利用实验室中的人脑组织，研究人员显示疱疹与阿尔茨海默氏症有关

科学家周三报道，人类大脑的一个小型3D版本在感染一种会导致冻疮的病毒时，会产生阿尔茨海默氏症的关键特征，这进一步证明了这种最常见的痴呆症形式可能是由一种常见的微生物引起的。

发表在“科学进展”杂志上的这项新研究首次在实验室模型中(而不是通过人类研究的间接证据)直接表明单纯疱疹病毒HSV-1可能会导致阿尔茨海默氏症：感染该病毒的人脑组织变得千疮百孔，形成淀粉样斑状结构，这是阿尔茨海默氏症的特征。它还会出现神经炎症，传导电信号的效率降低，所有这些都会发生在阿尔茨海默氏症中。

“这是一篇非常重要的论文，”哥伦比亚大学内科和外科医学院老年精神病学主任Dev Devanand说，他没有参与这项研究，目前正在领导一项临床试验，以了解抗病毒药物是否能治疗轻度阿尔茨海默氏症.HSV-1的发现“支持病毒在阿尔茨海默氏症中的作用”.。

尽管一些研究人员长期以来一直在研究阿尔茨海默氏症的“微生物理论”，但他们的工作一直是一潭死水，科学家们正在努力获得拨款并发表论文。相反，大多数科学家将聚集在大脑神经元之间的淀粉样斑块，以及散布在神经元内部的tau缠结作为可能的原因。这种情况已经开始改变，美国国立卫生研究院(National Institutes Of Health)去年邀请科学家申请资金，研究病原体在阿尔茨海默氏症中的作用。

据估计，美国有580万人患有这种疾病，全球有5000万人患有这种疾病。自2003年以来，没有一种阿尔茨海默氏症药物获得批准，市场上的五种药物甚至不会影响潜在的疾病。

这项新的研究使用了塔夫茨大学博士后达娜·凯恩斯开发的三维工程化人类准大脑。她从人类包皮的皮肤细胞开始，然后使用基因技术将它们转化为神经干细胞，这些细胞在四天内就会变成神经元、胶质细胞和大脑中其他的神经动物园。关键的一步是：将100万个细胞放入由丝蛋白制成的微小的甜甜圈状海绵中，丝蛋白显然是神经干细胞用来像阳光池塘中的藻类一样的材料。

其结果本身并不是大脑的“有机体”；它不会复制该器官的结构。“我们称之为组织工程系统，”塔夫茨大学的资深作者大卫·卡普兰(David Kaplan)说。它宽0.2到0.4英寸，高不到0.1英寸，有轴突和树突的神经元来传递和接收电信号；神经元连接的突触；以及“令人惊叹的网络，”卡普兰说，“所有这些都是如此。”

一旦小人国的准大脑启动并运行，科学家们就将HSV-1感染到它们身上。在几天内，神经细胞形成了致密的斑块状球形，类似于阿尔茨海默氏症患者的淀粉样斑块。炎症水平飙升，细胞融合成异常团块，这也是阿尔茨海默氏症的情况。脑细胞开始产生更多的PSEN1和PSEN2蛋白，这会增加患阿尔茨海默氏症的风险。神经元发送和接收电信号的能力崩溃，这是所有精神过程的基础。

卡普兰说：“这些都是深刻的变化，所有这些反应--生理变化和功能退化--对这种疾病都很重要。”“而这些只是正常的细胞”：科学家们并没有通过使用含有增加阿尔茨海默氏症风险的基因变异的细胞来堆叠甲板。“我认为没有人对HSV-1表现出这样的反应，没有一种方式显示出直接的因果关系，”他说。

英国曼彻斯特大学的神经病理学家Ruth Itzhaki研究了微生物在导致阿尔茨海默氏症中的作用，她对此表示赞同，称这项研究是“一项真正重要的发展”。她说，塔夫茨团队通过展示HSV-1导致“与典型的AD斑块和缠结非常相似的结构的形成”，直接证明了以前只能推断的：人脑对HSV-1和其他病毒的反应可能是阿尔茨海默氏症在症状出现前几年出现的原因，而大多数人认为导致这种疾病的斑块和其他病理反而是对真正原因的防御性反应。

这似乎表明，抗病毒药物永远不会对阿尔茨海默氏症有效：损害早就造成了。这就是德瓦南德的临床试验要找出的答案。但3D准大脑提供了乐观的理由。当科学家们加入疱疹药物valacyclovir(葛兰素史克出售的名称为valtrex)时，脑组织的炎症变得较轻，消除了许多斑块样沉积，功能也更好。

几项研究已经将HSV-1(它安静地生活在神经系统中，通常是无害的)和其他疱疹病毒与阿尔茨海默氏症联系起来，例如，在阿尔茨海默氏症肆虐的大脑区域发现了高水平的病毒基因组，并捐赠给了科学。这支持了这样一种观点，即大脑通过产生淀粉样蛋白来应对病毒入侵，淀粉样蛋白似乎具有抗菌作用，但也可能破坏突触。

“活跃的(疱疹)感染可能不是阿尔茨海默病的必要条件，”卡普兰和他的同事们写道。疱疹感染史可能“足以引发阿尔茨海默氏症”。

但不是在每个人身上。据估计，50岁及以下的人中有三分之二感染了HSV-1。虽然接近这个数字的人不会因为病毒或其他任何原因而患上阿尔茨海默氏症，但科学家们还不确定是什么基因、生活方式和其他因素的组合决定了谁会患上阿尔茨海默氏症。