肺炎衣原體感染與阿爾茨海默病的關(guān)系

楊新玲，劉雪晴，楊杰民

2.云南省第二人民醫(yī)院神經(jīng)外科，昆明 650021

阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）是一種常見的老年神經(jīng)變性疾病，臨床表現(xiàn)為進(jìn)行性認(rèn)知功能障礙和精神異常。是引起老年癡呆的最常見病因。本文對肺炎衣原體（Chlamydiapneumonia，Cpn）感染與LOAD的關(guān)系作一綜述。

1 淀粉樣蛋白級聯(lián)假說

淀粉樣蛋白級聯(lián)假說認(rèn)為淀粉樣蛋白β（amyloid－β，Aβ）的產(chǎn)生和沉積導(dǎo)致神經(jīng)退化［3］，指導(dǎo)AD神經(jīng)病理學(xué)發(fā)病機(jī)制研究已逾十年。該假說只適用于由遺傳突變導(dǎo)致淀粉樣蛋白形成和沉積的FAD，LOAD的病因?qū)W不能歸于相似的或其他遺傳缺陷，因此Aβ并不是所有AD的誘發(fā)因素。LOAD主要發(fā)生于65歲以上人群，年齡是LOAD發(fā)生、發(fā)展的第一危險因素。近年的研究認(rèn)為，LOAD發(fā)病的其他危險因素包括動脈粥樣硬化、Ⅱ型糖尿病、神經(jīng)外傷和感染［1］。LOAD發(fā)病的遺傳因素（載脂蛋白E－ε4等位基因）和環(huán)境因素（包括Cpn感染）之間的相互作用尚未闡明。

2 肺炎衣原體與LOAD相關(guān)的證據(jù)

2.1 組織病理學(xué)依據(jù) 肺炎衣原體是一種專性細(xì)胞內(nèi)寄生的人類呼吸道病原菌，通常引起輕型或亞臨床感染。在工業(yè)化社會里70%人群受Cpn影響，呈現(xiàn)血清陽性。Cpn急性感染主要表現(xiàn)為中輕度咽炎、支氣管炎及重型下呼吸道感染。Cpn慢性感染與哮喘、COPD、動脈粥樣硬化和AD等發(fā)病相關(guān)。Cpn慢性感染與其生物狀態(tài)有關(guān)，當(dāng)Cpn從活躍的復(fù)制狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槌掷m(xù)、非感染狀態(tài)時，能夠引起慢性炎癥性疾?。?］。

1998年Balin等［5］首次報道了Cpn與LOAD之間的聯(lián)系，PCR分析顯示90%AD尸檢腦組織呈現(xiàn)CpnDNA陽性，而對照組陽性率僅5%，AD尸檢腦組織中衣原體16S r RNA和omp A基因顯著高于對照組；免疫組織化學(xué)技術(shù)和電子顯微鏡檢查PCR陽性腦組織樣品，Cpn抗原存在于顳葉皮層、海馬、頂葉皮層、前額葉皮層；Cpn主要感染神經(jīng)病變的中小血管周圍、神經(jīng)纖維網(wǎng)、小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞；LOAD腦組織電鏡顯示Cpn包涵體含有EB和RB；RT－PCR分析冰凍腦組織切片是否存在衣原體RNA，檢測到編碼KDO轉(zhuǎn)移酶和Cpn特異性蛋白（約376k Da）兩個轉(zhuǎn)錄信使，由此推測從這些組織中能夠得到Cpn培養(yǎng)物，將PCR和RT－PCR陽性的組織勻漿與人單核細(xì)胞（THP－1）共培養(yǎng)，成功獲得了具有活性的Cpn。LOAD腦組織分析揭示58%（11/19）PCR陽性樣品含有至少一個apoE4亞型等位基因，與apoE4是LOAD發(fā)展的危險因子相一致［6］。Gerard等［7］報道 AD組80%（20/25）擴(kuò)增出Cpn0695和Cpn1046兩個衣原體靶基因，而對照組僅為11.1%（3/27）；免疫組織化學(xué)技術(shù)檢測到Cpn與AD的兩個主要病理指標(biāo)淀粉樣蛋白斑和NFTs具有共定位；再次從AD腦組織中培養(yǎng)出具有活性的Cpn；RT－PCR檢測到Cpn主要的核糖體基因轉(zhuǎn)錄本，表明Cpn具有代謝活性。

然而，有些研究卻出現(xiàn)不同的結(jié)果。這些矛盾的結(jié)果可能是由于不同的診斷標(biāo)準(zhǔn)和診斷工具、不同的樣品材料和研究方法，也可能與諸如地理區(qū)域、死亡季節(jié)和體制歷史等病人統(tǒng)計差別有關(guān)。有些研究使用PCR分析石蠟包埋組織，增加了DNA/RNA完整性和技術(shù)敏感性問題；有些研究在PCR分析前不知道組織是如何處理和保存的；檢測CpnIg A和IgG抗體的臨床意義甚小，因為老年人Cpn抗體血清陽性率較高，Cpn慢性感染也缺乏有效標(biāo)志物。類似相矛盾的結(jié)果也存在于Cpn感染與動脈粥樣硬化或Cpn感染與多發(fā)性硬化癥之間。可以肯定的是，如果其他實驗室能夠再次從AD腦組織獲得具有活性的Cpn將為Cpn參與AD發(fā)病機(jī)制提供有力證據(jù)。

2.2 動物模型研究 以往曾用轉(zhuǎn)基因小鼠（早老素和淀粉樣蛋白β前體發(fā)生突變）作為AD模型，過表達(dá)淀粉樣蛋白導(dǎo)致大腦形成淀粉樣蛋白斑，與FAD觀察到的病理變化相似。但是，用這種轉(zhuǎn)基因小鼠作實驗研究不能闡明LOAD起始機(jī)制。要想闡明感染是如何在LOAD發(fā)病中發(fā)揮作用的，需要使用非轉(zhuǎn)基因動物模型。Little等［8］報道，鼻內(nèi)感染非

轉(zhuǎn)基因BALB/c小鼠，隨后用光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡檢測到Cpn存在于嗅上皮和嗅球。病理分析發(fā)現(xiàn)大腦中Aβ1－42沉積物類似AD患者的淀粉樣蛋白斑。激活的星形膠質(zhì)細(xì)胞和與其共定位的淀粉樣沉積物表明細(xì)胞炎癥應(yīng)答被激活。這種應(yīng)答可能由Cpn存在引起，也可能直接針對淀粉樣沉積物或由Cpn感染引起的可溶性淀粉樣蛋白。有趣的是，這些結(jié)果表明Aβ的生成是對感染創(chuàng)傷的一種應(yīng)答，支持Aβ的作用是 “生物絮凝劑”假說。非轉(zhuǎn)基因BALB/c小鼠大腦中淀粉樣沉積物的形成支持Cpn感染誘導(dǎo)或加速AD樣病理，可能是LOAD發(fā)病的觸發(fā)器。Hammond等［9］進(jìn)一步研究了抗生素是否能夠限制感染導(dǎo)致的中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變：鼻內(nèi)感染Cpn后，將小鼠分為幾組，分別在感染第7～21 d、第28～42 d、第56～70 d和第84～98 d用鹽酸莫西沙星處理，感染6w后處死小鼠，檢測大腦中Cpn、Aβ1－42沉積物和星形膠質(zhì)細(xì)胞活性。免疫組織化學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)感染6個月后嗅覺組織和大腦中能夠檢測到Cpn抗原。有趣的是，最早使用抗生素處理組（感染第7－21d）Aβ1－42活性淀粉樣蛋白斑數(shù)量與非感染小鼠的基線水平相同；而感染后56d才用抗生素處理組淀粉樣蛋白斑數(shù)量比基線高8－9倍，接近于未使用抗生素處理的感染組。這些結(jié)果表明，感染后早期抗生素介入能夠有效限制感染導(dǎo)致的淀粉樣蛋白斑數(shù)量。

2.3 臨床干預(yù)實驗研究 AD感染假說成為前瞻性臨床實驗的基礎(chǔ)，體外抗Cpn最有效的兩種抗生素多西環(huán)素和利福平被應(yīng)用在臨床實驗中。Loeb等［10］報道了每日給予LOAD和中輕度癡呆患者多西環(huán)素和利福平抗衣原體治療和安慰劑對照治療3個月，在6個月抗生素組認(rèn)知功能（SADAScog）產(chǎn)生輕微影響（P＝0.034），在12個月抗生素組SADAScog值與安慰劑對照組沒有顯著差異（P＝0.079），但是在3個月抗生素組功能失調(diào)行為顯著輕于安慰劑對照組（P＝0.028），在12個月抗生素組精神狀態(tài)分值降低（P＝0.032）；抗生素治療對AD患者血樣Cpn－DNA陽性率和IgG/Ig A抗體滴度沒有影響。但是，研究對象僅有101位AD患者和中輕度癡呆患者（51位接受治療）嚴(yán)重消弱了其統(tǒng)計學(xué)意義，導(dǎo)致廣泛的置信區(qū)間。體外研究表明，影響衣原體復(fù)制的抗生素不能清除血液單核細(xì)胞內(nèi)持續(xù)感染的Cpn。此外，首次治療不足或抗生素的濃度偏低反而導(dǎo)致Cpn持續(xù)感染。理論上，只有Cpn急性感染才必須治療以免播散至全身系統(tǒng)。因此，對已經(jīng)表現(xiàn)出臨床癥狀的AD患者使用抗生素治療一定會失敗。另外，PCR檢測AD患者血樣內(nèi)的Cpn－DNA來監(jiān)測腦內(nèi)抗衣原體治療的效力，這種方法可能并不合適。因此，目前的研究結(jié)果無法回答抗生素治療AD（尤其是AD早期臨床治療）是否能夠防止疾病。體外實驗和小鼠實驗表明，金屬蛋白衰減化合物（MPACs）能夠促進(jìn)細(xì)胞外含有淀粉樣蛋白β的老年斑溶解及清除。據(jù)報道，抗原蟲金屬螯合物氯碘羥喹可能通過與銅和鋅螯合而能夠減少淀粉樣斑塊，目前已把氯碘羥喹作為AD臨床實驗潛在治療藥物［11－12］。

3 肺炎衣原體感染致LOAD的機(jī)制

3.1Cpn進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng) 呼吸道病原菌Cpn是如何進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)的？衣原體最有可能通過嗅覺途徑進(jìn)入大腦。Cpn通常感染黏膜上皮，能夠通過呼吸作用黏附到嗅覺神經(jīng)上皮。PCR和RTPCR檢測LOAD尸檢嗅球，發(fā)現(xiàn)了Cpn的遺傳物質(zhì)［13］。有趣的是，AD一些早期病癥就發(fā)生于嗅球。嗅球病變早于內(nèi)嗅區(qū)，表明嗅覺損壞發(fā)生在臨床AD之前［14］。繼嗅球損傷之后，內(nèi)嗅皮質(zhì)出現(xiàn)神經(jīng)元纖維纏結(jié)，特別是海馬回內(nèi)嗅皮質(zhì)Ⅱ?qū)雍廷髮印┚壨返纳窠?jīng)投影由此產(chǎn)生到達(dá)神經(jīng)支配的海馬結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn)Cpn存在于內(nèi)嗅皮質(zhì)、海馬和顳葉皮層，這一發(fā)現(xiàn)把問題帶入到嗅球內(nèi)的感染、炎癥和損傷是如何進(jìn)一步導(dǎo)致皮層和邊緣結(jié)構(gòu)受損最終導(dǎo)致LOAD癥狀的。

Cpn能夠被肺小血管單核細(xì)胞循環(huán)所攝取，隨后通過血腦屏障進(jìn)入大腦。Cpn可感染AD患者大腦神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞、血管周圍巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞。將人腦微血管內(nèi)皮細(xì)胞（HBMECs）作為體外研究Cpn通過血腦屏障的模型，發(fā)現(xiàn)Cpn感染后表面黏附分子ICAM－1和VCAM－1在HBMECs中表達(dá)上調(diào)。內(nèi)皮細(xì)胞表面黏附分子和單核細(xì)胞整聯(lián)蛋白表達(dá)上調(diào)使單核細(xì)胞通過體外血腦屏障遷移率比非感染單核細(xì)胞通過非感染內(nèi)皮屏障遷移率增大3倍［15－16］。這些研究表明，Cpn感染大腦微血管內(nèi)皮和/或外周單核細(xì)胞能夠促進(jìn)Cpn從血液進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。MacIntyre等［17］研究了感染后鈣粘蛋白、連環(huán)蛋白和緊密連接蛋白在維持內(nèi)皮連接完整性中的作用。細(xì)胞骨架的干擾直接影響內(nèi)皮連接復(fù)合體裝配，并且感染也可能與此相關(guān)。Cpn感染HBMECs導(dǎo)致參與連接復(fù)合體裝配的一些分子表達(dá)上調(diào)，包括N－鈣粘蛋白和β－連環(huán)蛋白。相反，感染導(dǎo)致緊密連接蛋白o(hù)ccludin表達(dá)下調(diào)，但是感染72 h后又會恢復(fù)。這些結(jié)果表明代償性反應(yīng)緊接感染之后；緊密連接蛋白表達(dá)下調(diào)期間，連接復(fù)合體保持屏障完整性而屏障通透性增大。隨著感染72 h后occludin表達(dá)返回控制水平，這種通透性變化也發(fā)生逆轉(zhuǎn)。因此，整個變化是瞬時的，而單核細(xì)胞通過HBMEC屏障的遷移率卻可能增大。

Cpn引起的慢性感染和其所引起的免疫病變可能導(dǎo)致感染區(qū)腦細(xì)胞病變死亡。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中受感染的細(xì)胞將Cpn釋放到細(xì)胞外液和腦脊液。Paradowski等［18］報道PCR檢測AD患者、血管性癡呆患者和對照人群腦脊液中CpnDNA，發(fā)現(xiàn)LOAD組Cpn感染率達(dá)43.9%（N＝57），顯著高于血管性癡呆組（9.5%，N＝21）和對照組（0.6%，N＝47）；LOAD患者腦脊液中CpnDNA的存在增大了疾病發(fā)病率（優(yōu)勢率為7.21）。

3.2Cpn與神經(jīng)炎癥和LOAD 衣原體引起的疾病通常是免疫發(fā)病機(jī)制的結(jié)果，激活的單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞存在于感染組織是慢性炎癥的特征，且衣原體感染促進(jìn)多種炎癥前細(xì)胞因子分泌。強(qiáng)炎癥反應(yīng)由衣原體脂多糖（LPS）、熱休克蛋白和外膜蛋白引起。將小劑量大腸桿菌LPS直接注射到大鼠大腦，導(dǎo)致以細(xì)胞因子生成和小膠質(zhì)細(xì)胞激活為特征的炎癥，表明LPS可以單獨(dú)引起LOAD的多種病理［19］。在大鼠顳葉也發(fā)現(xiàn)了類似的損傷——淀粉樣蛋白β誘導(dǎo)生成，表明由衣原體感染或宿主應(yīng)答產(chǎn)物可能激活炎癥，導(dǎo)致LOAD相關(guān)的神經(jīng)變性。

一些臨床實驗表明非甾類抗感染藥物能夠延遲LOAD發(fā)病，這也證實炎癥是LOAD的誘發(fā)因素之一；然而，這些藥物卻無治療效果。大腦負(fù)責(zé)炎癥的細(xì)胞主要是小膠質(zhì)細(xì)胞，其次是星形膠質(zhì)細(xì)胞。這兩種細(xì)胞在LOAD大腦均被激活，并且存在于淀粉樣蛋白斑周圍和里面［20］。小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞應(yīng)答由炎癥前細(xì)胞因子和活性氧族引起的損傷。Cpn存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞，表明感染所引起的炎癥可能參與LOAD神經(jīng)病變。體外實驗結(jié)果表明，MCP－1、IL－6和TNFα等炎癥前分子在Cpn感染的鼠小膠質(zhì)細(xì)胞上清液中表達(dá)顯著高于對照。感染的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)MCP－1和IL－6高于對照。將神經(jīng)元置于感染的鼠小膠質(zhì)細(xì)胞上清液中，細(xì)胞死亡顯著增多；如果加入MCP－1和IL－6抗體，則神經(jīng)元細(xì)胞死亡減少50%［21］。這些結(jié)果表明，Cpn感染通過激活炎癥前應(yīng)答導(dǎo)致神經(jīng)變性而在神經(jīng)炎癥中起重要作用。

3.3Cpn與APOE和LOAD 很多與Cpn感染相關(guān)的慢性疾病都與人類19號染色體上的APOE ε4等位基因有關(guān)。Gerard等［6］等研究表明，Cpn感染參與LOAD也與APOEε4等位基因有關(guān)。原位雜交技術(shù)顯示具有APOEε4等位基因的LOAD患者腦組織中Cpn感染的細(xì)胞數(shù)較多；針對Cpn染色體靶序列的實時定量PCR證實具有APOEε4等位基因的LOAD患者Cpn感染量較高。apoE（APOE ε4基因產(chǎn)物）是一種分泌型糖蛋白，apoE4能夠增強(qiáng)CpnEB與星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞等宿主靶細(xì)胞的黏附，這種黏附增強(qiáng)作用比apoE4缺失的對照組高3倍；有趣的是，apoE4并不能增強(qiáng)沙眼衣原體與宿主靶細(xì)胞的黏附作用；黏附到EB表面的apoE4仍保留與宿主真核細(xì)胞黏附的能力［22］。雖然apoE4增強(qiáng)CpnEB與宿主靶細(xì)胞的黏附作用細(xì)節(jié)還沒有完全闡明，但是這些研究結(jié)果證明Cpn感染與APOEε4等位基因產(chǎn)物和LOAD之間相關(guān)聯(lián)。

4 展望

病理學(xué)、動物和體外細(xì)胞學(xué)實驗等研究結(jié)果從不同側(cè)面表明Cpn感染與LOAD發(fā)生密切相關(guān)，但是這些研究主要由Balin實驗室完成，其他研究者由于研究對象和研究方法等不同而得出不同的結(jié)果，結(jié)論還需其他實驗室能夠再次從AD腦組織獲得具有活性的Cpn。另外，Cpn如何參與LOAD發(fā)病機(jī)制尚未闡明。因此，若要全面闡述Cpn感染與LOAD的關(guān)系，還有大量的工作要做。

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