據美國國家老齡化研究所稱，阿爾茨海默氏病是老年人痴獃的最常見原因，也是美國第七大死亡原因。它是一種使人虛弱的漸進性疾病，慢慢地破壞認知功能和記憶。它幾乎可以在不知不覺中開始，往往在早期幾個月或幾年內偽裝成老年時非常常見的健忘症，阿爾茨海默病的原因在很大程度上仍然是個謎。
但是，研究人員使用模擬大腦的三維人類組織培養模型表明，通常引起水痘和帶狀皰疹的水痘帶狀皰疹病毒（VZV）可能激活另一種常見病毒–單純皰疹（HSV），從而啟動阿爾茨海默病的早期階段。這項研究是由塔夫茨大學和牛津大學的科學家進行的。
正常情況下，HSV-1–單純皰疹病毒的主要變種之一–在大腦的神經元中處於休眠狀態。然而，當它被激活時，會導致tau和澱粉樣β蛋白的積累和神經元功能的喪失。這些是在阿爾茨海默病患者身上發現的標誌性元素。
“塔夫茨大學生物醫學工程系副研究員丹娜·凱恩斯說：”我們的結果表明，阿爾茨海默病的一個途徑是由VZV感染引起的，它產生的炎症觸發因素喚醒了大腦中的HSV。雖然我們證明了VZV和HSV-1激活之間的聯繫，但大腦中的其他炎症事件也有可能喚醒HSV-1並導致阿爾茨海默病。”
該研究最近發表在《阿爾茨海默病雜誌》上。
潛伏的病毒
塔夫茨大學工程學院斯特恩家族工程教授兼生物醫學工程系主任大衛-卡普蘭說：”我們一直在利用許多既定的證據，證明HSV與患者的阿爾茨海默病風險增加有關。”最早假設皰疹病毒和阿爾茨海默病之間存在聯繫的人之一是牛津大學的露絲·伊札基，她與卡普蘭實驗室合作開展了這項研究。
“我們知道HSV-1和阿爾茨海默病之間有關聯，也有人建議VZV參與其中，但我們不知道的是病毒創造的事件序列使疾病發生，”他說。”我們認為我們現在有了這些事件的證據”。
根據世界衛生組織（WHO）的數據，估計有37億50歲以下的人感染了HSV-1–導致口腔皰疹的病毒。在大多數情況下，它是無癥狀的，在神經細胞內休眠。
當被激活時，它可以引起神經和皮膚的炎症（最常見的就是唇皰疹），導致持續1-2周不等的開放性潰瘍和水皰。大多數攜帶者–根據CDC的統計，每兩個美國人中就有一個–在病毒進入休眠期之前，會有非常輕微的癥狀，甚至沒有癥狀。
水痘帶狀皰疹病毒也非常普遍，大約95%的人在20歲之前就已經感染了。其中許多病例表現為水痘。VZV是皰疹病毒的一種形式，它也可以留在體內，在成為休眠之前找到神經細胞。
在生命的後期，VZV可以被重新激活，導致帶狀皰疹。這種疾病的特點是在皮膚上形成帶狀的水泡和結節，可能非常疼痛，持續數周甚至數月。每三個人中就有一個人最終會在其一生中患上帶狀皰疹。
HSV-1和阿爾茨海默病之間的聯繫只有在HSV-1被重新激活導致瘡、水皰和其他痛苦的炎症時才會發生。
沉睡的病毒如何醒來
為了更好地了解病毒和阿爾茨海默病之間的因果關係，塔夫茨的科學家們在由絲蛋白和膠原蛋白製成的6毫米寬的甜甜圈狀小海綿中重新創造了類似大腦的環境。
他們用神經幹細胞填充海綿，使其生長並成為能夠在網絡中相互傳遞信號的功能性神經元，就像它們在大腦中一樣。一些幹細胞還形成了膠質細胞，它們通常存在於大腦中，並幫助保持神經元的活力和功能。
研究人員發現，在腦組織中生長的神經元可以感染VZV，但僅此一項並不會導致阿爾茨海默氏症的標誌性蛋白tau和β-澱粉樣蛋白的形成–這些蛋白是阿爾茨海默氏症患者大腦中形成的纖維和斑塊糾結的組成部分，而且神經元繼續正常運作。
然而，如果神經元已經藏有靜止的HSV-1，暴露於VZV導致HSV的重新激活，以及tau和β-澱粉樣蛋白的急劇增加，並且神經元信號開始減緩。
“這是兩種非常常見的、通常無害的病毒的一擊，但實驗室的研究表明，如果新接觸VZV喚醒休眠的HSV-1，它們可能會造成麻煩，”凱恩斯說。
“其他感染和其他因果途徑仍有可能導致阿爾茨海默病，頭部創傷、肥胖或飲酒等風險因素表明它們可能在HSV在大腦中重新出現時發生交集，”她補充說。
科學家們觀察到，被VZV感染的樣本開始產生更高水平的細胞因子-通常參與觸發炎症反應的蛋白質。卡普蘭指出，在許多臨床病例中已知VZV會引起大腦的炎症，這可能會導致休眠HSV的激活和炎症的增加。
HSV-1激活的重複循環可能導致大腦中更多的炎症，產生斑塊，並積累神經元和認知損傷。
一種用於預防水痘和帶狀皰疹的VZV疫苗也被證明可以大大降低痴呆症的風險。疫苗可能有助於阻止病毒再激活、炎症和神經元損傷的循環。
研究還指出，一些COVID患者經歷了SARS-CoV-2病毒的長期神經系統影響，特別是在老年人中，以及VZV和HSV-1都可以在COVID感染后被重新激活。他們說，在這些情況下，密切關注可能的後續認知影響和神經變性是明智的。