海吉濤 羅煥敏，2

1 暨南大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院藥理系，廣州，510632，中國

2 暨南大學(xué)腦科學(xué)研究所，廣州，510632，中國

阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）是一種嚴(yán)重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)（central nervous system，CNS）退行性疾病，臨床表現(xiàn)以記憶和認(rèn)知障礙為主，影響到全世界5 000 多萬人，發(fā)病率還在持續(xù)攀升［1］。典型的組織病理學(xué)特征是鏡下可見由40～42 個(gè)氨基酸組成的β淀粉樣蛋白（amyloid beta，Aβ）沉積形成的老年斑（age pigment，SP）和Tau 蛋白過度磷酸化形成的神經(jīng)原纖維纏結(jié)（neurofibrillary tangles，NFTs）［2］。Aβ是由β-分泌酶和γ-分泌酶降解β淀粉樣前體蛋白（amyloid precurso protein，APP）形成的。這些病理改變主要集中在大腦皮質(zhì)、海馬以及前腦等。此外，AD 的其他特征還包括突觸和神經(jīng)元丟失，小膠質(zhì)細(xì)胞增生，平野小體（hirano body）產(chǎn)生［3］等。NFTs 和Aβ并非AD 所特有，在其他神經(jīng)性疾病也會(huì)產(chǎn)生。

三十年前，“感染假說”已被提出，但很少受到大家的關(guān)注。然而，最近已經(jīng)證明，Aβ是一種抗菌肽（antimicrobial peptide，AMP），可作用于病毒、細(xì)菌和真菌，這使AD 病因?qū)W的“感染假說”又重新回到了人們的視野中。據(jù)報(bào)道，AD 與多種病原微生物，包括肺炎衣原體、螺旋體、幽門螺桿菌、牙齦卟啉單胞菌、真菌、單純皰疹病毒Ⅰ型（herpes simplex virus type Ⅰ，HSV-1）以及巨細(xì)胞病毒之間存在著顯著的相關(guān)性。病原體感染會(huì)增加Aβ沉積，繼而引起小膠質(zhì)細(xì)胞激活、增殖，釋放促炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素-1（interleukin，IL-1），腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）等，導(dǎo)致神經(jīng)元損傷、凋亡。許多假說已經(jīng)證明了累積性感染與AD 的關(guān)系，從而揭示了神經(jīng)炎癥和神經(jīng)感染在AD 發(fā)病中的作用［4-5］。本文將要探討幾種病原體感染對AD的發(fā)生和發(fā)展的作用。

1 細(xì)菌與AD 發(fā)病關(guān)系

1.1 肺炎衣原體與AD

肺炎衣原體（chlamydia pneumoniae，Cpn）是一種專性的細(xì)胞內(nèi)革蘭氏陰性菌，也是一種呼吸道病原體，其生命周期比較復(fù)雜［6］，主要有原體和始體兩種主要生存形式。代謝惰性，但具有傳染性的原體進(jìn)入宿主細(xì)胞后，遂分化為代謝活躍、但非傳染性的始體。始體通過從宿主細(xì)胞獲得的營養(yǎng)物質(zhì)而進(jìn)行二分裂形式繁殖大量的原體［7-8］。

最近的研究結(jié)果表明，Cpn 感染與CNS 退行性疾病有著密切的關(guān)系。Balin［9］等首次通過聚合酶鏈反應(yīng)（polymerase chain reaction，PCR）分析發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)組AD患者的腦組織呈現(xiàn)Cpn 陽性率為90%，而對照組陽性率僅為5%；陽性腦組織樣本由免疫組織化學(xué)技術(shù)和電子顯微鏡檢查表明，Cpn 抗原存在于顳葉皮層、海馬、頂葉皮層、前額葉皮層；肺炎衣原體可感染小膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元及腦血管外周細(xì)胞；在腦細(xì)胞內(nèi)，可抵抗溶酶體融合和免疫識別。通過免疫標(biāo)記顯示被Cpn 感染的這些細(xì)胞主要集中在與AD 相關(guān)的神經(jīng)病理區(qū)域［10］。在一項(xiàng)研究中，Hammond 的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示肺炎衣原體抗原在神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞和周細(xì)胞內(nèi)均呈反應(yīng)陽性；在AD 腦額葉和顳葉皮層胞外，均有多種肺炎衣原體特異性抗體。進(jìn)一步的免疫標(biāo)記提示AD 大腦的同一區(qū)域存在肺炎衣原體、淀粉樣蛋白沉積和NFTs［11］。這些研究進(jìn)一步表明Cpn 感染與AD 的發(fā)病有關(guān)。與此同時(shí)，關(guān)于肺炎衣原體，有證據(jù)表明它通過嗅神經(jīng)進(jìn)入CNS［12］；同樣，Cpn 感染呼吸道黏膜后在感染的單核細(xì)胞內(nèi)伴隨淋巴和血行擴(kuò)散，直至穿過血腦屏障進(jìn)入腦內(nèi)，并且它免疫逃避小膠質(zhì)細(xì)胞的氧化應(yīng)激和殺菌的機(jī)制。

1.2 螺旋體與AD

螺旋體（spirochetes）是一種具有內(nèi)鞭毛的螺旋狀的革蘭氏陰性細(xì)菌，也是最具神經(jīng)嗜性的病原體，可以入侵CNS 并引起潛在的、持續(xù)的感染［13-14］。螺旋體可通過三叉神經(jīng)進(jìn)入腦部。事實(shí)上，螺旋體感染后會(huì)引起嚴(yán)重的大腦形態(tài)和功能紊亂，如腦血管病變、腦灌注不足和毛細(xì)血管網(wǎng)紊亂［15］。已發(fā)現(xiàn)這些均與AD 發(fā)病有關(guān)，并作為導(dǎo)致癡呆的病原體而備受關(guān)注。Miklossy通過14 例AD 病人尸檢的組織病理學(xué)結(jié)果證實(shí)了，可在腦脊液、大腦皮層和血液中發(fā)現(xiàn)螺旋體的存在，而在匹配的對照組13 例中沒有觀察到螺旋體［16］。此外，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，由于螺旋體能夠形成生物膜，可以抵抗有害環(huán)境和逃避宿主免疫反應(yīng)，而引起慢性感染和炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致進(jìn)行性癡呆形成，以及皮質(zhì)萎縮、淀粉樣蛋白沉積和小膠質(zhì)細(xì)胞增生［17］。隨后，該團(tuán)隊(duì)［18］從3 個(gè)AD 患者的死后大腦中成功培養(yǎng)出伯氏疏螺旋體，并且這些伯氏疏螺旋體與SP 和NFTs 位置重疊。該團(tuán)隊(duì)［19］還通過在神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和器官型培養(yǎng)物（organotypic cultures）中注射螺旋體，發(fā)現(xiàn)能夠產(chǎn)生AD 病理學(xué)特征，其實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加證實(shí)了螺旋體與AD 的相關(guān)性。Riviere［20］等通過PCR 和單克隆抗體技術(shù)對34 例受試者的大腦分析顯示，14/16 AD 和4/18 非AD 供體中有螺旋體，說明了AD 腦內(nèi)有較多的螺旋體。此外，PCR還從3 例AD 和2 例對照供體中檢測到三叉神經(jīng)節(jié)中有螺旋體，表明螺旋體可能通過三叉神經(jīng)的分支感染大腦，進(jìn)一步證明螺旋體感染與AD 可能存在因果關(guān)系。有學(xué)者［21］根據(jù)Koch 和Hill 的標(biāo)準(zhǔn)，對AD 病人大腦中關(guān)于螺旋體的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，也發(fā)現(xiàn)螺旋體感染與AD 之間有因果關(guān)系。

1.3 幽門螺旋桿菌與AD

Marshall 和Warren 首次描述了幽門螺旋桿菌（helicobacter pylori，Hp）從胃黏膜活檢組織中成功分離的過程［22］。Hp 是一種寄生在胃黏膜的螺旋狀、微需氧、彎曲形的革蘭氏陰性細(xì)菌。它感染了全世界大約有一半以上的人口，其中主要影響老年人［23］。大量的臨床研究表明，Hp 不僅會(huì)導(dǎo)致胃潰瘍和胃癌的發(fā)生，還與多種非胃腸道疾病如動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓、AD 等密切相關(guān)。Hp 可通過口腔—鼻腔—嗅覺神經(jīng)途徑進(jìn)入CNS 或通過循環(huán)中的單核細(xì)胞經(jīng)由破壞的血腦屏障進(jìn)入腦內(nèi)，也可能經(jīng)過胃腸道到大腦的快速逆行神經(jīng)通路進(jìn)入CNS，導(dǎo)致中樞神經(jīng)退行性病變。許多流行病學(xué)證實(shí)，Hp 感染與AD 的發(fā)生有關(guān)。有研究表明，與對照組相比，AD患者Hp 感染率有所增加［24］。一項(xiàng)以人群為基礎(chǔ)的隊(duì)列研究發(fā)現(xiàn)，Hp 感染與患AD 的風(fēng)險(xiǎn)增加有關(guān)。Beydoun 等人［25］也在一項(xiàng)大型回顧性隊(duì)列研究中發(fā)現(xiàn)，Hp 血清陽性與AD 發(fā)病率直接相關(guān)。此外，Kountouras 等［26］報(bào)道，對50 例診斷為AD 的患者用精神狀態(tài)檢查表（mini-mental state examination，MMSE）、劍橋老年認(rèn)知考試（cambridge age cognition examination，CAMCOG）和癡呆功能等級測定（FRSSD）來評定AD 的病情程度，同時(shí)以內(nèi)窺鏡下胃黏膜活檢、快速尿素酶試驗(yàn)（rapid urease test，RUT）、酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)和血清Hp-IgG 抗體陽性作為診斷胃Hp 感染標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)AD 患者胃部Hp 陽性率達(dá)88%，而對照組僅為46%。并且，對陽性患者進(jìn)行Hp 根除治療兩年后，AD 患者認(rèn)知功能得到明顯改善。提示Hp 感染參與了AD 的發(fā)生，而根除Hp 對AD 的臨床治療產(chǎn)生了積極影響。Chang 等［27］為了探討Hp 根除治療對AD 的影響，用8 年共招募了3 萬多例同時(shí)患有AD 和消化性潰瘍的患者，結(jié)果顯示，與未根除Hp 或根除Hp 失敗的AD患者相比，根除成功的患者AD 進(jìn)展減緩，風(fēng)險(xiǎn)降低〔優(yōu)勢比（OR）95% CI：0.35（0.23～0.52）〕，故認(rèn)為Hp 根除治療可延緩AD 的進(jìn)展。雖然以上研究支持Hp 感染對AD 的發(fā)生有重要的影響，但日本AD 研究所對大約900 個(gè)AD 病例進(jìn)行的長達(dá)6 年的追蹤觀察，發(fā)現(xiàn)Hp 感染和AD 并沒有相關(guān)性［28］。因此，Hp 感染與AD發(fā)生的關(guān)系還需要大量細(xì)致的研究來證實(shí)。

1.4 牙齦卟啉單胞菌與AD

牙齦卟啉單胞菌（porphyromonas gingivalis，Pg）是一種革蘭氏陰性厭氧球桿菌，產(chǎn)生牙齦素（gingipains）為主要的毒性因子，后者是由賴氨酸-牙齦素（lysinegingipain，Kgp）、精氨酸-牙齦素A（arginine-gingipains A，RgpA）和精氨酸-牙齦素B（RgpB）組成的半胱氨酸蛋白酶［29］。Pg 也是牙周炎的主要病原體之一，它能夠逃避宿主的免疫監(jiān)控而存活和生長，并建立和維持炎癥毒性的環(huán)境［30］。最近許多研究表明，Pg 與AD 有一定關(guān)系。Dominy 等［31］發(fā)現(xiàn)，AD 患者的腦內(nèi)不僅存在Pg，也存在牙齦蛋白酶（gingipains），后者的表達(dá)水平與tau 蛋白相關(guān)。他們還證實(shí)，牙齦蛋白酶抑制劑能有效降低小鼠大腦中的Pg 負(fù)荷，阻斷Aβ1-42的產(chǎn)生，減少了神經(jīng)炎癥，并能拯救海馬神經(jīng)元。Ilievski 等［32］給10 只野生型小鼠口服Pg 誘導(dǎo)慢性牙周炎，通過免疫熒光顯微鏡、共聚焦顯微鏡和定量PCR 檢測到實(shí)驗(yàn)組Pg/牙齦蛋白酶的存在，同時(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組小鼠出現(xiàn)神經(jīng)炎癥、神經(jīng)退行性變、小膠質(zhì)細(xì)胞增生、星形膠質(zhì)細(xì)胞增生、細(xì)胞內(nèi)外淀粉樣斑塊積累和NFTs 形成，而對照組則并沒有。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，慢性牙周炎病原體可導(dǎo)致與AD 一致的神經(jīng)病理學(xué)形態(tài)。Ding 等［33］通過Morris 水迷宮法、聚合酶鏈反應(yīng)、酶聯(lián)免疫吸附測定和免疫組織化學(xué)技術(shù)對15 只感染Pg 的小鼠分析，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎細(xì)胞因子表達(dá)水平明顯升高，且認(rèn)知功能顯著下降。組織蛋白酶B（cathepsin B，Cat B）是一種半胱氨酸溶酶體蛋白酶，具有β分泌酶活性，參與APP 的加工與形成。Nie 等［34］發(fā)現(xiàn)，慢性全身暴露于牙齦卟啉單胞菌脂多糖，后者可通過激活單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞CatB/NF-KB 信號，誘導(dǎo)成年小鼠大腦Aβ積累，進(jìn)而促使AD 形成。因此，CatB 可能是一個(gè)AD 治療的新靶點(diǎn)。

2 真菌與AD

最近報(bào)道AD 發(fā)病可能與真菌感染有關(guān)，真菌成分可以在AD 患者死后的腦組織中找到，而在對照組腦組織中卻未發(fā)現(xiàn)。Pisa等人［35］利用幾種真菌的特異性抗體，在AD 腦細(xì)胞內(nèi)和細(xì)胞外檢測到真菌物質(zhì)，還對AD 患者不同腦區(qū)如，外額葉皮層、小腦半球、內(nèi)嗅皮層/海馬體和脈絡(luò)叢進(jìn)行檢測分析，發(fā)現(xiàn)這些腦區(qū)均含有真菌物質(zhì)，而在正常個(gè)體的腦組織中則沒有發(fā)現(xiàn)，證實(shí)了AD 患者的CNS 存在真菌感染。該團(tuán)隊(duì)還對AD 患者血清進(jìn)行了大量檢測，結(jié)果表明AD 患者血樣本中檢測到了真菌，因此認(rèn)為播散性真菌感染可能是AD 的危險(xiǎn)因素［36］。并且，兩項(xiàng)研究均發(fā)現(xiàn)在腦血管中存在真菌結(jié)構(gòu)。真菌感染可引起血管病變，而大多數(shù)AD 患者的CNS 系統(tǒng)中也表現(xiàn)出血管損傷，并有高達(dá)90%的AD 患者出現(xiàn)各種腦血管病變。因此真菌感染導(dǎo)致的血管病變與AD 患者CNS 系統(tǒng)的血管損傷是否存在聯(lián)系，仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。

Alonso 等［37］通過蛋白質(zhì)組學(xué)分析、PCR 分析和DNA 測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)AD 患者腦內(nèi)存在真菌感染。隨后，他們利用免疫組化技術(shù)和一代測序（next-generation sequencing，NGS）發(fā)現(xiàn)AD 患者感染的常見真菌屬有：交替菌屬（alternaria）、念珠菌屬（candida）和馬拉色菌屬（malassezia）等［38］。此外，Pisa 使用針對真菌抗原的特異性抗體從AD 患者大腦切片中檢測到真菌相關(guān)蛋白：烯醇化酶、b-微管蛋白以及多糖幾丁質(zhì)。其中，多糖幾丁質(zhì)也是AD 淀粉樣斑塊和淀粉樣血管病的重要組成部分，這一點(diǎn)可以通過AD斑塊的區(qū)域熒光染色證實(shí)［39］。以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果均證實(shí)AD 患者腦內(nèi)受到真菌感染。

3 病毒與AD 發(fā)病關(guān)系

3.1 單純皰疹病毒Ⅰ型與AD

單純皰疹病毒Ⅰ型（herpes simplex virus type Ⅰ，HSV-1）是一雙鏈DNA 包膜病毒，屬于皰疹病毒科的一員，外周由一個(gè)二十面體形的核衣殼包裹著。在病毒包膜和衣殼之間，有一層由26 種病毒蛋白組成的被膜，這些蛋白是HSV 生命周期所必需的成分［40］。該病毒具有親嗜神經(jīng)組織性，在人群中普遍流行。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在不同國家或地區(qū)的50 歲及以上人群中HSV-1 感染率達(dá)80%～95%，一旦被感染，將會(huì)伴隨終生。關(guān)于AD 的發(fā)生，有一種假說即衰老、壓力、免疫抑制、外周感染或免疫系統(tǒng)衰退，導(dǎo)致潛伏于三叉神經(jīng)節(jié)的HSV-1 重新被激活，HSV-1 通過氧化應(yīng)激或直接侵襲，導(dǎo)致Aβ累積和Tau 過度磷酸化，最終形成SP 和NFTs；此外，腦內(nèi)的病毒也可能受APOEε4 等位基因的影響，加重其激發(fā)程度［41］。研究人員注意到，在疾病的早期，AD 腦組織損傷的區(qū)域也是HSV-1 引起腦炎癥的區(qū)域［42］。最近，有學(xué)者用ELISA 技術(shù)對101 例AD 患者及與之匹配的107 例正常老年人進(jìn)行了HSV-1 抗體測定，結(jié)果顯示AD 組HSV-1 抗體陽性率為79.2%，而對照組僅為58.0%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，因而證實(shí)了HSV-1 感染與AD 發(fā)生之間的關(guān)系［43］。此外，一項(xiàng)研究表明，HSV1-DNA 存在于AD 老年斑中。另有學(xué)者研究了7 個(gè)相互獨(dú)立的組，在AD 大腦組檢測到HSV-1 的比率高于對照組，并且在AD 大腦組，HSV-1-DNA 與淀粉樣斑塊有非常強(qiáng)的共定位性，而在正常大腦組沒有發(fā)現(xiàn)此種現(xiàn)象［44］。以上充分說明了HSV-1 與AD 發(fā)病有關(guān)。

此外，與青年人相比，HSV-1 基因在老年人大腦出現(xiàn)頻率較高?？赡苁怯捎陔S著年齡的增長，免疫系統(tǒng)功能的下降，血腦屏障的通透性增加，因此病毒基因在老年人時(shí)更容易進(jìn)入大腦。一般將抗IgM 作為HSV 再活化的標(biāo)志，抗IgG 作為既往感染的標(biāo)志。開展全基因組關(guān)聯(lián)研究（genome-wide association studies，GWAS）對AD 患者血清抗HSV-1 IgG 和IgM 抗體進(jìn)行流行病學(xué)調(diào)查，或?qū)魅拘约膊×餍胁W(xué)調(diào)查的負(fù)荷和IgG親和力指數(shù)的測量［45］，結(jié)果證實(shí)了IgG 的存在表明感染了HSV-1，而IgM 的發(fā)現(xiàn)則表明HSV-1 重新激活。Letenneur 等人對500 多例AD 患者進(jìn)行為期14 年的隨訪，發(fā)現(xiàn)血清抗HSV-1 IgG 和IgM 抗體的存在會(huì)增加AD 發(fā)生的危險(xiǎn)性［41］。Lovheim 等［46］對一項(xiàng)有3 000 多名參與者參加的前瞻性研究表明，抗HSV-1 IgM 反應(yīng)陽性幾乎使AD 風(fēng)險(xiǎn)增加兩倍。以上證據(jù)，支持HSV-1 感染與AD 發(fā)病有密切關(guān)系。

3.2 巨細(xì)胞病毒與AD

巨細(xì)胞病毒（cytomegaovirus，CMV）是一種β皰疹DNA 病毒，也被稱為細(xì)胞包涵體病毒。在人群中CMV 血清陽性率為20%～100%［47］。該病毒存在于骨髓細(xì)胞室（myeloid cell compartment）中，也潛伏在單核細(xì)胞中，對許多細(xì)胞類型具有嗜性，如上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、神經(jīng)元等［48］。CMV 可引起消化系統(tǒng)、泌尿生殖系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)及其他系統(tǒng)感染，從輕微無癥狀性感染到可危及生命的嚴(yán)重感染。CMV 感染后可以在人體終生潛伏或呈低活性持久存在狀態(tài)，對于大多數(shù)免疫力正常的人來說，即使感染了CMV 也只有無癥狀或輕微癥狀。然而，與HSV-1 一樣，CMV 也可能在應(yīng)激狀況下或其他條件刺激下重新被激活。Carbone 等［49］對一組老年人隨訪了5 年，發(fā)現(xiàn)AD患者CMV 抗原的IgG 水平顯著高于對照組。Barnes等人［50］對849 名受試者也進(jìn)行了隨訪，發(fā)現(xiàn)在5 年的隨訪期中，CMV 血清陽性者發(fā)生AD 的風(fēng)險(xiǎn)增加2 倍，且認(rèn)知能力下降迅速。Lurain 等［47］通過分析AD 患者的腦脊液、血清及淋巴細(xì)胞凍存液，證明了血清CMV特異性IgG 抗體水平與NFTs 有關(guān)；腦脊液IFN-γ也在CMV 血清陽性者中檢測到，且與NFTs 顯著相關(guān)，也證實(shí)了CMV 與AD 病理特征之間的直接和間接聯(lián)系。因此，以上這些研究支持了CMV 和AD 的發(fā)生發(fā)展之間的關(guān)聯(lián)。

4 結(jié)語

綜上所述，AD 患者的大腦中存在多種病原微生物，從細(xì)菌到病毒再到真菌，它們無論是直接透過血腦屏障，或是引起炎癥反應(yīng)進(jìn)而感染腦組織，亦或是其殘骸對神經(jīng)系統(tǒng)造成損害，都對AD 這一神經(jīng)退行性疾病產(chǎn)生了重要影響。因此病原微生物在AD 發(fā)展過程中的作用不可忽視。

隨著世界人口老年化加劇，AD 患病率也在逐年攀升。近年來，AD 的“感染假說”越來越受到人們的廣泛關(guān)注。許多學(xué)者已開展病原體感染和AD發(fā)病之間相關(guān)性的研究，取得不少重要的成果，但現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)證據(jù)仍顯不足，確定兩者之間真正關(guān)系還有許多工作要做。例如，需要進(jìn)一步闡明這些病原微生物侵入腦內(nèi)的詳細(xì)機(jī)制，哪種微生物引發(fā)AD 最常見？機(jī)制是什么？侵入腦內(nèi)的微生物或其殘骸要達(dá)到多少量才發(fā)??？這些侵入物是一次性進(jìn)入還是多次反復(fù)或持續(xù)進(jìn)入？哪些腦區(qū)先受到影響等？只有這樣才能為日后研發(fā)出更加有效的臨床預(yù)防和治療AD 的新方法提供準(zhǔn)確的可資參考的信息。