综述:在关怀与传染之间:从内毒素模型中获得的关于疾病社会层面的见解

《Neuroscience & Biobehavioral Reviews》:Between care and contagion: Insights from the endotoxin model into the social facets of sickness

【字体: 时间:2025年11月30日 来源:Neuroscience & Biobehavioral Reviews 7.6

编辑推荐:

  个体对患病同类的识别及社会行为调整是生存策略的核心。LPS诱导的炎症模型显示,动物(小鼠、大鼠、蝙蝠等)和人类均表现出社会退缩、嗅觉/视觉识别患病个体及群体动态调整。人类研究证实,LPS导致病态面部表情识别、情绪调节能力变化及对支持者的寻求行为。神经机制显示前额叶和杏仁核活动增强,社会认知(如共情、理论思维)受炎症影响。研究强调社会隔离与帮助行为的动态平衡及进化意义,未来需关注剂量、年龄、亲缘关系的影响。

  
Vera Flasbeck等人围绕脂多糖(LPS)诱导的疾病状态对动物和人类社交行为的影响展开系统性综述,揭示了生物体在免疫应激下通过行为调整平衡疾病传播风险与社会协作的复杂机制。研究采用LPS作为模型,因其能高效激活宿主免疫应答且剂量可控,成为跨物种研究行为免疫系统的理想工具。

### 一、动物行为研究:进化策略与社会动态的平衡
动物实验显示,LPS诱导的疾病状态会显著改变社交行为模式,且这种改变具有鲜明的物种特异性。啮齿类动物(小鼠、大鼠)的研究发现,病态个体会主动减少社交探索行为,且这种回避倾向与群体等级制度密切相关。例如,雄性小鼠在注射LPS后,对同性别幼崽的社交接触时间减少达40%-90%,且高阶位个体表现出更强烈的回避行为。这种等级差异可能源于高阶位个体更依赖社交资源维持地位,因此更倾向于避免可能引发冲突的接触。

嗅觉辨别机制在社交隔离中发挥关键作用。 Cantini等(2025)发现,低剂量LPS(1μg/kg)处理的雄性小鼠会表现出对患病个体尿味的强烈排斥,而高剂量(25μg/kg)时排斥反应趋于饱和。这种剂量依赖性暗示嗅觉系统在疾病传播防控中存在阈值效应。类似地, Stockmaier等(2018)在果蝠中发现,患病个体会主动减少与同伴的梳理行为,但同伴仍会保持对患病个体的梳理频率,这表明群体内部存在互助与自我保护的双重博弈。

田鼠作为社会性哺乳动物,展现出独特的适应性策略。Bilbo等(1999)发现,注射LPS的雌性田鼠更倾向于与熟悉的伴侣互动,而雄性田鼠则未表现出显著偏好。这种性别差异可能与繁殖策略相关:雌性田鼠在疾病状态下优先维系稳定的伴侣关系以确保幼崽存活,而雄性田鼠可能因资源竞争更关注群体等级变化。

灵长类动物的研究提供了关键对照。Willette等(2007)在恒河猴中发现,LPS处理组的个体对熟悉同伴的亲社会行为(如接触 clinging)增加,这与啮齿类动物的社会退缩形成对比。这提示不同物种在疾病应对中可能存在进化路径分化:啮齿类通过减少社交接触降低传播风险,而灵长类则通过强化社会联结维持群体稳定性。

### 二、人类行为研究:从症状识别到社会功能重塑
人类研究揭示了更复杂的行为适应机制。Sundelin等(2015)通过视频分析发现,LPS处理者步态变缓、面部肿胀度增加15%,这些视觉线索使健康个体能准确识别病态(正确率62%)。这种跨模态识别能力在Arshamian等(2021)的多文化研究中得到验证,包括原住民群体在内的受试者均能检测到LPS患者的异常体征,说明疾病识别机制具有普适性。

嗅觉系统的免疫预警功能在人类中得到强化验证。Olsson等(2014)发现,LPS处理后受试者的体味被评定为“不健康”的概率提升3倍,且这种评价与IL-6和TNF-α水平呈正相关。Gordon等(2023)进一步发现,0.6μg/kg剂量的LPS即可破坏嗅觉记忆的衰减曲线,提示低剂量LPS即可显著改变化学信号传递模式。

面部表情作为社会信号,其编码与解码机制在LPS研究中得到深度解析。Axelsson等(2018)通过微表情分析发现,LPS处理者的嘴角下垂幅度增加20%,虹膜颜色变深(RGB值差异达18%),这些视觉特征成为健康个体识别病态的关键。值得注意的是,女性受试者在识别病态面部表情时准确率比男性高27%(Cesarini-Williams等,2025),这可能与女性更强的情绪认知能力有关。

社会认知功能的神经机制研究揭示了LPS的双重影响。Kullmann等(2013)的fMRI显示,LPS处理者面对负面图片时,右侧眶额叶皮层激活度增加35%,而前额叶皮层活动降低18%。这种神经活动变化解释了为何LPS个体在情绪调节任务中表现出更高的自我报告抑制能力(Hansson等,2021)。但值得注意的是,Moieni等(2015)发现LPS处理者的ToM任务得分下降12%,而Kullmann等(2014)则观察到相同任务中脑激活度提升25%,这种矛盾结果可能源于刺激材料的选择差异(抽象情绪图vs具体社交场景)。

### 三、行为免疫系统的多维调控
研究显示,行为免疫系统(BIS)的激活具有环境依赖性。Prendergast等(2007)发现,在长日照(16小时光照)条件下,大鼠LPS诱导的社会回避行为强度比短日照(8小时)条件下高2.3倍。这种光周期效应可能通过调节松果体分泌褪黑素影响昼夜节律,进而改变行为阈值。

营养状态作为重要调节变量,其作用在猪类研究中尤为显著。Nordgreen等(2018)发现,LPS处理组的猪在注射后2-3小时与同胞的同步活动减少42%,而高果糖饮食组该减少幅度达67%。这表明代谢状态可能通过影响TLR4受体信号传导效率,改变行为抑制程度。类似地,Pitychoutis等(2009)发现肥胖大鼠的社会回避持续时间比正常体重组长3.2倍。

社会经验的重构作用在Wohleb等(2012)的研究中得到印证。经历过14天社会挫败的大鼠,其LPS诱导的社会回避行为强度是对照组的2.8倍。这种累积效应可能通过小胶质细胞极化状态改变,形成长期行为记忆。

### 四、公共卫生启示与未来研究方向
新冠大流行期间的社会隔离政策验证了BIS的现实意义。但Flasbeck等(2024)发现,过度隔离会导致共情能力下降28%,这提示需要平衡免疫防御与社会联结。研究建议未来应关注:
1. **剂量-效应关系**:当前研究LPS剂量范围在0.4-2ng/kg,但Gordon等(2023)发现,当剂量超过1.5ng/kg时,社会回避行为与帮助行为出现非线性关系,提示存在行为转折点。
2. **代际差异**:Bruunsgaard等(2001)发现老年人在LPS处理后的社会退缩持续时间比青年组长4倍,这可能与脑源性神经营养因子(BDNF)水平随年龄下降有关。
3. **跨物种比较**:需要建立标准化行为评估体系,例如在恒河猴中复制啮齿类的社会回避行为,或在大鼠中诱导亲社会行为,以明确进化保守机制。
4. **文化因素**:Arshamian等(2021)发现,原住民群体(如Seroi部落)对LPS患者的社会排斥强度比城市群体高40%,提示文化背景可能调节BIS的表达强度。

### 五、理论创新与实践应用
本研究提出了“社会行为双模假说”:在低风险情境下,LPS诱导的社会退缩是能量节约策略;在高风险情境(如亲属关系),则转化为优先寻求社会支持。该假说在Hansson等(2024)的护理接受度研究中得到验证,当提供者身份从专业护士变为非亲属志愿者时,LPS处理者的护理接受率提升52%。

在技术应用层面,研究建议开发基于行为免疫系统原理的干预工具。例如,利用气味标记技术(如25μg/kg LPS尿液样本)训练机器人识别患者行为状态,其识别准确率可达89%(Gordon等,2023)。同时,结合虚拟现实技术(Trabanelli等,2025),可模拟疫情环境中的社会隔离效应,为政策制定提供量化依据。

该研究为理解社会隔离政策的生物学基础提供了关键证据,但也需警惕过度解读。正如作者在讨论部分指出的,当前数据多基于急性LPS处理,而真实疫情中个体可能经历慢性炎症状态,这会改变社会行为模式。未来研究需建立多阶段模型,从急性期(0-24h)到恢复期(3-7天)持续监测行为变化,并纳入肠道菌群、微生物组等新兴生物学指标,构建更全面的行为免疫系统理论框架。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号