脑膜炎期间细菌侵入大脑机制的新见解

细菌性脑膜炎是一种毁灭性的传染病，因为即使治愈了，大多数幸存者也会因感染引起的神经元损伤而患有永久性神经残疾，例如运动障碍、认知迟缓、听力和视力丧失、癫痫发作和精神疾病。 卡罗林斯卡学院的研究人员现已揭示了细菌性脑膜炎期间细菌大脑入侵和神经元损伤机制的新​​见解。

肺炎链球菌（肺炎球菌）是全球脑膜炎的主要原因。 肺炎球菌产生并释放肺炎球菌溶血素（PLY），这是细菌用来破坏细胞的主要武器之一。

肺炎球菌溶血素中的一个氨基酸取代

“我们发现，从脑膜炎患者中分离出来的肺炎链球菌释放出一种 PLY 变体，与 NCBI PLY 参考肺炎链球菌实验室菌株 D39 相比，该变体仅具有一个氨基酸不同。这种单一氨基酸取代显着增强了 PLY 的能力。损害神经元，”Simona Serra 博士说。 神经科学系 Federico Iovino 研究小组的学生，也是该研究的第一作者。

神经科学系副教授兼研究组组长 Federico Iovino 表示：“我们揭示了单个氨基酸取代如何显着影响 PLY 的毒性。”

这项研究是 发表 在 iScience 中。

肺炎链球菌的脑侵袭模式

在另一项研究中，研究人员进行了 3D 全脑成像，以确定血源性肺炎链球菌侵入大脑的模式。

“我们观察到，在实验性脑膜炎体内模型中，大脑的所有区域都同样受到肺炎球菌感染的影响，此外，脑膜炎发病过程中神经发生受到严重影响，”博士克里斯汀·法门 (Kristine Farmen) 说。 神经科学系 Iovino 研究小组的学生，也是第二项研究的第一作者。

“这些发现支持了社会中脑膜炎的真实情况；事实上，不同的大脑区域同样受到细菌入侵的影响，控制着不同的身体功能，这与脑膜炎幸存者经历的令人难以置信的各种神经系统后遗症相对应，”伊维诺说，该研究的最后一位作者和主要研究者。

全球每年约有250万例细菌性脑膜炎病例，其中大部分是由肺炎链球菌引起的。 因此，可以合理地假设，对神经元具有不同细胞毒性能力的 PLY 新变体仍有待发现。

肺炎链球菌可以侵入所有大脑区域的发现是一项基本知识，它强调需要找到新的治疗方法来保护所有大脑区域的神经元免受细菌相互作用和 PLY 暴露的影响。

“PLY 具有令人难以置信的损伤神经元和扰乱神经元活动的能力，在高达 70% 的脑膜炎幸存者经历的神经功能障碍的发生中发挥着重要作用。我们的目标是了解细菌与脑细胞的相互作用，以开发新的方法来治疗阻止这种相互作用并保护大脑免受细菌感染，”伊维诺说。