学术报告:血液-大脑交互作用在中枢神经系统疾病中的机制与治疗前景
本文是由Ming-Li Chou(台北医学大学)、Abdulkareem Olarewaju Babamale(台湾中央研究院/尼日利亚伊洛林大学)、Tara L. Walker(昆士兰大学)等15位作者合作撰写的一篇综述论文,发表于2023年9月的《Trends in Neurosciences》期刊(Volume 46, Issue 9)。论文系统总结了中性粒细胞、血小板及中性粒细胞胞外诱捕网(Neutrophil Extracellular Traps, NETs)在神经病理学中的作用,并探讨了靶向干预这些细胞的治疗潜力。
研究背景与主题
中枢神经系统(CNS)疾病(如卒中、阿尔茨海默病、多发性硬化等)常伴随凝血功能障碍、炎症反应和神经血管功能紊乱。近年研究发现,外周免疫细胞(如中性粒细胞和血小板)通过破坏血脑屏障(Blood-Brain Barrier, BBB)参与神经炎症和神经元损伤。本文聚焦于以下核心问题:
1. 血小板-中性粒细胞相互作用如何通过NETs形成加剧神经炎症?
2. 系统性炎症与神经退行性疾病的关联机制;
3. 靶向治疗策略(如抑制NETs或血小板活化)的临床转化可能性。
主要观点与论据
1. 血小板与中性粒细胞的协同作用驱动神经炎症
- 机制:血小板通过表面受体(如GPIBα、P-选择素)与中性粒细胞结合,形成血小板-中性粒细胞聚集体(PNAs),促进NETs释放。NETs由解聚的染色质和颗粒蛋白(如髓过氧化物酶MPO、中性粒细胞弹性蛋白酶NE)组成,可作为支架激活凝血级联反应,导致微血管血栓和BBB破坏。
- 证据:
- 缺血性卒中模型中,阻断GPIBα可减少中性粒细胞浸润和脑损伤(Giles et al., 2018);
- 阿尔茨海默病(AD)患者脑内发现NETs沉积,其释放的活性氧(ROS)和蛋白酶加剧β-淀粉样蛋白(Aβ)毒性(Zenaro et al., 2015)。
2. NETs通过细胞因子风暴和炎症小体激活加剧神经损伤
- 机制:NETs释放的损伤相关分子模式(DAMPs,如HMGB1、S100A8/A9)激活血小板和微胶质细胞的NLRP3炎症小体,导致IL-1β和IL-18释放,引发持续性炎症。
- 证据:
- COVID-19相关卒中患者血清中NETs水平升高,与血栓形成和BBB渗漏相关(Zuo et al., 2020);
- 在脑疟疾中,疟原虫蛋白HRPII通过结合糖胺聚糖(GAGs)促进NETs形成,加重脑微血管阻塞(Biswas et al., 2022)。
3. 细胞外囊泡(EVs)在神经炎症中的双向作用
- 血小板衍生EVs(PEVs):携带促凝磷脂酰丝氨酸(PS)和炎症因子(如IL-8),加剧脑水肿(如创伤性脑损伤模型);
- 中性粒细胞衍生EVs(NEVs):通过激活c-JNK通路损伤内皮细胞,促进白细胞迁移至CNS(Rossaint et al., 2016)。
4. 感染性疾病中的神经病理学启示
- COVID-19:SARS-CoV-2通过ACE2受体激活血小板,增强PNAs和NETs形成,导致脑缺血和神经炎症(Hottz et al., 2022);
- 登革热病毒:NS1蛋白诱导NETs生成,增加血管通透性(Mizurini et al., 2015)。
治疗前景与挑战
论文提出以下靶向策略:
1. 抑制血小板活化:如抗P-选择素抗体(减少PNAs)、Cilostazol(磷酸二酯酶抑制剂)改善AD模型认知功能;
2. 阻断NETs形成:DNase I降解NETsDNA骨架,或使用新生儿NET抑制因子(NNIF)减轻缺血性损伤;
3. 调节炎症小体:NLRP3抑制剂(如MCC950)可能缓解神经退行性病变中的炎症反应。
局限性:部分干预手段(如GPIIb/IIIa拮抗剂)可能增加出血风险,需进一步优化靶向性。
论文价值与意义
- 理论贡献:阐明了外周免疫细胞与CNS的交互机制,为神经炎症的“双向调控”假说提供依据;
- 临床转化:提出联合靶向血小板、中性粒细胞和NETs的个性化治疗框架,尤其对感染相关神经并发症(如COVID-19脑病)具有指导意义;
- 未来方向:需解决如何动态监测NETs的CNS渗透、开发血脑屏障穿透性药物等关键问题。
亮点总结
- 跨学科整合:融合免疫学、神经科学和血液学,揭示神经血管单元的复杂调控网络;
- 创新观点:首次提出“血小板-中性粒细胞-NETs”恶性循环是多种CNS疾病的共同病理基础;
- 转化医学:列举了多项已进入临床前试验的干预策略(如VLA-4阻断剂改善卒中预后)。
(注:术语首次出现时标注英文,如血脑屏障(BBB)、中性粒细胞胞外诱捕网(NETs)等。)