《SCIENCE ADVANCES》：Persistent microglial activation following neonatal CMV infection mediates neurodegeneration
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先天性人类巨细胞病毒（HCMV）感染是新生儿神经发育障碍的主要病因，但其导致迟发性神经退行性变的机制不明。本研究利用新生鼠MCMV感染模型，发现早期感染可导致成年后视网膜和大脑出现神经元丢失，且与高度活化的损伤相关小胶质细胞持续存在有关。在病理发生前短暂清除这些小胶质细胞，可使再增殖的小胶质细胞转变为更具修复功能的表型，从而有效阻止视网膜结构破坏和光感受器神经元损失，并维持大脑神经元密度。这表明靶向小胶质细胞活化可为预防病毒感染后的神经功能损伤提供新的治疗思路。
巨细胞病毒是人类最常见的先天性病毒感染之一，在美国大约每200名新生儿中就有1名受影响。其中，高达30%的受感染儿童会面临长期神经系统损伤的风险，包括感官神经性听力丧失、视力障碍和认知缺陷。更为棘手的是，部分在出生时无症状的儿童，在成长后期也可能出现迟发性神经症状。虽然急性期的病理损伤是原因之一，但病毒被免疫系统控制、进入潜伏期后，其对神经组织的长期影响及其如何导致成年期神经退行性疾病，仍然是个未解之谜。鉴于人类巨细胞病毒具有严格的种属特异性，研究人员通常使用鼠巨细胞病毒在小鼠模型中模拟感染，以探索疾病的发病机制。
为了揭示早期感染与长期神经健康之间的关联，一个研究团队在《科学进展》（SCIENCE ADVANCES）上发表了一项研究。他们发现，新生期感染MCMV，即便在病毒被控制、没有明显再激活迹象的情况下，仍会导致小鼠在成年后出现视网膜和大脑的神经元丢失及神经病理变化。令人惊讶的是，这种迟发的病理与一群高度活化、具有炎症特征的损伤相关小胶质细胞的持续存在密切相关。而更关键的是，在病理发生之前，短暂地清除这些“功能失调”的小胶质细胞，竟能神奇地“重置”免疫环境，让新生的、更具修复功能的小胶质细胞入驻，从而保护了神经元，阻止了退行性病变的发生。这为理解病毒感染如何“烙印”免疫系统，并埋下未来疾病的种子提供了全新视角，也为干预相关神经退行性疾病提供了潜在靶点。
为开展此项研究，作者运用了多项关键技术。研究采用了经Jonji?和Britt建立的、通过腹腔注射感染新生BALB/c小鼠的MCMV模型，以模拟病毒经血行播散至神经组织的过程。通过体内活体成像技术，如共焦扫描激光检眼镜和光学相干断层扫描，纵向评估了感染后长达9个月的视网膜结构完整性。利用集落刺激因子1受体抑制剂PLX5622介导的短期小胶质细胞清除与再增殖模型，探究了该细胞群在病理发生中的作用。通过免疫组织化学、RNAscope原位杂交等技术在组织水平分析了小胶质细胞的表型、定位及分子表达。最后，对分选出的CD45intCD11b+小胶质细胞进行了单细胞RNA测序，从转录组层面系统解析了不同处理条件下小胶质细胞的异质性与功能状态。
MCMV感染在新生儿眼部感染后得到控制
研究人员首先确认了感染模型的时间线。在新生小鼠感染后，病毒复制相关基因gB的转录在感染后一个月内降至检测限以下，病毒基因组拷贝数保持稳定，提示病毒进入潜伏期。同时，视网膜中CD8+T细胞数量在感染后2个月降至很低水平并保持稳定。这些数据表明，感染后2个月时间点标志着视网膜急性感染期的结束。
新生儿MCMV感染导致迟发性视网膜变薄和光感受器破坏
通过活体成像和组织学分析，研究发现了一个关键现象：虽然急性病理在感染后2-3个月似乎已愈合，但在感染后3-6个月之间，小鼠出现了显著的视网膜变薄。这种变薄主要发生在外核层（包含光感受器细胞体）和内颗粒层。同时，视网膜上出现了大量小的、深色的环形病灶，对应着视网膜色素上皮和光感受器区域的破坏。这些病变在感染后1-2个月出现，2-3个月期间减少，提示急性损伤后的恢复，但在6个月时其数量和严重程度又显著增加。重要的是，这些变化发生在检测不到病毒转录且CD8+T细胞数量无变化的情况下，表明持续的病毒活动并非视网膜病理的主要驱动因素。
新生儿MCMV感染后的视网膜变性以视网膜层结构破坏和光感受器丧失为特征
组织病理学检查进一步证实了成像结果。感染后6个月，小鼠视网膜外核层和内颗粒层出现层状结构丧失，光感受器层可见大量细胞核，部分区域视网膜色素上皮丢失。视杆细胞外节长度显著缩短，约为对照组的一半，视杆和视锥细胞的数量也减少。此外，在感染小鼠视网膜的外层/视网膜色素上皮区域检测到脂质沉积，而对照组没有。这些发现表明，新生儿MCMV感染导致了进行性的视网膜变性。
MCMV感染后小胶质细胞保持活化并积聚在视网膜下间隙
小胶质细胞是中枢神经系统的组织常驻巨噬细胞。研究发现，感染小鼠视网膜中蓝色自发荧光斑点（与活化小胶质细胞相关）随时间推移而增加。视网膜铺片免疫染色显示，与对照组相比，感染小鼠视网膜下间隙（视网膜色素上皮顶端表面）积累了大量的Iba1+小胶质细胞，并且这些细胞呈现出高度活化的阿米巴样形态（胞体大、突起短或无）。这表明新生儿MCMV感染促进了高度活化小胶质细胞在视网膜下腔的选择性积聚。
PLX5622清除和再增殖后，小胶质细胞恢复稳态表型
为了探究这些持续活化的小胶质细胞是否在病理中发挥因果作用，研究者在感染后2个月（急性炎症已消退、病理变化尚不严重时），使用CSF1R抑制剂PLX5622处理小鼠7天，以清除小胶质细胞，之后停止给药让其再增殖21天。结果显示，清除和再殖过程不影响病毒控制。再增殖后，小胶质细胞主要回到了外丛状层和内丛状层，形态更接近稳态，视网膜下间隙的小胶质细胞数量显著减少，且极少表现出高度活化的阿米巴样形态。这表明清除成功地重置了小胶质细胞的活化状态。
PLX治疗导致小胶质细胞活化持续减少
将经过PLX处理的小鼠饲养至感染后6个月发现，与未处理的感染小鼠相比，其视网膜蓝色自发荧光斑点数量、视网膜下间隙小胶质细胞数量均显著降低，且与未感染对照组相近。再增殖的小胶质细胞没有恢复到未处理感染小鼠所见的过度活化状态。RNAscope分析显示，未处理感染小鼠视网膜下间隙的小胶质细胞共表达C1q和TNF-α，而这种共表达在PLX处理组中未出现。这些数据表明，短暂的PLX5622清除导致了小胶质细胞活化的持续抑制。
PLX处理和再增殖重置了小胶质细胞的炎症转录谱
通过单细胞RNA测序对比6个月大时对照组、感染未处理组和PLX处理组小鼠视网膜的小胶质细胞，研究者发现：来自感染小鼠的小胶质细胞维持着干扰素应答和疾病相关基因特征，高表达MHC分子、补体成分以及Fos、Jun等经典激活相关基因。而来自PLX处理组小鼠的小胶质细胞则表现出一种激活的、但倾向于伤口愈合或修复的表型，高表达Igf1、Mrc1、Cd163等替代激活或修复相关标记。GO富集分析也证实，感染组小胶质细胞富集于干扰素信号、抗原处理等炎症通路，而PLX处理组则富集于T细胞调节、免疫调节等通路。这表明PLX5622介导的清除和再增殖将小胶质细胞群体从促炎状态转向了炎症程度更低、更具保护性和修复性的状态。
视网膜下小胶质细胞在MCMV感染视网膜中表现出独特的活化状态，PLX处理可重置此状态
组织染色显示，未处理感染小鼠视网膜下间隙的小胶质细胞高表达激活标记Gal3、TREM2和吞噬标记CD68，且细胞多呈阿米巴样。而在PLX处理组，这些标记的表达水平降低，细胞形态也更接近对照组。对单细胞测序数据中定义的视网膜下小胶质细胞集群的分析进一步揭示，感染组细胞上调抗原提呈、补体激活等基因，而PLX处理组细胞则表现出一些疾病相关小胶质细胞基因特征，但同时上调了更多与修复相关的基因，其转录状态具有独特性。
PLX治疗可预防新生儿MCMV感染后的视网膜变性
最关键的实验结果显示，PLX处理不仅能阻止病理进展，还能促进部分已有损伤的修复。在未处理感染小鼠中，外层视网膜病变（病灶）的数量在3至6个月间持续增加，视网膜进行性变薄。而在PLX处理组，同一时期病灶数量显著减少，视网膜厚度得以维持，与未感染对照组轨迹一致。组织学分析证实，PLX处理完全阻止了视杆细胞外节缩短、视锥细胞数量减少以及光感受器细胞体丢失，视网膜各层结构保存完好，视网膜下脂质沉积也得到缓解。这表明，在病理发生前替换小胶质细胞，可以挽救MCMV感染导致的迟发性光感受器神经元丧失。
PLX治疗可维持视网膜完整性和小胶质细胞稳态直至感染后9个月
将小鼠饲养至感染后9个月（即PLX处理后6个月）进行长期观察。结果显示，未处理感染小鼠的视网膜变性持续进展，视网膜进一步变薄，病灶继续累积，且部分小鼠检测到病毒gB转录，提示可能有与年龄相关的病毒活动增加。然而，PLX处理组小鼠的视网膜厚度、病灶负担维持稳定，视网膜下小胶质细胞保持较低的活化状态，且未检测到病毒转录。这表明PLX处理带来的保护作用是持久的，重置后的小胶质细胞没有恢复到过度活化状态。
PLX治疗可重置大脑小胶质细胞表型并恢复神经元密度
研究还将观察扩展到大脑。在感染后6个月，未处理感染小鼠大脑运动皮层的Iba1+小胶质细胞表现出明显的活化形态（胞体紧凑、突起短粗），活化小胶质细胞数量和总数量均显著高于对照组，并且该区域尼氏染色显示的细胞密度显著降低。而PLX处理则完全逆转了这些变化：小胶质细胞恢复为分支较多的稳态形态，其数量和神经元密度均恢复到与对照组无差异的水平。这表明新生儿MCMV感染同样导致了大脑小胶质细胞的持续活化和皮质神经元密度的破坏，而这些同样可以通过短暂清除小胶质细胞来挽救。
研究结论与讨论
本研究系统地揭示了新生儿期MCMV感染如何通过诱导小胶质细胞功能状态的长期改变，从而驱动成年后视网膜和大脑的神经退行性变。其核心结论是：早期病毒感染会导致小胶质细胞进入一种持续的高度活化、促炎状态，这种状态在病毒被控制后依然长期存在，并使得小胶质细胞对后续的环境压力（如光损伤）产生异常反应，最终导致神经元损伤和丢失。而通过在病理显现前短暂清除这些“功能失调”的小胶质细胞，可以让新生的、具有稳态或修复表型的小胶质细胞重新占据组织，从而有效预防乃至部分逆转神经退行性病理。这一过程并不依赖于持续的病毒活动，因为即便在病毒潜伏存在的情况下，重置后的小胶质细胞也能长期维持保护功能。
这项研究的意义重大。首先，它将先天性病毒感染与迟发性神经退行性疾病的风险通过“小胶质细胞重编程”这一机制联系起来，为理解临床上部分患儿出现迟发神经症状的现象提供了实验依据。其次，研究结果表明，早期感染对小胶质细胞的影响可能是持久甚至“烙印式”的，这类似于先天免疫训练或印迹的概念，即发育早期的免疫刺激会长期改变髓系细胞的功能状态。再者，研究揭示了小胶质细胞在神经退行性变中“双刃剑”角色的一个具体案例：在感染背景下，它们从保护者转变为破坏者。最重要的是，研究证明通过药物（如PLX5622）短暂干预小胶质细胞，重置其功能状态，是一种可行的神经保护策略。这不仅为预防巨细胞病毒感染导致的神经后遗症提供了新思路，也为更广泛的、与神经炎症和感染相关的神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、年龄相关性黄斑变性等）的治疗研究开辟了潜在途径。尽管PLX5622作用广泛，可能影响其他CSF1R阳性细胞，但本研究清晰地表明，靶向髓系细胞群、重塑中枢神经免疫微环境，具有强大的治疗潜力。未来的研究需要进一步阐明病毒感染“训练”小胶质细胞的具体分子与表观遗传机制，并探索更具特异性的干预靶点。
