细菌性脑膜炎期间，大脑管家失灵了？

细菌性脑膜炎是一种危及生命的脑传染病，会使许多幸存者产生长期的神经损伤。现在，瑞典卡罗林斯卡研究所的研究人员在一项针对小鼠的研究中发现，大脑清除废物的工具——胶状淋巴系统在细菌性脑膜炎期间出现故障，导致有毒垃圾的堆积，损害脑细胞。这项研究结果发表在《mBio》杂志上。

　　

细菌性脑膜炎是一种危及生命的脑传染病，会使许多幸存者产生长期的神经损伤。现在，瑞典卡罗林斯卡研究所的研究人员在一项针对小鼠的研究中发现，大脑清除废物的工具——胶状淋巴系统在细菌性脑膜炎期间出现故障，导致有毒垃圾的堆积，损害脑细胞。研究结果发表在期刊上mBio．

“我们的研究表明，当大脑中发生感染时，glymphatic系统会失去其功能，”卡罗林斯卡医学院神经科学系副教授(讲解员)兼小组组长、该研究的主要作者费Federico Iovino说。“尽管到目前为止我们只研究了大鼠，但我们相信，同样的机制可能也在人类中发挥作用，胶状淋巴系统可能是一个新的探索途径，希望找到治疗方法，以防止细菌性脑膜炎引起的神经功能障碍。”

胶质淋巴系统（glymphatic）在2013年首次被描述为一种清除中枢神经系统(包括大脑和脊髓)废物的洗衣机。此后，包括阿尔茨海默病和帕金森病在内的几种神经系统疾病都与它的功能障碍有关。

在这项研究中，Federico Iovino博士的研究小组及其合作者在美国休斯顿德克萨斯大学健康科学中心和巴西南圣卡塔琳娜大学对感染肺炎链球菌的大鼠的glymphatic系统进行了检测。肺炎链球菌是引起细菌性脑膜炎的主要病原体，细菌性脑膜炎是一种潜在的致命感染，在许多情况下会导致永久性残疾。

研究人员发现，患脑膜炎的大鼠的大脑中细菌废物的数量比对照组的要多。在大脑的脑脊液室中浓度最高。相比之下，血液测试显示细菌成分含量较低，这表明胶状淋巴系统未能将大脑中的细菌和相关休息产物排出体外。随着时间的推移，观察到神经炎症和神经元损伤的迹象增加，认知能力相应丧失。

Iovino说:“由于感染损伤了神经元，约有一半的肺炎球菌脑膜炎幸存者遭受神经损伤，如听力损失、运动和认知延迟以及精神障碍。由于受损的神经元通常无法修复或替换，找到防止损伤的方法很重要，而朝这个方向迈出的第一步是了解分子机制。”

为了进一步了解，研究人员详细检查了大脑组织和细胞。他们将注意力集中在一种关键的液体转运体——水通道4 (AQP4)上，它位于星形胶质细胞的末端。星形胶质细胞是胶质淋巴系统的管家。

这种水通道通常调节脑脊液室和大脑其他区域之间的液体交换。但研究人员发现，在肺炎球菌脑膜炎期间，AQP4-水通道失去了它的自然位置和与血脑屏障血管壁的连接。星形胶质细胞因细菌感染引起的神经炎症而肿胀，使其端足与血管壁分离。

“这就像滚雪球，感染会导致有毒细菌产物的积聚，从而激活免疫反应，导致神经炎症。炎症引发细胞过程，导致星形细胞端足与血脑屏障壁分离，从而导致重要的AQP4-水通道错位和功能丧失。这些事件结合在一起会导致glymphatic系统故障，并导致神经元损伤。”

发表论文:Dysfunctional glymphatic system with disrupted aquaporin-4 expression pattern on astrocytes causes bacterial product accumulation in the CSF during pneumococcal meningitis