脑膜边缘相关巨噬细胞耗竭通过增强细菌增殖和毒素释放加剧肺炎球菌性脑膜炎的神经病理损伤

　　本研究针对肺炎球菌性脑膜炎(PM)中边界相关巨噬细胞(BAM)功能不明确的问题，通过clodronate脂质体(CL)耗竭BAM，发现其缺失导致脑脊液白细胞减少但炎症介质表达增加，42小时观察期内9/12 CL处理小鼠达到终止标准。关键发现表明BAM通过限制细菌增殖和肺炎球菌溶血素(PLY)介导的毒性发挥保护作用，为CNS免疫调控提供了新见解。

　　

细菌性脑膜炎仍是全球重大健康挑战，尽管已有有效抗生素治疗，但肺炎球菌性脑膜炎（pneumococcal meningitis, PM）的致死率仍高达10%，且半数幸存者遭受长期神经系统后遗症。其病理过程涉及软脑膜腔室的强烈炎症反应，这种反应虽然旨在清除病原体，却同时导致神经元损伤和不良临床结局。在中枢神经系统（CNS）中，边界相关巨噬细胞（border-associated macrophages, BAM）长期以来被认为是免疫哨兵，负责启动针对入侵病原体的免疫反应。然而，关于BAM在PM中的具体作用，尤其是在疾病后期阶段，现有研究证据有限且存在不一致之处。

此前研究主要集中在感染早期（24小时内）BAM耗竭的影响，结果显示出细菌负荷增加，但对炎症反应的报道不一。有的研究显示脑脊液白细胞计数减少，有的却发现细胞因子水平升高，这种不一致凸显了理解BAM在调节炎症、白细胞动态及神经病理变化中作用的迫切性。本研究旨在填补这一空白，探讨BAM在PM早期和晚期进展过程中对脑炎症和病理的影响。

研究人员使用经久验证的小鼠PM模型，通过两次经皮小脑延髓池注射clodronate脂质体（CL）耗竭BAM，对照组注射磷酸盐缓冲液脂质体（PBSL）。三天后，小鼠经相同途径感染肺炎链球菌血清型2（D39株）。在感染后18小时评估早期反应，并将观察期延长至42小时，期间在感染18和24小时给予头孢曲松治疗，以研究抗菌治疗下BAM的功能。此外，还使用肺炎球菌溶血素（pneumolysin, PLY）缺陷突变体（D39Δply）和caspase-1抑制剂VX-765进行机制探讨。

主要技术方法包括： intracisternal（i.c.）注射CL或PBSL进行BAM耗竭；小鼠PM模型构建及临床评分；脑脊液白细胞计数和细菌滴度测定；免疫组化分析CD206⁺ BAM、细菌抗原、CD31和 albumin；ELISA检测细胞因子（IL-1β、IL-6）和生物标志物（NEFL、S100B、TREM2）；PrimePCR array和RT-PCR分析炎症介质表达；组织学评估脑出血面积。

BAM耗竭对PM早期发展的影响

CL处理使CD206⁺ 脑膜巨噬细胞减少约90%，感染本身也导致BAM数量减少40%。BAM耗竭小鼠脑脊液白细胞计数减少40%，但脑匀浆中IL-1β和IL-6蛋白水平显著升高，PrimePCR array显示促炎介质（如IL-1β、CCL2、CXCL2）上调，而MRC1（CD206）下调。尽管细菌负荷在脑和血液中均增加，但临床症状在18小时时与对照组无显著差异，不过神经元损伤标志物神经纤维轻链（neurofilament light chain, NEFL）和星形胶质细胞激活标志物S100B的血浆浓度升高。

BAM耗竭加重疾病进展和结局

延长观察至42小时，CL处理组9/12小鼠达到终止标准，而PBSL组仅1/9。存活CL处理小鼠体重减轻更严重，运动活动减少，临床评分更高。宏观检查发现脑出血数量和面积显著增加，脑脊液白细胞计数反而升高，炎症介质（IL-1β、CCL2、CXCL2）表达持续上调，紧密连接蛋白（claudin 5、occludin）下调。免疫组化和ELISA显示脑组织中albumin积累显著，血脑屏障（BBB）破坏严重，血浆NEFL和S100B浓度升高，但小胶质细胞激活标志物TREM2无变化。小脑细菌滴度更高，免疫组化显示皮质区域肺炎球菌抗原信号强，对应区域CD31表达减少。

BAM耗竭所致疾病加重由肺炎球菌溶血素驱动

使用caspase-1抑制剂VX-765或PLY缺陷株感染BAM耗竭小鼠，发现VX-765处理仅轻微减少脑出血，且5/8小鼠仍需安乐死；而所有感染PLY缺陷株小鼠均存活，脑出血数量和面积显著减少，与PBSL对照组相当。两组均显示脑炎症减弱（脑脊液白细胞计数和细胞因子水平降低），但只有PLY缺陷组细菌滴度稍低。这表明BAM耗竭导致的神经病理和不良结局主要归因于PLY介导的细菌细胞毒性增强，而非过度宿主炎症 alone。

研究结论强调，BAM在PM中扮演免疫调节而非免疫启动角色。其缺失导致细菌扩散和毒素释放增加，特别是PLY对血管的细胞毒性，引起BBB破坏、出血和持续炎症。这修正了传统观点，揭示BAM通过限制细菌复制和毒素损伤保护CNS稳态。讨论部分指出，内源性BAM减少可能是 meningitis 进展的内在特征，而维持BAM功能区室对治疗至关重要。研究结果发表于《Acta Neuropathologica Communications》，为针对BAM的辅助疗法提供理论基础，强调在抗菌治疗中保存BAM功能的重要性。