Nat Immunol：微生物感染延缓创伤性脑损伤或脑血管损伤后的血管修复

2021年9月28日讯/生物谷BIOON/---创伤性脑损伤（traumatic brain injury, TBI）和其他脑部血管损伤（比如中风）是导致长期残疾或死亡的主要原因。在一项新的研究中，来自美国国家卫生研究院（NIH）下属的国家神经系统疾病与中风研究所（NINDS）的研究人员发现了一种可能的解释，即为什么一些患者如果后来被感染，那么他们从脑损伤中恢复得更差。相关研究结果于2021年9月23日在线发表在Nature Immunology期刊上，论文标题为“Antimicrobial immunity impedes CNS vascular repair following brain injury”。论文通讯作者为NINDS科学家Dorian McGavern博士。

McGavern及其研究团队利用他们之前开发的轻度TBI（mild TBI, mTBI）小鼠模型，发现病毒感染、真菌感染或细菌感染都会影响到脑膜内的血管修复，其中脑膜是大脑的保护层。当他们仔细观察时，免疫系统的一些细胞不再移动到受伤的部位，而这种情况在未感染的动物身上会发生这种移动，这表明它们对全身性感染有反应。他们还观察了影响大脑血管的脑血管损伤（cerebrovascular injury, CVI）模型，并看到对损伤修复的类似影响。

McGavern博士说，“进化优先考虑调动免疫系统来抵御感染而不是修复。因为身体正在应对更大的威胁，通常会修复大脑或周围受损血管的细胞在其他地方也需要。”

免疫系统优先级的这种变化不是永久性的，因为与未受感染的小鼠相比，受感染的小鼠最终能够在较晚的时间修复血管损伤，除非遇到第二次感染。在CVI小鼠模型中，这个时间点尤其关键，因为感染引起的反应延迟导致了永久性的认知功能障碍和脑组织损伤。修复后的脑血管仍然永久性地泄漏。

McGavern博士说，“感染的存在导致免疫系统在抵御病毒的同时暂停修复。在mTBI中，这似乎问题不大，但当你的大脑本身存在较大的血管损伤，如中风，每一分钟都很重要。这些发现突出了快速识别和治疗患者感染的极端重要性。”

尽管感染的存在影响了免疫系统对mTBI的反应能力，但确切的原因仍然不明。当体内的细胞被感染时，它们通过释放向免疫系统发出信号的蛋白质来寻求帮助。病毒感染后释放的一组蛋白质被称为I型干扰素（IFN-I），它们开启了影响免疫反应的多个基因。在mTBI发生之后，这些作者看到与未受感染的小鼠相比，受感染小鼠的IFN-I相关基因活性大增。

图片来自Nature Immunology, 2021, doi:10.1038/s41590-021-01012-1。

其他实验证实了IFN-I在将免疫系统的重点从血管修复转移到其他的重要方面。对小鼠的基因组进行了改变，使它们的免疫细胞不能感知IFN-1的存在，在mTBI后显示出相似的修复率，无论它们是否感染了病毒。仅在一种已知在TBI后修复血管中起着重要作用的免疫细胞中剔除IFN-I感应蛋白，也消除了感染引起的血管修复延迟。最后，直接将其中的一种IFN-I蛋白直接应用于损伤部位，可以在没有感染的情况下阻止血管修复。IFN-I信号传导似乎也在CVI小鼠模型的修复延迟中发挥了关键作用。

全身性感染在因TBI和CVI而住院的患者中很常见，而且它们与较差的患者预后有关。这些研究结果强调了尽快控制这些感染（无论是细菌还是病毒）的重要性。这对CVI患者来说尤其如此，因为延迟修复可能导致大脑的永久性损伤。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Panagiotis Mastorakos et al. Antimicrobial immunity impedes CNS vascular repair following brain injury. Nature Immunology, 2021, doi:10.1038/s41590-021-01012-1.

Jeremy R. Herrmann et al. Interfer(on)-ing with vascular repair after acute brain injury. Nature Immunology, 2021, doi:10.1038/s41590-021-01034-9.