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电击迷走神经治疗免疫相关疾病?这并非天方夜谭

自然系列  · 公众号  · 科研  · 2017-06-27 07:08

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今年70岁,是一位居住在荷兰阿姆斯特丹市的健身教练,她使用这种疗法的目的却是控制类风湿性关节炎的病情。类风湿性关节炎是一种自体免疫性疾病,会导致关节周围的软骨和其他组织的病变。Katrin五年前参与的临床试验是该疗法的第一次人体试验,是二十多年来有关神经与免疫系统关联的研究成果的结晶。


Kevin Tracey是美国费恩斯坦医学研究所 (Feinstein Institute for Medical Research) 的一位神经外科医师,他认为迷走神经是神经系统和免疫系统连接中的重要一环,并表示电刺激法可能是一种较好的自体免疫疾病 (红斑狼疮、克罗恩病等) 疗法。


数家制药公司都在投资“电疗” (能够调节神经的设备) 的研发,以治疗心血管和代谢性疾病。但Tracey的目标是用这类设备来控制炎症。倘若实现,这将是一个跨越式的重大突破。


Dianne Lorton称他为“带动许多人加入这一领域”的先锋人物,Lorton是美国肯特州立大学的神经科学家,过去三十年来,她一直在研究穿透淋巴结和脾脏等免疫器官的神经。但她和其他一些观望者提醒,人们还没有充分理解电疗抗炎作用背后的神经回路。


Tracey接受这个批评意见,但仍然认为电刺激疗法大有前景。“我们在有生之年就会见到这类设备取代一些药物”,他说。他坚持认为电击迷走神经或其他外周神经能够治疗诸多疾病,从糖尿病到高血压乃至出血。“这是一个新领域的开端。”

刺激的价值

Tracey最初走上神经免疫学道路纯属偶然。1998年,他正在研究一种编号为CNI-1493的试验性药物,它能通过降低一种名叫TNF-α (tumour-necrosis factor-α,肿瘤坏死因子α) 的强效免疫蛋白的浓度来抑制动物的炎症。研究者通常会将CNI-1493注入血液系统,但有一天,Tracey突然决定将它注射进实验大鼠的脑中。他本想观察这种药物是否能在中风时降低脑中的TNF-α浓度,但实验结果却出乎他的意料。


脑中的CNI-1493降低了动物全身的TNF-α产量。其它实验表明,这一作用比直接向血液注射强大约10万倍。于是,Tracey推测这种药物在神经信号上起了作用。


他的后续实验支持了这一想法。向大鼠脑中注射CNI-1493几分钟后,Tracey便观察到一大波神经活动沿着实验大鼠的迷走神经向下传导。这条神经系统“高速公路”调控着一些无意识的生理功能,包括心率、呼吸和将食物推过消化道的肌肉收缩。Tracey推断,它或许也能控制炎症。当他切断这条神经后,药物的显著效果也随之消失了,这使他更加确信自己的推断。“这是一个颠覆性的发现”,Tracey说。它意味着如果能够直接刺激迷走神经,药物就不是必须的了。


于是,Tracey进行了一个关键实验:他向大鼠注射了致死剂量的内毒素,一种在动物中造成炎症和器官衰竭,最终导致死亡的细菌细胞壁成分。这种毒素的效果大致与人类的败血性休克一致。然后,Tracey用电极刺激了实验动物的迷走神经。接受电刺激的大鼠血液中的TNF-α含量只有未受电刺激大鼠的四分之一,而且没有发生休克。


Tracey立刻意识到了刺激迷走神经的医用价值:它能阻断TNF-α和其它引发炎症的分子含量骤升。当时,已有一些公司在销售用于治疗癫痫的植入性电刺激器,但要将这项技术拓展到治疗发炎反应,Tracey首先需要搞清楚它的作用原理和可能的副作用。








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