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来源：生物世界 2023-11-03 09:20 该研究发现，严重肺炎后的神经系统疾病与内源性细菌从肺到脑的易位有关。研究团队观察到脑组织中存在细菌，这可能是肺炎期间肺血屏障和血脑屏障渗漏的结果。 近日，苏州大学汪超教授团队在 Science Advances 期刊发表题为：Neurological disorders after severe pneumonia are associated with translocation of endogenous bacteria from lung to brain 的研究论文。 该研究发现，重症急性肺炎后的神经系统的异常与内源性细菌从肺到脑的易位有关，该研究阐述了一种重症急性肺炎后神经系统异常的一般机制。
研究团队首先在在脂多糖（LPS）诱导的重症肺炎小鼠模型中，观察到肺炎康复的小鼠虽然其肺部各项指标均恢复正常，然而，通过行为学实验发现其存在一定的神经性异常，表现为空间认知能力的低下、对新事物识别能力的低下等。这些数据和之前的文章吻合，表明LPS诱导的重症肺炎康复后的小鼠也会存在着脑部神经系统紊乱。 已经许多工作报道了肺-脑轴的双向相互作用。过去的研究表明，脑和肺可以通过多种途径进行交流，包括内分泌途径和免疫途径等。并且，和肠道类似，肺由于暴露在空气中，是一个包含大量微生物群的器官。肺中的微生物群落由大约140个不同的家族组成，而它们在健康个体中的大多数功能仍然未知。相比之下，在正常情况下，大脑被认为是一个无菌（或者微生物少得多）的环境，因为血脑屏障能够阻止细菌进入脑组织。 在一次无意的实验中，他们发现肺炎的小鼠的脑部竟然存在微生物。肺炎几天后，他们在含有小鼠脑组织匀浆液的LB板中观察到细菌生长。脑内细菌数量的高峰出现在肺炎后约7天。通过16S rDNA基因检测分析进一步证实了脑组织中细菌的存在。为了排除手术或手术过程中外源性细菌污染的可能性，脑细胞单细胞RNA序列明确显示，即使在30天后，与细菌感染途径相关的基因也显著上调。 研究团队进一步假设脑部出现的细菌是否来自于其他器官？通过16S rDNA基因分析和主成分分析中，研究发现大脑和肺部微生物群的多样性和丰度非常相似，而与肠道的微生物群却没有表现出相似性，这暗示大脑中新出现的细菌可能来源于肺部。 那细菌是如何从肺部迁移到脑部的呢？此前的研究证实，在LPS诱导的肺炎患者的支气管肺泡灌洗液（BAL）和血液中都检测到相似的微生物组，表明细菌可以从肺部迁移到血液循环中。在实验中，作者观察到急性肺炎期间肺血屏障和血脑屏障同时受损，而血脑屏障受损是众多急性肺炎的特征之一。这一现象解释了急性肺炎期间肺部细菌是如何侵入大脑的可能性。 脑组织中细菌的存在会导致大脑内稳态的破坏，特别是对星形胶质细胞和小胶质细胞这两种介导神经炎症的主要细胞类型。为了杀死侵入脑部的细菌，激活的小胶质细胞和星形胶质细胞通过产生的细胞因子、趋化因子和活性氧等，吞噬或灭活细菌。然而，这种局部炎症的副产品会导致中枢神经系统的短期损伤。细菌的入侵促进了大脑的炎症，而大脑炎症与a β蛋白的增加之间存在正相关关系。即使大脑中的细菌可以被激活的免疫系统完全消灭，脑部免疫稳态的重塑也需要一定的时间。一项研究表明，Covid -19后”脑雾”患者在6至9个月的时间内完全恢复，这表明这些神经系统疾病可以在一段时间后恢复，这与本研究结果一致。 文章最后，研究团队利用课题组以往的工作中发展的一种血小板来源的细胞外囊泡 （PEVs）纳米载体，通过将雷帕霉素装入PEVs（Rapamycin-PEVs），构建靶向脑部炎症环境的药物递送载体去缓解脑部的炎症反应。研究发现经鼻给药Rapamycin-PEVs可治疗由重症急性肺炎引起的星形胶质细胞和小胶质细胞功能障碍，有效缓解肺炎后的神经系统异常。 总的来说，该研究发现，严重肺炎后的神经系统疾病与内源性细菌从肺到脑的易位有关。研究团队观察到脑组织中存在细菌，这可能是肺炎期间肺血屏障和血脑屏障渗漏的结果。雷帕霉素- PEVs靶向递送载体可以加速大脑稳态的恢复，并减轻患有严重肺炎引起的小鼠的行为障碍。研究为重症肺炎后神经系统综合征的机制提供了一种一般机制和新的见解，证明内源性细菌的异位在其中起到了部分的作用。   |
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