作者:李晨阳 来源: 中国科学报 发布时间:2021-10-21
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生物电子医学的又一次探索——
“针灸”论文登上《自然》

 

■本报记者 李晨阳

近日,美国哈佛大学教授马秋富团队与复旦大学教授王彦青、中国中医科学院针灸研究所教授景向红团队合作,在《自然》发表最新研究成果,实现针灸研究的重大突破。

在这项研究中,科学家采用电针灸(electroacupuncture)方法,刺激患有炎症因子风暴的小鼠的“足三里”穴位,有效缓解了炎症反应。论文上线后,很快引起了广泛关注和讨论。日前,论文通讯作者马秋富接受《中国科学报》独家专访,回应了这些热议问题。

《中国科学报》:这项研究的背景是什么?为什么会选择做这样一个课题?

马秋富:这并不是一个突发奇想的课题。

事实上,从上世纪70年代开始,日本、德国、中国等国科学家陆续发现,在动物身体的不同区域进行刺激,可以特异性地诱导自主神经反射,以实现对机体功能的调节。

比如,针刺刺激“足三里”穴位能促进胃肠运动(迷走神经介导为主),而针刺刺激腹部“天枢”穴位能抑制胃肠运动(交感神经介导为主)。

也是因为有这些历史文献,我们首先选择了足三里和天枢这两个穴位进行穴位相对专一性的研究。2020年我们在《神经元》杂志上发表了一篇论文,证实用电针刺激这两个穴位,能缓解小鼠的炎症因子风暴,使死亡率降低约2/3。但是不同刺激方法所带来的效果非常不同。

对足三里,只需要用0.5mA的低强度刺激就能激活从迷走神经到肾上腺的抗炎通路,起到治疗效果,而且无论是患病前预先刺激还是患病后再刺激,都有正面效果。

但对于天枢穴,低强度刺激无法激活以上抗炎通路,必须使用1~3mA的高强度刺激才能激活其他抗炎通路。更令人吃惊的是,只有在发病前预先刺激才能缓解病症,如果在炎症出现后再刺激这个穴位,则会加速小鼠的死亡。

我们最近的这篇发表于《自然》的论文是建立在2020年这篇文章基础上的,主要揭示了低强度刺激小鼠足三里穴位缓解炎症的内在机理。

《中国科学报》:这篇论文最主要的结论是什么?

马秋富:我们发现,一类在发育过程中曾表达过Prokr2基因的DRG感觉神经元,在足三里调控抗炎通路中的作用不可或缺。而天枢穴激活交感神经抗炎通路的过程,则与这个神经元没有关系。

根据这类神经元在身体上的分布,可以预测在不同身体部位进行电针刺激的抗炎效果,从而为“穴位”(身体部位相对专一性)的存在提供了现代神经解剖学的依据。

《中国科学报》:论文中的电针刺激,跟中国老百姓非常熟悉的针灸到底是什么关系?这是在用现代科学的方法解析中医现象吗?

马秋富:很有趣的是,我们这项研究出来后,国际同行撰写的评论认为这是生物电子医学的又一次探索,而有中国文化背景的人则会很快联想到中医和针灸。

生物电子医学(bioelectronic medicine)是一门新兴学科,包括用电刺激激活外周神经系统,通过特定神经通路的介导来远程调节生理功能。美国在5年前启动了专项来支持这类研究,希望在一些人类长期束手无策的慢性病治疗上取得进展。

而传统医学里的针灸,或者说其中的“针法”,是指用针刺的方式去刺激身体的一些特殊位点——穴位,来调节身体机能。针灸的核心问题在于穴位有没有相对专一性,是否存在某些穴位通过经络对应某些身体器官和症状的现象;重要特征则是远程调控,例如足三里穴位于小腿外侧,但根据传统中医理论,刺激这个穴位可以调控胃肠等器官的病症。

由此可以看到,生物电子医学和传统针灸在一些理念上比较吻合,但背后的理论基础则有很大的差别。

在科学界内部,关于针灸到底有没有科学依据、经络和穴位的存在究竟有没有解剖学证据,争议仍然很大。我们的研究并没有涉及经络系统,但是为穴位的相对专一性做出了一些神经解剖学的解释。

至于电针刺激和传统针灸,都只是刺激的一种方法,只是从科学研究的角度来讲,电针刺激的强度更容易量化,更容易控制激活特定的神经通路。

《中国科学报》:研究人员是如何在小鼠身上准确找到足三里和天枢穴的?人类与小鼠或其他哺乳动物的穴位是能一一对应的吗?

马秋富:天枢穴比较好找,因为描述很清楚:“位于腹部,横平脐中,前正中线旁开2寸”,在小鼠身上按照比例去找即可。足三里则是根据之前文献研究提供的方法找的。

为了确认到底找得准不准,后续我们做了一些解剖研究,如同先前报道的,发现针尖的位置跟腓深神经和腓浅神经确实都很接近。

至于人和其他哺乳动物穴位的对应问题,我是这么认为的:虽然不同物种的身体形态看起来差异很大,但是神经系统的解剖结构还是比较相似的。

《中国科学报》:《自然》为这篇论文同期配发的一篇评论指出,这些研究具有相当大的临床意义。对此你怎么看?

马秋富:我们在实验中看到,对患有炎症因子风暴的小鼠,电针刺激会产生非常明显的效果,而且这种效果受到刺激位置、强度和疾病时间点的显著影响。

我们的每一组实验都设置了20~30对小鼠的对照,发现有些刺激方式能让小鼠的存活率从百分之二三十提高到接近百分之七十,而有些刺激方式则能显著地加剧小鼠的炎症因子风暴,并且加速死亡。

我们知道,很多新冠肺炎患者都是死于炎症因子风暴。而试图调控单个炎症因子的很多医学尝试都以失败告终。电针刺激的一个优势在于,它不是调控某个炎症因子,而是调控整个抗炎通路。这个效果还是挺让人惊奇的,比如15分钟电针刺激就可以让大多数小鼠免于死亡。

因此,我相信这个研究领域的临床潜力还是很大的,非常值得进一步探索。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-021-04001-4

https://doi.org/10.1038/d41586-021-02714-0

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2020.07.015

《中国科学报》 (2021-10-21 第1版 要闻)
 
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