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協會文章分享

23

09月

弓漿蟲通過血腦屏障的早期通道

Early passage of Toxoplasma gondii across the blood–brain barrier

2022-09-23 管理員

【神經系統相關屏障保護】
血腦障壁
血液-腦脊髓液障壁
腦脊髓膜障壁

血腦障壁為中樞神經系統中最大的屏障。
  將血管與腦實質做徹底的區隔。
血液-視網膜障壁將神經系統與血循環分離。
炎症反應或創傷能導致神經系統屏障的功能缺失。
  腦中的免疫細胞與淋巴球浸潤可控制病原菌的進入與感染。
  炎症反應仍可能嚴重損害或影響神經功能。
  保護機制與免疫反應的調節需要協調平衡。

【弓漿蟲對於大腦有潛伏慢性感染能力】
弓漿蟲
  能感染溫血脊椎動物。
  自然感染發生於:
    食入受汙染的食物與水。
    懷孕母親垂直傳染給胎兒。
  弓漿蟲早期進入中樞神經系統與嚴重的臨床症狀有關。
  原發急性感染或是再活化慢性感染:
    在免疫功能低下的個體中發生危及生命的腦炎。
    導致尚未出生的小孩發生神經性失調。
 眼睛的感染會導致復發性脈絡膜網膜炎,造成視力受損。

【在初期感染時中樞神經系統的寄生蟲量較周邊器官來得少】
中樞神經系統的障壁能在初期阻擋弓漿蟲的入侵。
在小鼠的急性感染病例中,感染大腦上皮細胞的滋養體數量與大腦實質區內相對寄生蟲數量皆顯著少於周遭器官(例如:肺臟實質與肝臟實質)。

【皮質微循環的微血管是弓漿蟲進入大腦實質區的關鍵】
弓漿蟲會在進入腦實質之前於腦內皮細胞中複製。
複製的弓漿蟲滋養體能於內皮細胞、血管周遭、腦實質區被偵測到。
促進弓漿蟲進入的微血管特徵:
  血液動力學阻力大。
    流速較慢、血管管腔小。
    能促進寄生蟲與內皮細胞間的吸附與連結。
  細胞黏附分子(Cell adhesion molecules, CAMs)的表現增加。
    ICAM-1、VCAM-1、Eselectin
血腦屏障的血管分布處也是許多微生物病原菌進入中樞神經系統或是病理機制的關鍵處。

【弓漿蟲通過脈絡叢、腦脊髓膜、血液-視網膜障壁】
脈絡叢有顯著相對高的寄生蟲量。
近期研究顯示脈絡叢感染弓漿蟲的意義:
  炎症反應
  受損的血液與中樞神經屏障功能
脈絡叢可能構成弓漿蟲的局部通道。
弓漿蟲可經由脈絡叢與腦膜入侵中樞神經系統。
  在脈絡叢處,其入侵管道更加通暢:推測因有孔的脈絡叢上皮細胞。
弓漿蟲的通過亦發生在血液-視網膜障壁處。

【弓漿蟲早期通過實質區與血腦屏障的完整性和局部增高的通透性之相關】
自然感染下,弓漿蟲在初期通過實質區時,整體的血腦屏障無功能缺失的問題。
在一接種病原10-15日後的小鼠實驗中,可觀察到局部血腦屏障的通透性增高。
  伴隨豐富的淋巴球浸潤。
慢性感染中,可見細微血管構造變的稀薄稀疏。

【炎症反應影響弓漿蟲穿越血腦障壁】
在小鼠的體內與體外研究中,皆指出弓漿蟲感染所誘發出的炎症因子能增加蟲體通過中樞神經系統的能力。
在感染小鼠的腦中可見ICAM-1與VCAM-1表現增加。
布氏錐蟲在進入中樞神經系統時似乎是因為血腦屏障上的T細胞表現。
分泌型上皮性TIMP-1:具有穩定血腦障壁的抗發炎反應。
  藉由調節金屬蛋白酶(metalloproteinase)活性。
TIMP-1
  近期被認為具有調節血腦障壁完整性的功能。
  和β1整合素與FAK一同。

【FAK作為弓漿蟲進入大腦實質的守門員】
FAK
  別名蛋白酪氨酸激酶2(protein tyrosine kinase 2, PTK)。
  調節涉及細胞間附著與上皮和內皮細胞局部附著的訊號。
FAK的失調
  影響細胞障壁的完整性。
  細胞障壁功能的缺失:細胞間的通透性增加。
近期被報導在弓漿蟲感染的樹突細胞與單核球細胞中可見FAK的失調。
在小鼠的體內試驗中,給予第二代FAK抑制劑或內皮FAK缺失條件。
  實質區的蟲量增多。
  實質區病灶的大小增大。

【整合素(integrin)與CAM的互動能調節白血球進出內皮細胞】
受弓漿蟲感染時,單核吞噬細胞會展現遷徙活性。
弓漿蟲能改變寄生蟲性白血球的遷徙目的。
  藉由調節ITGB1功能與自身在細胞膜的位置。
弓漿蟲感染時,樹突細胞會發生型態改變與運動轉換。
研究顯示,弓漿蟲可攔截掌控寄生蟲性白血球的定位、吸附與轉變。

【結論】
於鼠和人類感染時,弓漿蟲通過血腦障壁多發生於初級感染。
在鼠和人類自染感染下的初級階段時,臨床症狀多輕微或不存在。
對寄生蟲有益並能避免過度炎症反應的條件:
  快速的非破壞性路徑
  感染階段初期
  低數量

【參考文獻】
Ross, E. C., Olivera, G. C., & Barragan, A. (2022). Early passage of Toxoplasma gondii across the blood-brain barrier. Trends in parasitology, S1471-4922(22)00033-2. Advance online publication. https://doi.org/10.1016/j.pt.2022.02.003

 

來源:https://doi.org/10.1016/j.pt.2022.02.003

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