新型隐球菌感染研究：突破脑内防线的关键机制

为探究小胶质细胞对新型隐球菌（Cn）感染的反应，研究人员对比野生型和突变菌株，发现 Cn 的葡糖醛酸木甘露聚糖（GXM）阻碍小胶质细胞功能，或为防治中枢神经系统隐球菌病提供方向。

　　新型隐球菌（Cryptococcus neoformans，Cn）是一种令人闻风丧胆的 “脑部侵略者”，它能引发威胁生命的脑膜脑炎，尤其对艾滋病患者来说，更是致命的存在。每年，全球约有 152,000 例艾滋病患者感染隐球菌性脑膜炎（Cryptococcal meningoencephalitis，CME），其中 112,000 人因此丧命。Cn 就像一个狡猾的 “偷渡客”，通过吸入进入人体，多数时候在免疫功能正常者的肺部潜伏，但一旦人体免疫力下降，它便开始兴风作浪，借助血液或淋巴系统扩散，尤其是突破血脑屏障（Blood-brain barrier，BBB）入侵大脑。

Cn 的多糖荚膜是其 “作案” 的重要帮凶，主要成分葡糖醛酸木甘露聚糖（Glucuronoxylomannan，GXM）不仅能干扰人体免疫系统，还能增强病毒的致病性，甚至促进 HIV 的复制。小胶质细胞作为中枢神经系统（Central nervous system，CNS）的 “守护者”，虽与 Cn 及其 GXM 密切相关，但在清除中枢神经系统的隐球菌时却困难重重。目前，针对小胶质细胞与 Cn 的相互作用研究还十分有限，这给防治中枢神经系统隐球菌病带来了极大的挑战。

为了揭开小胶质细胞与 Cn 之间的神秘面纱，来自美国佛罗里达大学等机构的研究人员展开了深入探究。他们的研究成果发表在《Journal of Neuroinflammation》上，为攻克这一难题带来了新的曙光。

研究人员主要采用了以下关键技术方法：一是构建动物模型，利用 CX3CR1-EGFP 转基因小鼠和立体定向脑内感染模型，模拟 Cn 感染过程；二是进行 RNA 测序（RNA-seq）分析，鉴定受 Cn 荚膜影响的宿主基因和生物通路；三是开展细胞实验，使用小鼠 NR-9460 小胶质细胞样细胞，研究其迁移和吞噬能力 。

研究结果如下：

1. 高真菌负担导致小鼠死亡：对比野生型有荚膜的 H99 和无荚膜突变的 cap59 菌株，感染 H99 的小鼠死亡率更高，脑部真菌负担更重。H99 感染的小鼠中位生存期仅 8 天，而 cap59 感染的小鼠能存活至实验结束（14 天）。3 天和 7 天感染后，H99 感染组的脑部真菌数量显著高于 cap59 感染组12。
2. 小胶质细胞密度和分布改变：感染 H99 后，小鼠脑部小胶质细胞密度在感染早期增加，且更靠近感染部位聚集。通过对小胶质细胞密度、最近邻指数（Nearest neighbor index，NNI）、聚类数量和间距指数等指标分析发现，H99 感染改变了小胶质细胞在隐球菌瘤附近的密度和分布34。
3. 小胶质细胞形态变化：H99 感染使小胶质细胞形态从分枝状转变为阿米巴样。具体表现为，与未感染和 cap59 感染的小鼠相比，H99 感染小鼠的小胶质细胞分枝面积减少，形态指数升高56。
4. 荚膜抑制小胶质细胞迁移：随着感染进展，H99 感染的小鼠脑部小胶质细胞远离隐球菌瘤，且数量减少；而 cap59 感染的小鼠脑部则出现大量小胶质细胞浸润。此外，感染 H99 的小鼠脑部中性粒细胞、单核细胞、树突状细胞和 CD4⁺ T 细胞增多，巨噬细胞和 B 细胞减少78。
5. 转录组变化：RNA-seq 分析显示，H99 感染导致与感染和免疫反应相关的基因下调，如趋化因子基因 Ccl2、Ccl7 和 Ccl12 等；cap59 感染则使与免疫细胞和反应相关的基因上调，同时与神经元部分和功能相关的基因上调。对比两组感染，H99 感染下调了与血管发育、白细胞趋化和细胞黏附相关的生物学过程910。
6. 荚膜影响小胶质细胞功能：体外实验表明，H99 的荚膜多糖抑制 NR-9460 小胶质细胞样细胞的迁移和吞噬能力，GXM 也有类似作用。与未处理和 cap59 共孵育的细胞相比，H99 共孵育的小胶质细胞迁移距离更短，吞噬的隐球菌数量更少1112。

研究结论与讨论部分指出，Cn 的荚膜多糖的主动产生对真菌在中枢神经系统的存活和疾病进展至关重要。小胶质细胞虽在感染早期出现在隐球菌瘤附近，但随着感染进展会分散，可能是为了避免组织坏死区域，也可能是受到 Cn 感染和荚膜多糖分泌的影响导致细胞死亡或基因表达改变。无荚膜的 cap59 菌株由于缺乏荚膜，无法增殖和形成隐球菌瘤，更容易被小胶质细胞等清除。

此外，研究还发现 B 细胞和外周巨噬细胞在清除 cap59 菌株中发挥重要作用，而 H99 感染则会抑制这些细胞的功能。同时，研究人员通过转录组分析确定了一些与感染相关的关键基因和通路，为进一步研究隐球菌病的发病机制和治疗提供了重要线索。

总的来说，这项研究揭示了小胶质细胞在控制中枢神经系统隐球菌感染中的局限性，以及 Cn 荚膜多糖在疾病进展中的关键作用。这为开发针对中枢神经系统隐球菌病的新型治疗方法和预防措施提供了理论依据，有望在未来帮助临床医生更好地应对这一棘手的疾病，拯救更多患者的生命。