临床研究成果 | 协和团队发现梅毒螺旋体侵袭中枢神经系统导致脑损伤的炎症机制


近日,北京协和医院临床医学研究所冷泠教授团队、皮肤科李军主任医师团队通过整合蛋白质组学和单细胞转录组学数据,首次揭示了Toll样受体(TLR)/NF-κB信号通路在梅毒螺旋体(Treponema pallidumTp)引起的中枢神经系统(CNS)损伤中的关键作用。该原创性研究成果以邀请封面论著的形式发表在基础科学领域顶级期刊Advanced Science上(中科院一区,IF:17.521),为梅毒螺旋体侵袭中枢神经系统驱动的脑炎发生机制提供了新见解,并为神经梅毒的临床治疗提供了潜在的创新思路。

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神经梅毒(NS)是由梅毒螺旋体(Tp)感染引起的一组临床综合征,早期可能表现为无症状的脑膜炎,且脑脊液(CSF)中常出现异常细胞成分。随着病程进展,若未得到及时治疗,梅毒螺旋体可穿越血脑屏障(BBB),引发脑部严重并发症,如脑膜血管受累、麻痹性痴呆、脊髓痨等。然而,神经梅毒导致的免疫反应和炎症反应,及其介导的脑损伤的发病机制尚不清楚,导致早期诊断和治疗困难。因此,深入探讨神经梅毒的致病机制,对于诊治策略的开发具有重要意义。


研究团队对神经梅毒患者的脑组织样本和脑脊液样本进行了定量蛋白质组学和单细胞转录组分析,发现免疫细胞的主要组成包括CD4+ T细胞、CD8+ T细胞、B细胞和单核细胞是神经梅毒介导免疫反应的主要细胞类型,导致了体液免疫以及T细胞、嗜中性粒细胞和巨噬细胞相关的免疫紊乱。病理分析进一步证实了梅毒螺旋体感染能够激活免疫细胞的TLR/NF-κB信号通路,这一通路在神经梅毒患者脑组织中的炎症反应发挥了重要作用。在梅毒的早期阶段,梅毒螺旋体可以逃避宿主免疫系统并穿过BBB进入中枢神经系统。研究发现,外周血中的上述炎症细胞与梅毒螺旋体一同破坏BBB结构进入中枢神经系统,导致神经元的大面积损伤。

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▲梅毒螺旋体致炎的脑类器官损伤模型及其病理机制


研究团队还首次建立了梅毒螺旋体致炎的脑类器官损伤模型,验证了神经梅毒脑炎对中枢神经系统的损伤机制,揭示梅毒螺旋体感染能够激活TLR/NF-κB信号通路,这一通路可能在神经梅毒患者脑部严重并发症中发挥重要作用。


此前,冷泠教授和李军教授基于空间蛋白质组学技术发现梅毒螺旋体感染皮肤导致的二期梅毒的损伤机制(Nature Communications, 2022),并开发深度学习模型发现梅毒螺旋体感染皮肤至神经系统导致的三期神经梅毒的早期诊断生物标志物(Advanced Science,2024),解决的是神经梅毒早期诊断问题。本研究是上述研究的延续,阐明并佐证了上述诊断标志物的来源和可靠性,为神经梅毒的早期诊断和治疗提供了新的理论依据,对神经梅毒的早期临床治疗具有深远意义。


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共同第一作者:张启宇

北京协和医院皮肤科2022级科研型直博生,主要研究方向为梅毒及感染性皮肤病,发表SCI论文4篇。

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共同第一作者:周加

北京协和医学院2018级临床八年制博士生,主要研究方向为梅毒及感染性皮肤病。已发表SCI论文11篇,一作及共同一作累计影响因子38分,获国家发明专利及实用新型4项、市级及校级奖学金7次,主持大学生创新训练项目1项。

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共同第一作者:张翰林

北京协和医院皮肤科住院医师、临床医学博士后,第一作者/共同一作发表SCI论文20余篇。


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共同通讯作者:李军

北京协和医院皮肤科主任医师。擅长梅毒等各种感染性皮肤病及疑难罕见皮肤病诊治。作为第一发明人获得6项国家专利。以第一/通信作者在新英格兰医学杂志、柳叶刀等国际知名学术期刊发表文章100余篇,总计影响因子超过1670分。

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共同通讯作者:冷泠

北京协和医院临床医学研究所研究员,独立PI,博士生(后)导师,兼任中国医学科学院准长聘教职,国家高层次人才,享受国务院“特殊津贴”。主要研究方向为干细胞与组织修复,类器官构建与应用。近五年来,以通讯作者身份在Nature子刊、Cell子刊等杂志发表Q1区论著21篇(中科院一区13篇),7篇受邀杂志封面和F1000亮点推荐。承担国家自然科学基金、国家重点研发计划、中央军委重点项目、北京市科委重点专项等多个项目。现任Cell Organoid杂志副主编,Nature、Cell、Advanced系列等杂志独立审稿人,中国毒理学会类器官与器官芯片毒理学专业委员会常委,中国抗癌协会类器官与器官芯片专业委员会常委。

图片/冷泠提供

编辑/王敬霞

主编/段文利

监制/吴沛新