研究作者指出,这项研究的结果为电针疗法未来的应用提出了更多可能,但也表明如果操作不当,可能会产生严重的后果。

近日,由哈佛医神经科学家们带领的一个研究团队,成功利用针灸平息了系统性炎症(systemic inflammation)小鼠身体中的细胞因子风暴。这篇于 8 月 12 日在《神经元》(Neuron)上发表的研究显示,针灸可以在被细菌诱导的全身炎症动物身上启动不同的信号通路,以触发促炎或抗炎反应。

该团队还确定了针灸影响炎症反应的三个因素:实施治疗的部位、强度和时间。不同时间在身体不同部位施加不同强度的刺激,会对炎症标志物和小鼠存活情况造成极为不同的影响。

这一系列实验,标志着确定针灸背后的神经解剖学机制的关键一步,并为应对炎症性疾病的多种治疗方式给出了蓝图。

尽管如此,科学家们仍然发出了警告:在将他们的发现用于任何治疗过程之前,仍需要以动物和人类为模型,进一步证实该结论,并谨慎确定针灸刺激治疗的优参数。

揭示针灸机制的重要一步

在这项研究中,针灸刺激影响着动物如何应对细胞因子风暴,也就是大量作为促炎分子的细胞因子的快速释放。作为重症新冠肺炎的并发症之一,该现象已经获得了广泛关注;但是这种异常的免疫反应在任何感染的情况下都可能发生,并且长期以来被医生们视为败血症的标志之一,那是一种由感染引起的炎症反应,会损伤内脏,常常危及生命。有估计称,败血症每年在美国影响约 170 万人,这个数字在全世界大约是 3000 万。

源自传统中医的针灸,近年来逐渐融合至西方医学,尤其是针对慢性疼痛和胃肠疾病的治疗中。针灸主要是对被称为"穴位"的身体表面特定位点进行机械刺激。据称,这种刺激可以触发神经信号,并远程影响与特定穴位对应的内脏功能。但是,针灸过程和效果所基于的基本机制还没有完全明确。

这项新研究的项目负责人,哈佛*医布拉瓦尼克研究所(Blavatnik Institute)神经科学教授兼丹娜—法伯癌症研究所(Dana-Farber Cancer Institute)研究员马秋富表示:"为了在神经解剖学层面理解针灸,并将其采纳至治疗包括败血症在内的炎症性疾病的工具箱,科研人员们不懈努力。而这项研究的发现标志着我们迈出了重要的一步。"

神经递质与免疫反应的关联

作为一位致力于研究疼痛的基础机制的神经科学家,马秋富数年来都对针灸的生物学机制抱有极大的兴趣。此前,一篇于 2014 年发表的论文引起了他的注意,这篇论文称,利用针灸刺激迷走神经-肾上腺轴(vagal-adrenal axis),可以减轻小鼠全身炎症的症状。迷走神经-肾上腺轴是一条信号通路,由迷走神经传输信号至肾上腺,并刺激肾上腺释放多巴胺。不仅如此,一篇 2016 年发表的论文进一步激发了马秋富的好奇心,论文显示刺激迷走神经可以平息炎性分子的活动,并减轻类风湿关节炎的症状。

传统针灸技术使用极细的针尖插入身体各个部位皮肤下。在刚刚发表的这篇论文中,研究人员采用了电针技术(electroacupuncture),这是针灸的现代改进版,用极细的电极代替针,穿过皮肤插入结缔组织。这种方式可以更精确地控制刺激的强度。

先前研究揭示了神经递质在炎症调控中所承担的角色。基于此,该团队把注意力放在了两种分泌神经递质的细胞上,分别是肾上腺中的嗜铬细胞(chromaffin cell),和位于周围神经系统、通过大量神经纤维直接连接脾脏的去甲肾上腺素能神经元(noradrenergic neuron)。其中,嗜铬细胞是体内多巴胺的主要生产者,和压力相关激素肾上腺素、去甲肾上腺素的主要生产者;去甲肾上腺素能神经元也可以释放去甲肾上腺素。研究人员还表示,除了这些已被充分证明的功能外,多巴胺、肾上腺素和去甲肾上腺素在炎症反应中似乎也发挥了作用。对该现象的观察在先前研究中就已有记录,而目前的这项研究再次肯定了这一论断。

时机至关重要

研究团队想要确定神经细胞在炎症反应中的确切作用。为了达到这个目标,他们采用了一种新型遗传学方法杀死嗜铬细胞或去甲肾上腺素能神经元。借此,研究人员们可以比较正常小鼠与缺失这些细胞的小鼠的炎症反应,确定它们是否参与、如何参与对炎症反应的调控。两组动物之间存在明显的区别,提示了这些神经细胞作为炎症反应调控因子的关键作用。

在其中一组实验中,研究人员先使用内毒素使小鼠产生细胞因子风暴,随后对小鼠后腿的特定位点施加了低强度的电针(0.5 毫安)。电针刺激启动了迷走神经-肾上腺轴,使肾上腺中的嗜铬细胞释放了多巴胺。接受了这种疗法的动物们体内的三种主要的促炎细胞因子都呈较低水平,并且相较于对照组的小鼠有更高的生存率:60% 经过针灸治疗的动物成功存活,而未经该操作的动物只有 20% 活了下来。有趣的是,研究人员们还发现,迷走神经-肾上腺轴只能通过后肢电针进行刺激,而无法通过腹部的穴位刺激。这个发现说明了不同穴位对刺激不同抗炎通路的针对性。

在另一个实验中,研究团队将高强度电针(3 毫安)分别施加到了败血症小鼠的腹部穴位以及后肢穴位。该刺激启动了脾脏中的去甲肾上腺素能神经纤维。研究人员们观察发现,针灸治疗的时机对其效果极其重要,治疗的时机不同,对腹部穴位高强度刺激的治疗结果有天壤之别。

如果在动物体内发生细胞因子风暴之前短时间内施以针灸治疗,这些动物在随后的炎症反应程度会更低,并且有更好的预后。事实上,这种通过高强度刺激进行的预防措施可以将动物存活率从 20% 提升至 80%。与其相反的是,若动物在疾病开始后、细胞因子风暴顶峰时接受针灸治疗,它们会出现更加严重的炎症反应和病症。

这些发现表明,同样的刺激可能产生完全不同的结果,取决于不同的治疗位置、时机和强度。

马秋富表示:"这些观察更加说明了针灸疗法若是操作不当,可能产生极其严重的负面结果,我认为这可不是人们想要的。"

对于未来的研究方向,马秋富认为,这项研究的结果为电针疗法在各种治疗模式下的使用提供了可能性,例如为重症监护病房中的败血症病人进行辅助治疗,以及对特定位置的炎症反应(如消化道炎症)进行更有针对性的治疗。

马秋富还提到,该成果的另一项潜在应用就是帮助调控癌症免疫疗法所引发的炎症反应;这种疗法虽然可以拯救患者的生命,但有时也会因过度刺激免疫系统而引起细胞因子风暴。现在,针灸疗法已经作为癌症综合治疗的一部分,帮助患者应对化疗和其他治疗手段的副作用。