來源：科研圈

隸屬於美國國立衛生研究院（National Institutes of Health）的國立神經系統疾病與中風研究所（National Institute of Neurological Disorders and Stroke，NINDS）的研究人員發現了一種特殊的前線防禦措施，可以將感染限制在嗅球，並保護嗅球的神經元免受感染造成的損傷。鼻子裏的神經元會對吸入的氣味做出反應，並將這些信息發送到大腦的嗅球區域。鼻部神經元的位置和對外界環境的暴露使它們很容易成爲空氣傳播病毒的感染目標，但病毒性呼吸道感染很少從嗅球傳到大腦其他部位，引發可能致命的腦炎。這項研究發表在《科學•免疫學》（Science Immunology）雜誌上。

由 NINDS 的資深研究員 Dorian McGavern 博士領導的研究團隊利用特殊的可以用熒光顯微鏡進行追蹤的病毒，發現鼻部受到的病毒感染會在它從嗅球蔓延到中樞神經系統前被阻斷。

McGavern 博士說：“空氣傳播的病毒一直在挑戰我們的免疫系統，但我們很少看到（這類）病毒感染導致神經系統疾病。這意味着該區域的免疫系統必定非常善於保護大腦。”

附加實驗表明，小膠質細胞，即中樞神經系統中的免疫細胞，在幫助免疫系統識別病毒方面發揮着尚未被人們充分重視的作用，並且在某種程度上限制了病毒對神經元本身的損害。對神經元的這種保護至關重要，因爲與其他大部分組織中的細胞不同，大多數種類的神經元不會再生。

正因爲如此，中樞神經系統進化出了多種防禦機制，防止病原體的入侵。然而，當通過空氣傳播的病毒被吸入時，它們會穿過鼻腔通道，並與負責我們嗅覺的嗅上皮組織相互作用。嗅覺系統邊緣的神經元的軸突纖維投射分佈在鼻腔內的骨頭上，並進入大腦，讓大腦接觸到空氣中的氣味。同樣，嗅上皮細胞中的神經元也爲病毒提供了一種繞過傳統中樞神經系統障礙的簡單方法，即一條通往大腦的直接通道。

McGavern 博士說：“如果病毒感染了分佈鼻腔氣道內的神經元，這種病毒就有可能進入大腦，最終導致腦炎或腦膜炎。而我們想要了解在鼻嗅覺神經元（終止於嗅球）和大腦其他部分交界處進化出來的免疫響應。”

McGavern 博士的團隊證明，在鼻部組織感染後，CD8 T 細胞對保護大腦非常重要。CD8 T 細胞是負責抵抗病毒的免疫系統的一部分。利用先進的顯微鏡，他的團隊實時觀察了 CD8 T 細胞保護大腦免受鼻部病毒感染的過程。

有趣的是，CD8 T 細胞似乎並沒有直接與受感染的主要神經元細胞種類進行相互作用，而是與小膠質細胞相互作用。小膠質細胞是中樞神經系統的免疫細胞，其作用有點像垃圾車，職責包括清除細胞碎片和死去的細胞物質。當病毒感染髮生時，小膠質細胞似乎會從周圍環境中吸收病毒物質，並將其呈遞給免疫系統，就好像它們自己被感染了一樣。

通過這種方式，被感染的嗅覺神經元可以將病毒顆粒“傳遞”給小膠質細胞，然後被 T 細胞檢測到。接着 T 細胞作出響應，釋放抗病毒分子，以不殺死細胞的方式將病毒從神經元中清除。由於小膠質細胞是一種可再生的細胞類型，這種相互作用從進化的角度來看是合理的。

McGavern 博士說：“免疫系統發展出了不惜一切代價保護神經元的策略。在這項研究中，我們展示了小膠質細胞可以通過與 T 細胞接觸，來承受病毒對神經元的打擊，然後讓人體的抗病毒程序發揮作用。”

由於當前新冠疫情，呼吸道的病毒感染得到了極大關注。McGavern 博士指出，儘管在這些實驗中沒有研究新冠病毒，但它產生的一些症狀表明，本研究所描述的機制可能在起作用。

“被新冠病毒感染後的一個有趣症狀是，許多人失去了嗅覺和味覺。這表明該病毒不僅是呼吸道病原體，還可能以嗅覺神經元爲目標或者會破壞嗅覺神經元。”

值得注意的是，無論是新冠病毒、本研究中使用的病毒，還是任何其它類似的病毒對嗅覺神經元的大面積感染，都可能破壞我們的嗅覺。然而，與中樞神經系統的其他神經元不同，這些從鼻子開始、到大腦結束的感覺神經元在感染被清除後能夠再生。

McGavern 博士解釋說：“我們描述的免疫反應不能保護嗅覺神經元或嗅覺。但這並不一定會造成長期問題，因爲一旦病毒被消滅，這些被損傷的嗅覺神經元會被替換。保護大腦和中樞神經系統免受腦炎或腦膜炎的傷害纔是最重要的，而我們的嗅覺通常會隨着時間的推移得到修復。”

McGavern 博士繼續說，鑑於小膠質細胞在刺激抗病毒反應中的重要性，那些導致其衰竭或功能喪失的因素可能會增加中樞神經系統受感染的可能性。