研究作者指出,這項研究的結果為電針療法未來的應用提出了更多可能,但也表明如果操作不當,可能會產生嚴重的后果。

近日,由哈佛醫(yī)神經科學家們帶領的一個研究團隊,成功利用針灸平息了系統(tǒng)性炎癥(systemic inflammation)小鼠身體中的細胞因子風暴。這篇于 8 月 12 日在《神經元》(Neuron)上發(fā)表的研究顯示,針灸可以在被細菌誘導的全身炎癥動物身上啟動不同的信號通路,以觸發(fā)促炎或抗炎反應。

該團隊還確定了針灸影響炎癥反應的三個因素:實施治療的部位、強度和時間。不同時間在身體不同部位施加不同強度的刺激,會對炎癥標志物和小鼠存活情況造成極為不同的影響。

這一系列實驗,標志著確定針灸背后的神經解剖學機制的關鍵一步,并為應對炎癥性疾病的多種治療方式給出了藍圖。

盡管如此,科學家們仍然發(fā)出了警告:在將他們的發(fā)現(xiàn)用于任何治療過程之前,仍需要以動物和人類為模型,進一步證實該結論,并謹慎確定針灸刺激治療的優(yōu)參數(shù)。

揭示針灸機制的重要一步

在這項研究中,針灸刺激影響著動物如何應對細胞因子風暴,也就是大量作為促炎分子的細胞因子的快速釋放。作為重癥新冠肺炎的并發(fā)癥之一,該現(xiàn)象已經獲得了廣泛關注;但是這種異常的免疫反應在任何感染的情況下都可能發(fā)生,并且長期以來被醫(yī)生們視為敗血癥的標志之一,那是一種由感染引起的炎癥反應,會損傷內臟,常常危及生命。有估計稱,敗血癥每年在美國影響約 170 萬人,這個數(shù)字在全世界大約是 3000 萬。

源自傳統(tǒng)中醫(yī)的針灸,近年來逐漸融合至西方醫(yī)學,尤其是針對慢性疼痛和胃腸疾病的治療中。針灸主要是對被稱為"穴位"的身體表面特定位點進行機械刺激。據(jù)稱,這種刺激可以觸發(fā)神經信號,并遠程影響與特定穴位對應的內臟功能。但是,針灸過程和效果所基于的基本機制還沒有完全明確。

這項新研究的項目負責人,哈佛*醫(yī)布拉瓦尼克研究所(Blavatnik Institute)神經科學教授兼丹娜—法伯癌癥研究所(Dana-Farber Cancer Institute)研究員馬秋富表示:"為了在神經解剖學層面理解針灸,并將其采納至治療包括敗血癥在內的炎癥性疾病的工具箱,科研人員們不懈努力。而這項研究的發(fā)現(xiàn)標志著我們邁出了重要的一步。"

神經遞質與免疫反應的關聯(lián)

作為一位致力于研究疼痛的基礎機制的神經科學家,馬秋富數(shù)年來都對針灸的生物學機制抱有極大的興趣。此前,一篇于 2014 年發(fā)表的論文引起了他的注意,這篇論文稱,利用針灸刺激迷走神經-腎上腺軸(vagal-adrenal axis),可以減輕小鼠全身炎癥的癥狀。迷走神經-腎上腺軸是一條信號通路,由迷走神經傳輸信號至腎上腺,并刺激腎上腺釋放多巴胺。不僅如此,一篇 2016 年發(fā)表的論文進一步激發(fā)了馬秋富的好奇心,論文顯示刺激迷走神經可以平息炎性分子的活動,并減輕類風濕關節(jié)炎的癥狀。

傳統(tǒng)針灸技術使用極細的針尖插入身體各個部位皮膚下。在剛剛發(fā)表的這篇論文中,研究人員采用了電針技術(electroacupuncture),這是針灸的現(xiàn)代改進版,用極細的電極代替針,穿過皮膚插入結締組織。這種方式可以更精確地控制刺激的強度。

先前研究揭示了神經遞質在炎癥調控中所承擔的角色。基于此,該團隊把注意力放在了兩種分泌神經遞質的細胞上,分別是腎上腺中的嗜鉻細胞(chromaffin cell),和位于周圍神經系統(tǒng)、通過大量神經纖維直接連接脾臟的去甲腎上腺素能神經元(noradrenergic neuron)。其中,嗜鉻細胞是體內多巴胺的主要生產者,和壓力相關激素腎上腺素、去甲腎上腺素的主要生產者;去甲腎上腺素能神經元也可以釋放去甲腎上腺素。研究人員還表示,除了這些已被充分證明的功能外,多巴胺、腎上腺素和去甲腎上腺素在炎癥反應中似乎也發(fā)揮了作用。對該現(xiàn)象的觀察在先前研究中就已有記錄,而目前的這項研究再次肯定了這一論斷。

時機至關重要

研究團隊想要確定神經細胞在炎癥反應中的確切作用。為了達到這個目標,他們采用了一種新型遺傳學方法殺死嗜鉻細胞或去甲腎上腺素能神經元。借此,研究人員們可以比較正常小鼠與缺失這些細胞的小鼠的炎癥反應,確定它們是否參與、如何參與對炎癥反應的調控。兩組動物之間存在明顯的區(qū)別,提示了這些神經細胞作為炎癥反應調控因子的關鍵作用。

在其中一組實驗中,研究人員先使用內毒素使小鼠產生細胞因子風暴,隨后對小鼠后腿的特定位點施加了低強度的電針(0.5 毫安)。電針刺激啟動了迷走神經-腎上腺軸,使腎上腺中的嗜鉻細胞釋放了多巴胺。接受了這種療法的動物們體內的三種主要的促炎細胞因子都呈較低水平,并且相較于對照組的小鼠有更高的生存率:60% 經過針灸治療的動物成功存活,而未經該操作的動物只有 20% 活了下來。有趣的是,研究人員們還發(fā)現(xiàn),迷走神經-腎上腺軸只能通過后肢電針進行刺激,而無法通過腹部的穴位刺激。這個發(fā)現(xiàn)說明了不同穴位對刺激不同抗炎通路的針對性。

在另一個實驗中,研究團隊將高強度電針(3 毫安)分別施加到了敗血癥小鼠的腹部穴位以及后肢穴位。該刺激啟動了脾臟中的去甲腎上腺素能神經纖維。研究人員們觀察發(fā)現(xiàn),針灸治療的時機對其效果極其重要,治療的時機不同,對腹部穴位高強度刺激的治療結果有天壤之別。

如果在動物體內發(fā)生細胞因子風暴之前短時間內施以針灸治療,這些動物在隨后的炎癥反應程度會更低,并且有更好的預后。事實上,這種通過高強度刺激進行的預防措施可以將動物存活率從 20% 提升至 80%。與其相反的是,若動物在疾病開始后、細胞因子風暴頂峰時接受針灸治療,它們會出現(xiàn)更加嚴重的炎癥反應和病癥。

這些發(fā)現(xiàn)表明,同樣的刺激可能產生完全不同的結果,取決于不同的治療位置、時機和強度。

馬秋富表示:"這些觀察更加說明了針灸療法若是操作不當,可能產生極其嚴重的負面結果,我認為這可不是人們想要的。"

對于未來的研究方向,馬秋富認為,這項研究的結果為電針療法在各種治療模式下的使用提供了可能性,例如為重癥監(jiān)護病房中的敗血癥病人進行輔助治療,以及對特定位置的炎癥反應(如消化道炎癥)進行更有針對性的治療。

馬秋富還提到,該成果的另一項潛在應用就是幫助調控癌癥免疫療法所引發(fā)的炎癥反應;這種療法雖然可以拯救患者的生命,但有時也會因過度刺激免疫系統(tǒng)而引起細胞因子風暴。現(xiàn)在,針灸療法已經作為癌癥綜合治療的一部分,幫助患者應對化療和其他治療手段的副作用。