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大脑和免疫系统紧密联系

古埃及人制作木乃伊时,他们将大脑从鼻孔中挖出,并丢掉,而其他组织器官则被保留、埋葬起来。他们认为大脑和肉体是分离的,对于来世今生都没有必要。当然最终,医师和科学家发现我们头盖骨下这团三磅重,互相纠缠的神经细胞其实有非常关键的作用。不过,至今大脑依然经常被视为身体之外的部分;一个神经生物学意义上的奥兹(译注:《绿野仙踪》中统治着奥兹国却不露面的魔法师)在幕后主导我们的身体和意志,它有自己独特的生理和病理规律。

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说起身体和大脑的隔阂,或许最常被提到的就是免疫系统。一旦身体遭遇外来细菌、病毒,或是肿瘤和移植组织,免疫系统便被唤醒:白细胞吞噬入侵的病原体,摧毁受损细胞;抗体则会把需要破坏掉的外来物标记上。而在大脑内部却不是这样。由于大脑太容易受到损害,无法承受防卫细胞的狂热攻击行动,所以一般认为大脑是不受这种免疫连锁反应的影响的。


然而最近发表的一个研究提出,大脑与免疫系统之间存在一种此前未知的联系。这项研究和其他日益增加的研究表明,大脑和身体之间的关联比我们所想的更紧密。新研究对我们理解和治疗大脑功能紊乱也有着深远的意义。


早在1921年,科学家就发现大脑在免疫学意义上与众不同。通常外来组织移植到身体其他部分都会遭遇免疫系统的攻击;而组织移植到中枢神经系统的组织引起的免疫反应却要微弱得多。由于血脑屏障——沿着大脑血管紧凑排列的细胞群可以让营养物质通过,但可同时阻挡绝大多数细菌、病毒等入侵物——大脑长期被视为拥有“免疫特权”,即是说大脑可容忍外来病原体和组织。中枢神经系统被视为独立于外周免疫系统而存在,前者使用其自身较温和的免疫系统。


认为大脑具有特权的另一个原因是它缺少淋巴管。淋巴系统是我们身体第三大,也是最不起眼的管网系统,其他两大管网系统是动脉和静脉。淋巴管把细胞内液送回到血流中,同时,间隔一定距离分布在淋巴网络上的淋巴结内储藏着免疫细胞。在身体的多数部分,抗原——会警告我们免疫系统有潜在危险的病原体或外来组织的分子——将激活我们的淋巴结内的白细胞,引起免疫反应。


但科学家认为大脑因为缺少淋巴网络,并不会产生这个反应,这也是为什么新研究标志着科学家对大脑和免疫系统之间相互作用的认识有了根本性的转变。


论文作者弗吉尼亚大学神经科学教授乔纳森•基普尼斯博士(Dr. Jonathan Kipnis)和他的团队主要以小鼠为实验对象,辨认出了此前从未被发现的脑膜(环绕大脑和脊髓的薄膜)内淋巴管,这些淋巴管把血液和免疫细胞从脑脊液运送至颈部的淋巴结群,即颈深淋巴结。基普尼斯和他的同事先前已发现脑膜内的T细胞,即白细胞中的一种,会对认知产生重要影响,因此他们很想知道脑膜免疫在大脑中的作用。


基普尼斯团队将小鼠的整个脑膜切片观察,并运用用神经影像技术,结果发现T细胞存在于与动脉和静脉分隔的脉管中 ,证实了大脑确实拥有与外部免疫系统连接的淋巴系统。“我们发现这些淋巴管完全出于偶然。”基普尼斯评论道。


新研究发现的淋巴管——同时也在人体内被辨认出了——可以解释病理生理学中许多的难题,即免疫系统如何影响神经类疾病和精神疾病。“现在推测还早了点,”基普尼斯说道,“但我觉得这些淋巴管中的变化也许会影响某些免疫因素发挥主要作用的神经疾病的发展,例如多发性硬化症、自闭症和阿尔茨海默病。”


例如多发性硬化症,至少某些病例是由于中枢神经系统和脑脊髓液受到感染,诱发了自免疫活动而导致的,也许,一些病原体的抗原会通过脑膜淋巴管到达颈部淋巴结,激发了导致多发性硬化症的免疫反应。阿兹海默病是由于脑内淀粉样蛋白的积累和传输。也许是淀粉样蛋白没能通过这些淋巴管被适当清除,也许通过某种方式改进淋巴管的扩张可以帮助大脑摆脱这些致病蛋白质


基普尼斯团队在他们近期的研究中发现,中枢神经系统的损坏会导致颈深淋巴结中T细胞的强烈反应。基普尼斯猜想受损的中枢神经系统也许会释放一些化合物,并通过淋巴管传输到颈深淋巴结,从而激活免疫系统。而神经系统的其他问题也许是相似的机制在发挥作用;中枢神经系统到免疫系统的淋巴管,排放过多或过少都可能引起脑部疾病。若是如此,基普尼斯觉得把这些淋巴管作为药物、基因操作和手术的目标,将会是值得追求的治疗方法。


未参与此项研究的宾夕法尼亚大学(神经学教授约瑟夫•达尔莫博士(Dr.Josep Dalmau)赞成这个新发现可以帮助解释影响大脑的自体免疫病症的起因、维系、也许还包括恶化;并且由于这项新的研究结果,教科书上也需要相应的改动“越来越清楚的是,中枢神经系统是在免疫上与身体其他部分不同,而非享有免疫特权。”他说。


很早我们就清楚大脑和免疫系统之间存在某种联系。20世纪30年代,研究人员就发现精神分裂症患者存在反常的免疫活动,并且许多精神和神经疾病被认为与免疫相关。然而基普尼斯团队确定了实际解剖学上的结构,更说明大脑和身体是密切相关的,而且大脑屏障并不是我们所想的那样固若金汤。


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