歸
途
阿爾茨海默癥患者路在何方
很多老年癡呆患者、阿爾茨海默癥患者一旦外出,就難以找到回家的歸途。阿爾茨海默癥(AD)是癡呆癥最常見的病例,約占所有病例的60%-80%,是一種起病隱匿的進行性發展的神經系統退行性疾病。臨床上以記憶障礙、失認、執行功能障礙等全面性癡呆表現為特征,病因迄今未明。
2013年,我國老年人口數量已達到2億多,阿爾茨海默患者基數龐大。根據最新的報告顯示,中國60歲以上的阿爾茨海默癥患者約有860萬,到2020年將超過1000萬。
大量研究表明阿爾茨海默癥導致的記憶力下降是由于tau蛋白和β-淀粉樣蛋白在大腦中沉積造成的。那么是否能夠通過清除掉這些蛋白緩解相關癥狀呢?為了解決這個問題,制藥巨頭強生、輝瑞、羅氏等公司都斥巨資研發治療阿爾茨海默藥物,但是卻沒有獲得理想的結果。到目前為止,還沒有找到治愈這種疾病的方法。
令人驚喜的是近幾年的一些研究提示:阿爾茨海默病可能是感染導致的,這給一度碰壁的藥物研發人員帶來了新希望。由于除了tau蛋白和β-淀粉樣蛋白沉積這些典型的特征外,AD病人還會表現出神經炎癥,與病原體感染的癥狀很像。因此,科學家們從這個角度入手,有了驚人的發現。
最新發現
最近加州大學舊金山分校的Stephen Dominy博士領導的團隊又發現,引起牙周炎的細菌——牙齦卟啉菌,同樣會導致AD。在AD患者的大腦中檢測到了牙齦卟啉菌的存在,這些菌進入大腦后釋放一種分泌蛋白導致AD,而抑制該蛋白能夠起到治療AD的作用。
Stephen Dominy博士
口腔菌群知識科普
隨著微生物學的發展,研究發現人體口腔內存在著大量的共生菌,這些共生菌與我們的身體健康息息相關。這些共生菌在健康狀態時保持著一種動態平衡,而一旦這個平衡被打破,就會造成致病菌的滋生,引起口腔內相關疾病甚至是全身性的疾病(如阿爾茨海默癥等神經系統疾病)。
接下來,小編就給大家介紹一下口腔內的這些“居民”,讓大家先熟悉一下本文的主人翁。口腔不同部位的菌群各有特征,大多數部位的優勢菌以鏈球菌為主,但個別位點仍有不同,如頰黏膜的為嗜血桿菌,齦上菌斑的為放線菌和齦下菌斑(與齦上菌斑緊鄰但含氧量低)的為普雷沃菌。
< 口腔菌群數據 >
為了研究口腔菌群在口腔及系統性疾病中的作用,美國建立了人體口腔菌群數據庫(HOMD),在HOMD中大約有700個物種,其中51%是正式命名的,13%沒有命名但為已培養菌種,28%為未培養菌種。在HOMD數據庫中,大約有150個屬,700個種。目前在HOMD上有400個口腔分類單元和1300多個微生物菌株的基因組。
由于HOMD中口腔菌群大多來自于美國人群,無法反映中國人的口腔菌群狀態。因此,華西口腔醫院廖玍等建立中國口腔菌群銀行(OMBC),現已從中國人群中獲取720份臨床樣本及289個口腔細菌菌株,并同時記錄了每份樣本的實驗室與臨床信息。這些菌株屬于3個細菌門(厚壁菌門、變形菌門、放線菌門)中的10個科,全部菌株均已被成功培養并鑒定了各類表型。這些數據將為我們的研究打下堅實的基礎。
口腔菌群失衡會導致口腔疾病
前面已經提到失衡的口腔菌群與口腔疾病相關,如齲齒、牙周炎、種植體周圍炎、粘膜疾病、口腔癌癥;關于口腔菌群與齲齒的研究非常多,接下來進行重點介紹。
2015年Chen等人比較了低齡重度齲齒兒童(SECC)和無齲齒兒童的唾液和齦上菌斑樣品中的細菌譜,共檢測到379種細菌。其中發現鏈球菌、卟啉單胞菌和放線菌在內的幾個屬與SECC密切相關,提示這些細菌可能是乳牙類齲齒的潛在生物標志物。Wang等對20例齲病患兒和21名無齲兒童的唾液樣品進行分析比較,對其中的口腔微生物進行了特征分析,發現普雷沃菌屬、乳桿菌屬、戴阿利斯特桿菌屬和產線菌屬可能與齲齒的發病機制和進展有關。
此外,Agnello等分析了來自加拿大第一民族和梅蒂斯族的齲病或無齲兒童樣品中的菌斑微生物群,發現兩組之間在28個物種水平的OTU中有著顯著差異。在SECC組中,韋永氏球菌屬 HOT 780和卟啉單胞菌屬 HOT 284分別高出4.6倍和9倍;在無齲組中,戈登鏈球菌和血鏈球菌分別高出5倍和2倍。在SECC組中檢測到極高水平的變異鏈球菌。
口腔菌群還與全身系統性疾病相關
除了口腔疾病,口腔菌群失調還與全身系統性疾病相關,如炎癥性腸病、胃腸癌癥、肝硬化、胰腺癌、糖尿病、不良妊娠結局、肥胖、多囊卵巢綜合征,還與某些神經、免疫、心血管系統疾病相關。接下來詳細介紹一下神經系統疾病與口腔菌群之間的聯系,從一個全新的角度認識神經系統疾病的發生發展。
肯塔基州大學的神經學研究項目納入了158名認知正常的成年人,跟蹤其認知能力與口腔菌群的關系。結果發現受試者10年后的認知缺陷與口腔厭氧桿菌(具核梭桿菌和中間普雷沃菌)高抗體水平有關。除了該研究證實了認知能力與口腔菌群相關,一項前瞻性觀察研究也顯示,相比對照組,有慢性牙周炎的患者在6個月內認知能力有明顯下降。
1993年,Miklossy等人就重點強調了包括口腔和腸道在內的幾種類型的螺旋體(口腔厭氧菌)與阿爾茨海默病有關。2002年Riviere等人在腦部樣本中發現了口腔厭氧菌(密螺旋體),在16例AD患者的大腦中,有15例用抗體檢測到了密螺旋體,而18例對照中只有6例檢測到,這些數據表明AD的發生可能與口腔厭氧菌(密螺旋體)相關聯。2009年Kamer等人研究發現,與對照組相比,AD患者中TNF-α和伴放線桿菌、福賽斯坦納菌和牙齦卟啉單胞菌的血清抗體比值更高。以上研究表明口腔菌群與AD具有緊密聯系。
牙周炎致病菌與AD緊密關聯
早在2013年,研究者就已經在AD患者大腦中發現了牙周炎致病菌牙齦卟啉單胞菌產生的脂多糖(對照組未發現)。而開篇提到的研究更是證實了牙齦卟啉單胞菌和阿爾茨海默癥的發病機制有關,該成果于2019年1月23日發表在Science Advances雜志上。
這項研究是由美國制藥公司Cortexyme所贊助,研究作者Stephen Dominy是該公司的聯合創始人。Cortexyme公司聯合歐洲、美國、新西蘭和澳大利亞的實驗室分析了50多名阿爾茨海默氏癥死者的大腦樣本,發現所有的樣本中都有牙齦卟啉菌。此外,在輕中度認知障礙的疑似AD患者的腦脊液中,也發現大部分樣本中都存在牙齦卟啉菌。這說明牙齦卟啉菌確實能進入大腦,并在大腦中定植。
牙齦蛋白酶是致病關鍵因子
而早期研究已發現該菌可在人體多個部位定植,因為其能分泌一種牙齦蛋白酶,抑制免疫、幫助定植并對很多細胞具有毒性。因此,研究者們推測在大腦中定植的牙齦卟啉菌,同樣會分泌牙齦蛋白酶,可能會造成神經損傷導致AD。為了證實這一猜想,研究者們對樣本進行檢測,結果發現90%以上樣本中都存在牙齦蛋白酶。更重要的是,牙齦蛋白酶與tau蛋白和β-淀粉樣蛋白沉積的位置重疊,并且與阿爾茨海默癥相關蛋白tau和β-淀粉樣蛋白的水平成正相關。隨后,研究者在體外證明牙齦蛋白酶具有將tau蛋白切成碎片的功能。這說明,AD患者大腦中出現的tau蛋白纏結很可能就是牙齦蛋白酶引起的!
動物實驗證實牙齦卟啉菌會引起AD癥狀
那牙齦卟啉菌到底會不會引起AD呢?
為了進一步探究牙齦卟啉菌是否會引起阿爾茨海默癥,研究人員通過動物實驗進行了驗證。他們先將小鼠口腔感染牙齦卟啉菌,6周后發現所有小鼠的大腦中都感染了牙齦卟啉菌。在該菌定植的部位發現了變性的神經元和β-淀粉樣蛋白。這意味著,受感染的小鼠已經表現出阿爾茨海默病的癥狀。更重要的是,他們發現這些β-淀粉樣蛋白具有抑制牙齦卟啉菌的作用,印證了之前β-淀粉樣蛋白是抗菌斗士的研究。
為了進一步驗證這種想象是由牙齦卟啉菌分泌的牙齦蛋白酶造成的,研究人員將牙齦卟啉菌的牙齦蛋白酶編碼基因敲除,然后用突變菌感染小鼠口腔,發現小鼠大腦內的病原菌明顯降低,而β-淀粉樣蛋白沉積也大幅減少。同時,研究小組還設計了一種針對牙齦蛋白酶的小分子抑制劑COR388,將這個抑制劑給被感染的小鼠口服后,同樣抑制了小鼠大腦細菌負荷,減少了β-淀粉樣蛋白的沉積和神經變性。以上說明牙齦蛋白酶對于牙齦卟啉菌引起AD是至關重要的,這也意味著我們找到了治療AD的新方向。
牙齦蛋白酶抑制劑已完成臨床I期試驗
據了解,目前COR388已經完成了臨床I期試驗,結果顯示接受COR388治療的9名阿爾茨海默癥患者的認知水平均高于未治療組。Cortexyme公司表示,計劃在2019年將繼續招募500多名輕度至中度阿爾茨海默氏癥患者進行臨床II/III期試驗。上述研究結果對于AD的治療具有重要意義,也給萬千AD患者家庭帶來了福音。
微生物雖然微小但卻是不可忽視的,尤其是存在于人體各部位的共生菌,與人體健康息息相關。隨著科學家們的不懈努力,逐漸建立了AD病原體致病理論,為AD的治愈帶來了曙光。相信在不遠的將來,更多微生物與疾病相關的機制會被揭示,許多困擾我們多年的問題也會有一個答案。
通過今天的學習,小編越發意識到注意口腔衛生的重要性。我們要關注口腔菌群的穩態,不光是病從口入,也會病從口出啊。管好你的口腔“居民”,別讓他們流浪~
參考資料:
1. Dominy, Stephen S., et al. 'Porphyromonas gingivalis in Alzheimer’s disease brains: Evidence for disease causation and treatment with small-molecule inhibitors.' Science Advances 5.1 (2019): eaau3333.
2. Gao, Lu, et al. 'Oral microbiomes: more and more importance in oral cavity and whole body.' Protein & cell (2018): 1-13.
3.Xian, Peng, et al. 'The Oral Microbiome Bank of China.'International journal of oral science 10.2 (2018): 16.
4. https://mp.weixin.qq.com/s/S7-RXp_zvT5nTHKyiKAp8w
5. https://mp.weixin.qq.com/s/H1JmS8AVs8flf_O_6l9new
6. https://www.newscientist.com/article/2191814-we-may-finally-know-what-causes-alzheimers-and-how-to-stop-it/
7. http://www.homd.org/index.php
供稿及編輯:徐瀟瀟