位置也是一个悬而未决的问题。研究人员需要更精确地知道细菌在哪里，以便更好地理解它们所扮演的角色。作者发现，当不健康的病态生物群位于额叶时，患阿尔茨海默病的可能性非常高，而它不太可能发生在颞叶。

尽管存在许多未知因素，但作者表示，这是研究微生物组的重要一步。

“我们工作的优势还在于结合了突破性的测序技术和最先进、最创新的统计方法，”该研究的主要作者、医学院副研究员 Yves Moné 博士说，“微生物组数据分析是出了名的具有挑战性，没有任何金标准，这项工作可以为微生物组数据分析领域做出重大贡献。”

阿尔茨海默病病原体组计划是一项全球跨学科合作项目，旨在阐明微生物在阿尔茨海默病、其他失智症等疾病中的作用

据阿尔茨海默病协会估计，美国有 670 万阿尔茨海默病患者，预计到 2050 年这一数字将大约翻一番。近年来，美国国立卫生研究院（NIH）增加了对失智症和阿尔茨海默病研究的资助，目前每年有 37 亿美元的预算用于诊断和药物开发，以及其他可能的治疗方法的研究。

Ehrlich 和同事是阿尔茨海默病病原体组计划（Alzheimer’s Pathobiome Initiative，AlzPI）的成员，该计划是一个新成立的研究小组，正在开展试点研究，寻找失智症和阿尔茨海默病患者的感染情况，最终目的是发现在症状出现之前给受感染的患者服用抗微生物药物是否会减缓或预防疾病症状。

创立于1891年的德雷塞尔大学

参考文献

Source：Drexel University

Could a breakdown in the brain's networks allow infections to contribute to Alzheimer's disease?

Reference：

Yves Moné, Joshua P. Earl, Jaros?aw E. Król, Azad Ahmed, Bhaswati Sen, Garth D. Ehrlich, Jeffrey R. Lapides. Evidence supportive of a bacterial component in the etiology for Alzheimer’s disease and for a temporal-spatial development of a pathogenic microbiome in the brain. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 2023 DOI: 10.3389/fcimb.2023.1123228

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原文标题:大脑网络的崩溃会让感染导致阿尔茨海默病吗？