作者Jonathan Kipnis是弗吉尼亞大學(xué)醫學(xué)院腦免疫學(xué)和神經(jīng)膠質(zhì)研究中心主任。他的研究重點(diǎn)是神經(jīng)系統和免疫系統之間的相互作用。
01
Jonathan認為免疫系統和感官系統一樣，能夠幫助大腦監測身體周?chē)h(huán)境中的微生物。
這聽(tīng)起來(lái)是不是有點(diǎn)中醫的味道？西方解剖醫學(xué)一直認為大腦和免疫系統這兩個(gè)最復雜的系統，是徹底隔離的。大腦主要負責身體的運作，免疫系統負責保護身體。這兩個(gè)系統在健康身體內部涇渭分明，河水不犯井水。唯一的例外就是生病或者創(chuàng )傷后，免疫細胞才會(huì )進(jìn)入大腦。
但是最近幾年的研究表明，免疫系統除了幫助受傷的大腦之外，還可以協(xié)助監測身體狀況、檢查身體內外的微生物狀況，并將監測的結果報告給大腦。這種監測和報告過(guò)程，就像是我們的眼睛和耳朵的作用一樣。Jonathan Kipniss說(shuō)，這兩個(gè)系統盤(pán)根錯節、緊密相連(entwined)。
長(cháng)期以來(lái)，人們認為大腦和密切參與大腦運作的免疫系統是彼此分離的。
——Jonathan Kipnis
不斷深入的神經(jīng)免疫學(xué)研究能夠幫助人們更好的理解和治療神經(jīng)系統疾病。例如帕金森綜合癥。由于血腦屏障的存在，大多數的藥物無(wú)法穿透血腦屏障，進(jìn)入大腦。研究免疫學(xué)的機理、生產(chǎn)出相關(guān)的靶向藥相當的誘人。
02
大腦和脊髓、顱內神經(jīng)構成的中樞神經(jīng)系統（CNS）控制著(zhù)身體的功能，而這一系統的基本單元，是由1000億個(gè)突觸相連而成神經(jīng)元以及分布其中的神經(jīng)膠質(zhì)共同構成?；|(zhì)細胞、內皮細胞構成了血腦屏障的血管。
免疫系統中的先天免疫系統進(jìn)行快速檢測并派遣部隊，讓白細胞聚集在感染部分、引發(fā)腫脹、限制并破壞病原體。適應性免疫系統由T淋巴細胞和B淋巴細胞組成，它們們你夠識別特定病原體并進(jìn)行針對性攻擊。
99%的免疫細胞不會(huì )攻擊自身的細胞和蛋白質(zhì)，但是，有1%人的免系統會(huì )失去控制，進(jìn)而引起自身免疫疾病。免疫系統在區分自身機體的機制時(shí)充滿(mǎn)了智慧，它們調節身體組織，幫助機體平衡（來(lái)自外部和內部的）侵犯行為。
那么，大腦是否能夠平衡這種免疫呢？答案是否定的。
血腦屏障致使免疫細胞很難進(jìn)入大腦，只有極少數的病理情況下，大腦會(huì )允許免疫細胞進(jìn)入中樞神經(jīng)系統，并對神經(jīng)元發(fā)動(dòng)戰爭。有研究表明，免疫系統有問(wèn)題患者的中樞神經(jīng)系統會(huì )出現并發(fā)癥。
血腦屏障
血腦屏障能夠阻止某些物質(zhì)進(jìn)入大腦，同時(shí)又向大腦供應血液。血腦屏障的內皮細胞緊密堆積在一起，阻斷許多物質(zhì)（包括外周免疫細胞）進(jìn)入薄壁組織。星形膠質(zhì)細胞和基底膜的結構增強了屏障。
03
以色列魏茨曼科學(xué)研究所的Michal Schwartz在上世紀90年代末進(jìn)行的實(shí)驗表明：中樞神經(jīng)系統損傷導致的免疫細胞損失，會(huì )惡化神經(jīng)元和腦的功能，而免疫反應的提高會(huì )提高神經(jīng)元的存活。這表明，免疫細胞是在幫助神經(jīng)元，而不是傷害神經(jīng)元。
中樞神經(jīng)系統受傷后，免疫系統誘發(fā)炎癥反應、釋放有毒物質(zhì)、消除病原體，在某些情況下，免疫系統會(huì )移除受損的細胞，從而恢復平衡。炎癥反應是一個(gè)生硬的工具，在帶走壞細胞的同時(shí)，也會(huì )連同帶走好細胞。不過(guò)，中樞神經(jīng)組織的生長(cháng)能力有限，這意味著(zhù)，免疫反應造成的中樞神經(jīng)損傷通常是永久性的。因此，對中樞神經(jīng)細胞的干預往往得不償失。
作者最近的研究發(fā)現，小鼠接觸到天敵氣味后會(huì )產(chǎn)生緊張感，并產(chǎn)生即時(shí)的應激反應，而不是躲在一個(gè)迷宮探索它。在90%的情況下，應激反應會(huì )在幾個(gè)小時(shí)或幾天內褪去。但其他10%的小鼠，會(huì )出現PTSD的狀況。
有趣的是，缺乏適應性免疫的小鼠的PTSD發(fā)病率比正常的免疫系統小鼠高幾倍。這些結果首次表明：免疫系統對大腦的支持，不僅發(fā)生在感染和損傷期間，也會(huì )發(fā)生在心理壓力期間。此外，還有一些證據顯示了人類(lèi)的免疫系統與PTSD有聯(lián)系。
作者還發(fā)現，缺乏適應性免疫的小鼠在空間學(xué)習和記憶任務(wù)中的表現不佳。實(shí)驗表明，缺乏適應性免疫的小鼠，不僅存在空間學(xué)習記憶受損的行為，其社會(huì )行為也受到了損害，他們寧愿花時(shí)間和無(wú)生命的客體在一起，也不愿意和另一個(gè)小鼠在一起。
04
那么，免疫系統如何在中樞神經(jīng)系統中發(fā)揮作用的呢？
線(xiàn)索來(lái)自一種被稱(chēng)為細胞因子的蛋白質(zhì)，這些細胞是由免疫細胞生成，并影響著(zhù)其他細胞的行為。外周免疫細胞重新釋放的細胞因子可以影響大腦——他們通過(guò)缺乏正常血腦屏障的腦區進(jìn)入大腦，并通過(guò)迷走神經(jīng)直接影響大腦。迷走神經(jīng)是鏈接大腦和腹腦的神經(jīng)組織。
那么，這些免疫細胞是如何進(jìn)入腦膜，如何循環(huán)、并產(chǎn)生細胞因子的呢？
人體組織有兩類(lèi)通道，
用于攜帶氧氣和營(yíng)養物質(zhì)的血管，以及；
清除組織產(chǎn)生的毒素和廢物的淋巴管。淋巴管同時(shí)運輸抗原體，引入淋巴結的抗原體通過(guò)免疫細胞進(jìn)行檢查。當遇到組織創(chuàng )傷或感染時(shí)，免疫細胞被激活，遷移到感染部位并解決問(wèn)題。
科學(xué)家門(mén)一直認為淋巴網(wǎng)絡(luò )不會(huì )影響到大腦和中樞神經(jīng)系統（CNS）。然而，作者對腦膜的免疫性進(jìn)行研究后發(fā)現：事實(shí)證明腦膜中包含了淋巴管。
繞過(guò)障礙
直到最近，研究人員認為腦膜的主要作用是攜帶浮腦的腦脊液。新發(fā)現表明腦膜中含有淋巴管，從而清除毒素和其他廢物，并能將腦感染信息傳遞給免疫系統。
腦膜還含有一系列外周免疫細胞，它們可以通過(guò)被稱(chēng)為細胞因子Cytokine的蛋白質(zhì)與大腦進(jìn)行通訊。腦脊液通過(guò)血管周?chē)目臻g向大腦提供物質(zhì)。細胞因子可以從外周免疫細胞深入腦內，從而影響神經(jīng)元行為。
經(jīng)過(guò)染色的腦膜中的組織：紅色的T細胞、綠色的巨噬細胞和黃色淋巴管。
腦膜中淋巴管和免疫細胞的存在，意味著(zhù)大腦將所有的免疫活動(dòng)轉移到了腦膜邊界，以此來(lái)解決大腦免疫系統的問(wèn)題，讓整個(gè)中樞神經(jīng)系統的神經(jīng)元不受免疫系統的干擾。
05
我們有嗅覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)、視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)以及感知位置和運動(dòng)的第六感——本體感。這些感官系統向大腦報告我們的內部和外部環(huán)境。同樣，我們的免疫系統，也像這六個(gè)感官系統一樣，向大腦傳送著(zhù)我們身處環(huán)境中比比皆是的微生物，它們識別其中的侵略者并完成適應性免疫。因此，作者認為，直接連接到大腦的的免疫系統，可以稱(chēng)為是人類(lèi)的第七感。
來(lái)自第七感的免疫信號，會(huì )壓倒性的輸入到大腦，告知大腦病原體溢出、干擾睡眠、饑餓的調節系統，并導致了一系列的行為變化?；蛘?，通過(guò)免疫感覺(jué)系統傳遞給大腦的微生物信息可能會(huì )促使大腦啟動(dòng)生病的行為，以便最小化地暴露于病原體的環(huán)境之中，以此來(lái)保護病患的個(gè)體。
作者說(shuō)，關(guān)于免疫系統和大腦的相互作用關(guān)系的研究仍然處在起步階段。未來(lái)10~20年間，會(huì )有更多的發(fā)現。針對免疫系統的靶向藥更容易一些。未來(lái)有一天，免疫系統的修復可以通過(guò)基因進(jìn)行治療，或者通過(guò)骨髓移植完善免疫系統缺陷，進(jìn)而治療腦部疾病。神經(jīng)內分泌免疫系統和大腦的相互作用的研究將會(huì )持續幾十年。
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