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身体有一个早期预警系统，可以帮助大脑为病毒攻击做好准备
洛克菲勒大学的研究人员发现了一个信号网络，可以在感染后数小时内向大脑的血脑屏障发出警报，从而启动针对病毒性脑炎的防御。
来源:Scientific Inquirer想象一下：您正在户外享受夏季午餐，却没有意识到桌子下面有一只饥饿的蚊子在您的脚踝上盘旋，直到您感觉到明显的叮咬。如果那只蚊子碰巧携带西尼罗河病毒（WNV）等病原体，那么被叮咬就不仅仅是滋扰了。该病毒有可能穿过人体，留下严重的症状，或者穿过血脑屏障（BBB），导致可能致命的脑炎。
这个过程可能需要几天甚至几周的时间，但值得注意的是，洛克菲勒查尔斯·赖斯实验室的最新研究表明，大脑在感染后几个小时内就开始为潜在的病毒攻击做好准备。正如他们最近在《免疫》杂志上发表的那样，科学家们使用小鼠模型发现了一个信号网络，该网络将有关病毒感染的高级情报从身体远端区域传输到血脑屏障，从而使大脑为潜在的攻击做好准备。
“我们发现血脑屏障充当身体和大脑之间的一种中央免疫信号中枢，”第一作者泰勒·卢伊 (Tyler Lewy) 说，他曾是莱斯大学病毒学和传染病实验室的研究生，现在是美国国立卫生研究院 (NIH) 的博士后研究员。 “足部存在与病毒相关的分子就足以触发该网络。”
一旦被病毒 RNA 启动，这种干扰素驱动的网络不仅可以预防西尼罗河病毒，还可以预防一系列引起神经炎症的病毒，其中许多病毒的感染人数正在上升。
“这种早期预警系统似乎是一种常见的保护机制，可以让大脑有时间做好准备，抵御病毒引起的严重脑炎，”赖斯说。 “这些发现加深了我们对免疫系统复杂的监测装置以及所涉及的信号通路如何影响某人是否患上脑炎的理解。”
大脑的强化
中枢神经系统 (CNS) 调节身体的所有重要功能，包括使用一系列传感器和信号来扫描免疫威胁并启动应对措施。它被隔离在血脑屏障后面，血脑屏障由排列在血管内表面的紧密排列的细胞组成。血脑屏障阻止血液中的毒素和病原体进入大脑，同时允许必需营养素和其他重要分子通过。
“在几乎所有情况下，血脑屏障都非常有效地阻止不需要的东西进入，同时仍然允许需要的东西进入，并排出不需要的东西，例如废物，”Lewy 解释道。 “但对于这种极具选择性的渗透性如何运作，还有很多未知之处。这就是为什么药理学家多年来一直在努力寻找如何将药物输送到大脑中的原因。”
一些免疫威胁，例如病毒，可能会进入大脑，有时它们会溜过血脑屏障，导致有时致命的脑炎或脑膜炎。问题是，在这种情况下，大脑是否是一只待宰的鸭子，只有在病毒已经到达或通过大门时才加强防御？或者它是否已做好准备，在病毒到达大脑之前做好战斗准备？
“一旦病毒进入大脑，人们就会对大脑进行观察，但对其事先的作用知之甚少，”路易说。 “有一种假设认为，它可能在免疫学方面几乎没有发挥什么作用。然而，其他实验室最近的一些研究表明，大脑并不像我们曾经想象的那么闲置。”
快速响应
广泛的病毒感知机制
为了填补这一知识空白，研究人员调查了大脑是否会对远离大脑的病毒入侵做出反应，如果会做出反应，又是什么时候做出反应。
首先，他们检查了西尼罗河病毒，这种病毒每年会导致数万例脑炎病例。它从皮肤转移到淋巴结和脾脏，引起发烧和其他症状。大多数人类免疫系统在这个阶段就征服了病毒，但对于另外 5% 的人来说，其中一些人患有先天性免疫缺陷，使他们变得脆弱，西尼罗河病毒会穿过血脑屏障进入中枢神经系统，在那里它在神经元中复制，导致严重的炎症，有时甚至死亡。
为了了解大脑是否对感染的任何中间阶段做出反应，研究人员向小鼠的足垫注射了西尼罗河病毒，然后在不同的时间间隔检查它们的大脑。几个小时内，他们发现即使附近没有病毒，大脑中干扰素刺激的抗病毒基因（ISG）也被激活。
“现阶段在大脑中无法检测到病毒，但中枢神经系统却产生了强大而独特的抗病毒免疫反应，”共同资深作者亚历山大·勒彻 (Alexander Lercher) 说。 “这使我们推测中枢神经系统正在识别从外围发送的信号。”
为了表征这一信号网络，研究小组测试了一系列足垫管理的病原体相关分子模式（PAMP）——在病原体中发现的保守分子，免疫系统已经进化到可以轻松识别——并发现大脑的反应具有高度特异性。
“根据 PAMP 进行微调，”Lercher 补充道。 “我们尝试了看起来像细菌或病毒的激动剂，并且根据 PAMP，大脑激活了不同的转录组程序。”
出于好奇，他们再次用足垫 PAMP 挑战小鼠，然后直接在大脑中感染西尼罗河病毒，让病毒自然生长几天。只有接受聚（I：C）（一种有效的病毒模拟物）的小鼠才有很高的存活率。然后，他们用与西尼罗河病毒属于同一病毒家族的其他脑炎病毒重复了实验，包括波瓦桑病毒（引起蜱传脑炎）以及不相关的病毒，例如单纯疱疹病毒。所有这些都受益于聚（I：C）诱导的预警系统触发。
“波瓦桑病毒（Powassan 病毒基本上是西尼罗河病毒的近亲）的存活率得到了提高，这并不奇怪，但它对疱疹病毒有效的事实非常值得注意，因为从基因上来说，这些病毒就像红杉和家鼠一样不同，”Lewy 说。 “我们并没有详尽地尝试每一种脑炎病毒，但我认为从这些证据中我们可以得出结论，这是一个相当广泛的机制。”
进一步的实验表明，病毒 PAMP poly(I:C) 引发了 I 型干扰素特别强烈的全身反应，从而激活位于血脑屏障的脑微血管内皮细胞 (BMEC) 中的 ISG。生物信息学分析表明，这些细胞随后将信息传递到中枢神经系统，从而促使大脑的免疫细胞（尤其是称为小胶质细胞的先天免疫细胞）为潜在的病毒入侵做好准备。
“在解释这些免疫信号时，血脑屏障有点像大脑的感染传感器，”Lewy 说。 “通过 BBB 早期检测周围感染信号，大脑能够发起强有力的预防反应，最终在大多数情况下预防脑炎。”
日记：免疫
DOI:10.1016/j.immuni.2026.06.009
发布日期：2026 年 7 月 2 日
供稿机构：洛克菲勒大学
Rice 表示，这项基础科学研究可以为预防媒介传播的神经炎症提供新方法，该研究得到了洛克菲勒斯塔夫罗斯·尼亚乔斯基金会 (SNF) 全球传染病研究所的部分支持。
“正确的治疗方法可以尽早激活免疫系统，使大脑进入这种预防状态，”他说。 “这可能看起来像是某种佐剂，甚至是一种基于干扰素的疗法，就像在更有效的治疗方案出现之前用于治疗慢性丙型肝炎的疗法一样。”
文章标题：脑内皮细胞响应外周病毒模式感应，在中枢神经系统中协调神经保护性抗病毒状态
来源：EurekAlert