阿爾茨海默病幾乎在不知不覺中開始，通常在最初的幾個月或幾年里偽裝成老年常見的健忘。導致這種疾病的原因在很大程度上仍然是一個謎。但是，塔夫茨大學和牛津大學的研究人員使用一個模擬大腦的三維人體組織培養模型表明，通常引起水痘和帶狀皰疹的水痘帶狀皰疹病毒(VZV)可能會激活另一種常見病毒單純皰疹(HSV)，從而引發阿爾茨海默病的早期階段。通常情況下，HSV-1病毒——該病毒的主要變種之一——在大腦的神經元中處于休眠狀態，但當它被激活時，它會導致tau蛋白和淀粉樣蛋白的積累，以及神經元功能的喪失——這是阿爾茨海默病患者的標志性特征。生物醫學工程系的研究助理達納·凱恩斯(Dana Cairns)說:“我們的研究結果表明，一種由VZV感染引起的阿爾茨海默病有一種途徑，VZV感染會產生炎癥觸發器，喚醒大腦中的HSV。雖然我們證明了VZV和HSV-1激活之間的聯系，但大腦中的其他炎癥事件也可能喚醒HSV-1并導致阿爾茨海默病。”
潛伏的病毒
斯特恩家族工程教授、塔夫茨大學工程學院生物醫學工程系主任大衛·卡普蘭說:“我們已經消除了許多已經建立的證據，這些證據表明HSV與患者患阿爾茨海默病的風險增加有關。我們知道HSV-1和阿爾茨海默病之間存在相關性，一些人認為VZV也參與其中，但我們不知道的是，這些病毒引發疾病的一系列事件。我們認為，我們現在有這些事件的證據。”
根據世界衛生組織的數據，估計有37億50歲以下的人感染了HSV-1病毒，這種病毒會導致口腔皰疹。在大多數情況下，它是無癥狀的，潛伏在神經細胞內。當被激活時，它會引起神經和皮膚發炎，引起疼痛的開放性潰瘍和水泡。大多數攜帶者——根據疾病控制與預防中心的數據，每兩個美國人中就有一個——在病毒進入休眠狀態之前，會有非常輕微到沒有癥狀的癥狀。水痘帶狀皰疹病毒也非常常見，大約95%的人在20歲之前感染過。其中許多病例表現為水痘。VZV是皰疹病毒的一種，它也可以留在體內，在休眠之前找到進入神經細胞的途徑。在以后的生活中，VZV可以重新激活，導致帶狀皰疹，這種疾病的特征是在皮膚上形成水泡和結節，形成帶狀圖案，可能會非常痛苦，持續數周甚至數月。三分之一的人最終會在一生中患上帶狀皰疹。HSV-1和阿爾茨海默病之間的聯系只發生在HSV-1被重新激活導致潰瘍、水泡和其他疼痛的炎癥條件時。
沉睡中的病毒是如何蘇醒的 為了更好地理解這種病毒和阿爾茨海默病之間的因果關系，塔夫斯大學的研究人員在6毫米寬、由絲蛋白和膠原蛋白組成的小甜甜圈海綿中重新創造了類似大腦的環境。他們在海綿中植入了神經干細胞，這些干細胞生長并成為具有功能的神經元，能夠在網絡中相互傳遞信號，就像它們在大腦中所做的那樣。一些干細胞還會形成神經膠質細胞，這種細胞通常存在于大腦中，幫助神經元存活和發揮功能。
研究人員發現，生長在腦組織中的神經元可以被VZV感染，但僅這一點并不能導致標志性的阿爾茨海默氏癥蛋白tau和β -淀粉樣蛋白的形成——這是阿爾茨海默氏癥患者大腦中形成的纖維和斑塊纏結的組成部分——神經元繼續正常工作。然而，如果神經元中已經存在靜止的HSV-1，暴露于VZV會導致HSV的重新激活，tau蛋白和β -淀粉樣蛋白急劇增加，神經元信號開始變慢。
凱恩斯說:“這是兩種非常常見且通常無害的病毒的組合式攻擊，但實驗室研究表明，如果新的VZV接觸喚醒了休眠的HSV-1，它們可能會造成麻煩。其他感染和其他因果途徑仍然有可能導致阿爾茨海默病，而頭部創傷、肥胖或飲酒等風險因素表明，它們可能在大腦中HSV再次出現時相交。”研究人員觀察到，VZV感染的樣本開始產生更高水平的細胞因子——這種蛋白質通常參與觸發炎癥反應。卡普蘭指出，在許多臨床案例中，VZV已知會導致大腦炎癥，這可能會導致休眠HSV的激活和炎癥的增加。
HSV-1激活的重復周期會導致大腦中更多的炎癥，產生斑塊，以及神經元和認知損傷的積累。一種用于預防水痘和帶狀皰疹的vzv疫苗也被證明可以大大降低患癡呆癥的風險。這種疫苗有可能幫助阻止病毒再激活、炎癥和神經元損傷的循環。研究人員還指出，一些COVID - 19患者經歷了SARS-CoV-2病毒的長期神經系統影響，尤其是在老年人中，而且VZV和HSV-1都可以在感染COVID后重新激活。他們說，在這種情況下，密切關注可能的后續認知影響和神經退化是可取的。
Potential involvement of Varicella Zoster Virus in Alzheimer’s Disease via reactivation of quiescent Herpes Simplex Virus Type 1