微生物与行为和精神疾病

摘要：病原微生物能够影响宿主的大脑和行为，甚至诱发精神疾患。肠道细菌可影响小鼠的神经系统发育和行为模式的发展。慢性胃肠病、慢性疲劳综合征等生理疾病中的行为改变与微生物有关；肝性脑病、多发性硬化等中枢神经系统生理疾病也可能由微生态改变引起；抑郁症、孤独症等精神疾病与肠道细菌状态和比例有关；卫生假说支持上述观点。建立良好的共生微生物平衡有利于人类身心健康。可以预期，共生微生物与身心健康的关系将是今后心理学研究的关注热点。

关键词：共生微生物；抑郁；第二大脑；炎症：卫生假说

分类号：B845

人体内外分布着种类繁多、数量庞大的微生物，与人类共生，因而被称为共生微生物。共生微生物包括细菌、古生菌、真菌、病毒及一些原生动物。这些包括了有益、有害和中性类群的微生物主要分布在皮肤表面、口腔、消化道、呼吸道、泌尿生殖道等处。仅消化道内就有1000克以上(1014)的微生物，是人体细胞总数(1013)的10倍。在漫长的进化过程中，这些微生物与宿主形成了密切的联系(Fraune＆Bosch，2010；Ley，Peterson，＆Gordon，2006)。由于与人类形成共生状态，其组成和数量与人类的生存和生活质量息息相关。

正常情况下，微生物与宿主处于一种互利共生的关系中(ulvestad，2009)。肠道微生物可以帮助宿主抵御病原菌的入侵、促进营养吸收、代谢药物和致癌物质、产生有利于人类的化学物质(维生素等)，还能影响肠道和免疫系统发育(collins＆Bercik，2009；Fraune＆Bosch，2010)。在饮食改变、疾病、药物等影响下，消化道微生物也会受到干扰而发生改变，甚至造成菌群紊乱化ollins，Denou，Verdu，＆Bercik，2009)。已有研究表明消化道菌群的紊乱与多种疾病有关。各种胃肠病，如肠易激综合征、炎症性肠病、腹泻、便秘等都与消化道微生物有关，调整菌群可以治疗和改善病情。研究还发现，肠道微生物还与高血压、高血脂、糖尿病、癌症、慢性疲劳综合征、肥胖等慢性炎症状态有关，甚至与孤独症和抑郁症等精神疾病有关(Fraune＆Bosch，2010；Kaur，Kuhad，Garg，＆Chopra，2009；Logan＆Katzman，2005)。

随着对疾病的深入了解，微生物在人类疾病和健康中的作用越来越受到重视。更多的研究发现微生物对宿主神经系统有重要影响(collins＆Bercik，2009；Cryan＆O’Mahony，2011；Forsythe，Sudo，Dinan，Taylor，＆Bienenstock，2010；Neufeld，K·A.＆Foster，2009；Rhee，Pothoulakis，＆Mayer，2009，)，但直接研究微生物对脑和行为影响的报道并不多(cryan＆O’Mahony，2011；Heijtz et al.，2011)。

本文着重总结在各种神经系统疾病、伴随疾病的行为改变及精神疾病中微生物所发挥的作用，探讨微生物对脑和行为的影响。

1、微生物引起脑部病变

人类对于微生物影响脑与行为的知识首先来自于直接攻击神经系统的病原微生物。大多数微生物寄生在宿主表面，而病毒却能够进入细胞，利用细胞的能量和物质合成和代谢系统来完成自身的繁殖。

嗜神经病毒(Neurotropic virus)主要感染神经细胞，并能在神经细胞内实现自身的增殖，包括单纯疱疹病毒(Herpes Simplex Virus，HSV)、狂犬病毒(Rabies Virus，RV)、脊髓灰质炎病毒(Polioviras)、人类免疫缺陷病毒(HumanImmunodeficiency Virus，HIV)等(Tsunoda，2008)。嗜神经病毒感染宿主的神经细胞后，可通过血液途径透过血脑屏障进入大脑，或利用宿主细胞的物质转运系统沿着神经末梢传人到中枢神经系统(cNS)，引起轴突和突触功能异常，通过神经细胞凋亡导致神经系统病变，因此病毒感染脑部往往会留下长期的神经功能障碍(Berth，Leopold，＆Morfini，2009；Tsunoda，2008)。就HSV而言，HSV－1感染口腔和鼻腔后，从粘膜上的神经末梢分别逆行传输到三叉神经节和嗅球之后潜伏起来，在宿主焦虑、炎症等状态下，又可以从神经节顺行传递到末梢，引起口腔溃疡、面部疱疹等，如此重复感染。嗅球HSV－1携带者更容易患脑炎。单纯疱疹性脑炎未经治疗的话死亡率极高，即使经过抗病毒治疗，幸存者也往往会形成记忆受损、个性和行为改变、癫痫以及痴呆等后遗症(Berth etal.，2009)。

朊病毒病(Prion Dieases)是一种由独特机制引起的人或动物致死性神经系统退行性疾病，目前认为主要由不含核酸的、高度抵抗理化灭活的传染性蛋白质朊病毒(pfion protein，prps。也称朊蛋白)引起。朊病毒可引起人的库鲁病(kuru)、克－雅氏病(creutzfeldt－Jakob disease，CJD)、新型变异性克雅氏病(variant CJD，vCJD)、Gss综合症(Gerstmann－Strtiussler－Scheinker disease，GSS)、致死性家族失眠症(fatal familial or sporadicinsomnia，FFI或sFI)等疾病(Kovacs＆Budka，2009)。患者通常表现出进行性共济运动失调、震颤、姿势不稳、痴呆或知觉过敏、行为反常等中枢神经系统症状。朊病毒可通过食物，粘膜、手术等途径和方式进人体内，其传播取决于感染部位、毒株、剂量、类型以及宿主的PrP基因型。动物和人类研究表明，朊病毒感染粘膜后，首先聚集到免疫组织，特别是肠相关淋巴组织和淋巴结，然后进入到周围神经系统神经末梢，再逆行传人CNS。朊病毒可能通过神经途径进入大脑，也可能随着血流，经过大脑室周器官(circumventricular organs，CVOs)进入大脑C该部位无血脑屏障，具有小孔，能允许大分子进出，确保CNS和其他部位的双向交流)。PrP是一种膜蛋白，在神经细胞膜表面表达较多，正常形式为Prpc。prps。可诱使prpc向prps。转变并引起PrP大量表达，形成多米诺效应，从而阻碍神经细胞的正常功能，使细胞死亡，最终在脑部形成大量prps。淀粉样沉淀，患者因脑部功能逐渐丧失而死亡(Kovacs＆Budka，2009；Sis6，Gonzuilez，＆Jeffrey，2010)。一些常见的神经退行性疾病如阿尔兹海默症，帕金森病等也是由于小部分错误折叠的蛋白质聚集在脑细胞中引起。这些错误折叠的蛋白质包括tau蛋白、α－突触核蛋白、亨廷顿蛋白和过氧化物歧化酶1等。它们虽然不能像朊蛋白

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