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愛滋病能夠痊癒嗎?全球第二例被功能性治癒的 HIV感染者

活躍星系核_96
・2019/03/26 ・4391字 ・閱讀時間約 9 分鐘 ・SR值 609 ・十年級

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  • 本文轉載自《领研网》。撰文/ 戚译引 魏潇

編按:英國科學家於本月五日宣布 HIV 感染者「倫敦病人」在接受造血幹細胞移植後,血液中 HIV 病毒感染跡象完全消失,為全球第二例功能性治癒愛滋病患者。而後在六日,荷蘭科學家也在西雅圖愛滋病毒會議(CROI)宣布第三位在停藥後3個月也未在體內發現 HIV病毒的「杜塞道夫病人」( Düsseldorf patient)。他們是接受了怎樣的治療?愛滋病能夠痊癒已經是現在進行式了嗎?

日前(3/5),英國科學家宣佈一位 HIV 感染者在接受造血幹細胞移植後,血液中 HIV 病毒感染跡象完全消失,目前已經停藥 18 個月。《相關研究以letter形式於3月6日線上發表於Nature。

這位患者被稱為「倫敦病人」,是科學家對「柏林病人」案例的首次成功複製。兩名患者都通過骨髓造血幹細胞移植獲得了攜帶 CCR5 突變基因的免疫細胞,這種方式是否能讓治癒 HIV 成為可能?或者說,CCR5 會成為人類戰勝 HIV 的突破口嗎?

人類完全戰勝愛滋病的突破口終於要出現了嗎?圖/pixabay

2007 年,在西雅圖舉辦的逆轉錄病毒機會性感染會議(Conference on Retroviruses and Opportunistic Infections)上,一位德國科學家報告了首例 HIV 感染者被功能性治癒的病例,這就是後來廣為人知的柏林病人」

時隔 12 年,在同樣的會議上,學界終於要迎來第二個同樣的病例——「倫敦病人」,他已經停用抗逆轉錄病毒藥物超過 18 個月,沒再出現 HIV 病毒感染跡象

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據相關媒體報導和論文報告,這名病人於 2003 年感染 HIV-1 病毒,2012 年確診血液癌症(霍奇金淋巴瘤);到 2016 年,患者病情已經十分嚴重,醫療團隊決定讓他接受造血幹細胞移植。手術後,患者只出現了輕微的排異反應,16 個月後抗逆轉錄病毒治療中斷。又過了 18 個月,患者血液中檢測不到任何 HIV-1 病毒的遺傳物質,研究人員將其稱為「功能性治癒」或「持續緩解」——這樣的案例太少,目前誰也不知道該如何定義「治癒」。

這項研究由來自英國、西班牙、荷蘭和新加坡的科學家合作完成,相關論文將於北京時間 3月6日淩晨在 Nature 網站上線。第一作者拉文德拉‧古普塔(Ravindra Gupta)目前就職於劍橋大學(Cambridge University),相關研究在倫敦大學學院(University College London)完成。還有一名病人已經停藥 4 個月,研究人員正在對其進行密切觀察。

CCR5 突變:攻破 HIV 的「銀色子彈」?

和「柏林病人」一樣,「倫敦病人」症狀緩解的關鍵在於一個重要的基因,CCR5為了治療血液疾病,他們接受了骨髓造血幹細胞移植治療,進而擁有了一種罕見的基因突變,獲得了抵抗 HIV 病毒感染的能力。

HIV-1作用於CD4+輔助性T細胞。圖/wikimedia

早在 1996 年就有研究者發現,CCR5 基因編碼的蛋白是 HIV 病毒入侵人體的「順風車」。CCR5 蛋白位於 CD4+ 輔助性 T 細胞的表面,像一個「小抓子」, HIV 病毒會利用它入侵輔助性 T 細胞,進而破壞整個免疫系統。更重要的是,研究人員發現一小部分人的兩個 CCR5 基因拷貝都產生了 CCR5 Δ32  突變,也就是說缺失了 32 個核苷酸,這讓他們表達的 CCR5 蛋白比正常情況下要短,不能到達 T 細胞表面,因此他們的 T 細胞對 HIV 感染有高度抵抗力。大約 1% 的高加索人遺傳了這樣的一對基因,但是在亞洲人、非洲人、美洲土著人中,這種基因非常罕見。

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這次移植到「倫敦病人」體內的造血幹細胞就攜帶兩個 CCR5 Δ32  突變拷貝,保護輔助性 T 細胞免於 HIV 病毒感染。對於整個免疫系統來說,CD4+ 輔助性 T 細胞一旦能夠正常行使生理功能,就可以募集足夠的殺手 T 細胞,清除 HIV 病毒。

從上世紀九十年代起,多個研究組就將注意力放在了保護輔助性 T 細胞等免疫細胞不被 HIV 侵染的環節上,但直到二十一世紀臨床試驗的結果仍不理想。這時,「柏林病人」出現了。

史上第一例因骨髓移植「治癒」HIV的柏林病人

居住在德國柏林的 Timothy Ray Brown 1995 年被確診為 HIV 感染者,隨後一直服用抗逆轉錄病毒藥物控制病情,效果還算不錯。但是,2006 年他又患上了一種與 HIV 感染不相干的疾病——急性骨髓性白血病(acute myeloid leukemia)。Timothy 接受了化療,但白血病再次復發,為了活下去,他只能選擇利用他人的骨髓幹細胞在自己體內重建一個免疫系統

骨髓移植中,捐獻者和接受者的人類白細胞抗原(human leukocyte antigen, HLA)配型一致非常重要,是保證患者不會出現免疫排斥反應的基礎。但是負責醫生傑羅·胡特(Gero Hutter)並不滿足於為 Timothy 找到一份僅僅是 HLA 匹配的骨髓幹細胞——他希望捐獻者同時還攜帶一對 CCR5 Δ32 突變的基因, Timothy 利用這次「換血」的機會,獲得一個可以持續抵擋 HIV 入侵的全新免疫系統。

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HLA在6號染色體上的位置。圖/wikimedia

這是個極為複雜的搜索過程,因為 HLA 變化多端,人與人之間通常不一樣,而且 HLA 基因與 CCR5 基因位於不同的染色體。但令人驚訝的是,胡特成功找到了一個完全符合條件的捐贈者。

兩次骨髓移植後,Timothy 的白血病被治好了,同時,他在手術結束後再也沒有服用抗逆轉錄病毒藥物。 2007 年手術結束到現在,醫生在他的血液、肝臟、腸道、大腦、淋巴組織及血漿中都沒有檢測到 HIV 病毒。Timothy 自此成為世界首個感染 HIV 後被「治癒」的患者,為了保護他的隱私,學界給了他一個「柏林病人」的代號,Timothy 在 2010 年主動公開了自己的名字,希望能鼓勵 HIV 感染者。

Timothy 的 HLA 配型較為常見,這可能稍微降低了一些難度。但是擁有如此精確匹配條件的捐獻者十分罕見,而且即便移植成功治好血液癌症,HIV 病毒卻不一定能得到控制。在這次的「倫敦病人」出現之前,沒人能重複傑羅·胡特的成功。

還不能確定被「徹底根治」

正從培養的淋巴細胞出芽釋放的HIV-1的掃描電子顯微照片(綠色)。細胞表面的多圓顛簸代表病毒聚集的地點和病毒粒子的出芽釋放。圖/wikimedia

目前,沒人知道「柏林病人」是不是被「徹底根治」sterilizing cured)了,因為 HIV 可以把自己的基因插入各種細胞的染色體中,但我們無法檢測,先前也有過病毒從血液中消失後又捲土重來的病例。至於這位「倫敦病人」,目前醫生只能確定他血液中的 HIV 病毒消失了,但其餘組織的情況 2 年後才能確定。

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對於大多數 HIV 感染者來說,只要服用抗 HIV 藥物,就可以維持一種與普通人接近的生活(藥物的副作用和壽命的縮短仍然是無法回避的問題)。像柏林病人和倫敦病人那樣接受骨髓移植,並終身服用抗免疫排斥藥物,仍然是個風險極高的選擇。

成功案例能否再複製?

那麼,相同的治療方法是否有希望應用於中國的 HIV 感染者?

首先,CCR5 突變不能阻止所有 HIV 病毒。雖然 CCR5 蛋白是 HIV 入侵細胞的鑰匙,但它並不是唯一的那一把。HIV 存在的不同種類的病毒株,各有各的偏好

  • 嗜巨噬細胞的 HIV 病毒株會和巨噬細胞上的 CCR5 結合( R5 嗜性);
  • 嗜 T 細胞的 HIV 病毒株會和 T 細胞上的 CXCR4 結合( X4 嗜性);
  • 還有少數病毒株能和兩種共受體結合(雙嗜性)。

這次的「倫敦病人」感染的病毒全為 R5 嗜性,這很可能是移植了 CCR5 Δ32 突變的造血幹細胞後,病人血液中 HIV 病毒被完全清除的重要原因之一。但是,HIV 的表面蛋白 gp120 突變率很高,當 CCR5 這條路走不通時,它能很快採用備選方案:和 CXCR4 結合——我們不能輕易忽視這種可能。

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CCR5。圖/wikimedia

另外,在中國流行率最高的 HIV 病毒株為 HIV-1 CRF01_AE,其中呈 X4 嗜性的比例顯著高於其他亞型:一項廣西佇列研究(cohort study,另可譯為世代研究、分群研究)顯示,約 61% 的HIV帶原者攜帶 HIV-1 CRF01_AE,而另一項上海佇列研究發現這種病毒株中有 32.4-40.9% 能通過和 CXCR4 結合進入細胞。也就是說,針對 CCR5 的預防或治療手段可能對中國的很大一部分 HIV 病毒無效。

其次,CCR5 的缺失可能帶來未知風險。CCR5 雖然為 HIV 病毒大開方便之門,但它並非一無是處。事實上,CCR5 在巨噬細胞和 T 細胞的交互作用中扮演重要角色,CCR5 缺失很可能造成機體免疫應答紊亂,對某些感染抵抗力更差,並影響腫瘤的發生和治療。已有多篇研究報導,CCR5 Δ32 突變個體面對多種感染性疾病時的預後較差,例如感染流感病毒的死亡率是對照組的 4 倍。還有研究顯示,CCR5 表達缺失會導致癌症免疫療法效果較對照組差。

還有觀點認為 CCR5 與認知功能有關。近期發表在 Cell 上的一篇文章發現,CCR5 缺失和CCR5 Δ32 突變小鼠在腦損傷後,恢復學習能力及認知記憶的能力較佳。但需要注意的是,此類研究還不能說明 CCR5 缺失或突變能夠改善認知功能

總而言之,從目前的兩個病例看來,CCR5 或許可以成為一個重要的突破口,為部分 HIV 感染者帶來新的希望,但是那些感染其他毒株的患者還迫切需要新的治療手段。而對於健康人而言,CCR5 在免疫系統乃至整個機體中發揮著重要的作用,對它的缺失可能帶來的風險和收益,我們還無法得出明確的答案

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  • 迦陵頻伽(巴黎第五大學免疫學博士)對此文亦有貢獻。

參考文獻

  1. Gupta, R. K., Abdul-jawad, S., McCoy, L. E., Mok, H. P., Peppa, D., Salgado, M., … & Grant, P. (2019). HIV-1 remission following CCR5Δ32/Δ32 haematopoietic stem-cell transplantation. Nature, 1.
  2. HIV Circulating Recombinant Forms (CRFs)
  3. AlkhatibG, The biology of CCR5 and CXCR4. (2010) CurrOpin HIV AIDS.
  4. Lieberman-BlumSS, Fung HB, Bandres JC, Maraviroc: a CCR5-receptor antagonist for thetreatment of HIV-1 infection. (2008) ClinicalTherapeutics.
  5. AndersonJ, Akkina R, Complete knockdown of CCR5 by lentiviral vector-expressed siRNAsand protection of transgenic macrophages against HIV-1 infection. (2007) Gene Therapy
  6. Li J, et al., HIV-1 Transmissions AmongRecently Infected Individuals in Southwest China are Predominantly Derived fromCirculating Local Strains. (2018) ScientificReports
  7. Li X, et al., Evidence That HIV-1 CRF01_AE Is Associated with Low CD4+T Cell Count andCXCR4 Co-Receptor Usage in Recently Infected Young Men Who Have Sex with Men(MSM) in Shanghai, China. (2014) PLOS One
  8. Klein RS, A Moving Target: The Multiple Roles of CCR5 in Infectious Diseases. (2008) J. Infect. Dis.
  9. Glass WG et al., CCR5 deficiency increases risk ofsymptomatic West Nile virus infection. (2006) J. Exp. Med.
  10. Ahlenstiel G et al., Effects of the CCR5-Delta32mutation on hepatitis C virus-specific immune responses in patients withhaemophilia. (2009) Immunol. Invest.
  11. González-Martín A et al., CCR5 in cancer immunotherapy. (2012) Oncoimmunology
  12. Vangelista L and Vento S, The Expanding Therapeutic Perspective of CCR5 Blockade. (2017) Front.Immunol.
  13. Joy MT et al., CCR5 Is a Therapeutic Target forRecovery after Stroke and Traumatic Brain Injury. (2019) Cell
  14. Has a second person with HIV been cured?
  15. 關閉HIV入侵之門,《環球科學》2012年第4期
  16. Tests on London patient offer hope of HIV ‘cure’
  17. H.I.V. Is Reported Cured in a Second Patient, a Milestone in the Global AIDS Epidemic
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活躍星系核_96
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活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

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從「衛生紙」開始的環保行動:一起愛地球,從 i 開始
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/12/03 ・1592字 ・閱讀時間約 3 分鐘

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你是否也曾在抽衛生紙的瞬間,心頭閃過「這會不會讓更多森林消失」的擔憂?當最後一張衛生紙用完,內心的愧疚感也油然而生……但先別急著責怪自己,事實上,使用木製品和紙張也能很永續!只要我們選對來源、支持永續木材,你的每一個購物決策,都能將對地球的影響降到最低。

二氧化碳是「植物的食物」:碳的循環旅程

樹木的主食是水與二氧化碳,它們從空氣中吸收二氧化碳,並利用這些碳元素形成枝葉與樹幹。最終這些樹木會被砍伐,切成木材或搗成紙漿,用於各種紙張與木製品的製造。

木製品在到達其使用年限後,無論是被燃燒還是自然分解,都會重新釋放出二氧化碳。不過在碳循環中,這些釋出的二氧化碳,來自於原本被樹木「吸收」的那些二氧化碳,因此並不會增加大氣中的碳總量。

只要我們持續種植新樹,碳循環就能不斷延續,二氧化碳在不同型態間流轉,而不會大量增加溫室氣體在大氣中的總量。因為具備循環再生的特性,讓木材成為相對環保的資源。

但,為了木製品而砍伐森林,真的沒問題嗎?當然會有問題!

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從吸碳到固碳的循環

砍對樹,很重要

實際上,有不少木材來自於樹木豐富的熱帶雨林。然而,熱帶雨林是無數動植物的棲息地,它們承載著地球豐富的生物多樣性。當這些森林被非法砍伐,不僅生態系統遭到破壞,還有一個嚴重的問題–黃碳,也就是那些大量儲存在落葉與土壤有機質中的碳,會因為上方森林的消失重新將碳釋放進大氣之中。這些原本是森林的土地,將從固碳變成排碳大戶。

不論是黃碳問題,還是要確保雨林珍貴的生物多樣性不被影響,經營得當的人工永續林,能將對環境的影響降到最低,是紙漿和木材的理想來源。永續林的經營者通常需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。木材反覆在同一片土地上生成,因此不用再砍伐更多的原始林。在這樣的循環經營下,我們才能不必冒著破壞原始林的風險,繼續享用木製品。

人工永續林的經營者需要注重環境保護與生態管理,確保砍下每顆樹木後,都有新的樹木接續成長。

如何確保你手中的紙張來自永續林?

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神經痛、視力異常,症狀千變萬化——認識多發性硬化症
careonline_96
・2023/06/13 ・2250字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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「可能睡一覺醒來,就突然變得視力模糊、肢體無力、手腳發麻,讓人沒辦法正常上班、上課,生活大受影響。你可以想像,多發性硬化症會對患者造成多麼大的心理壓力!」林口長庚紀念醫院神經內科張國軒醫師指出,「幸好現在已有多種藥物可以使用,能夠減少復發的機會,將病情控制得很穩定。只要和醫師好好配合,便能維持良好的生活品質!」

多發性硬化症(Multiple Sclerosis,簡稱 MS)是種自體免疫疾病,因為患者的免疫系統失調,導致中樞神經系統,包括腦部、脊髓多處出現發炎反應,而造成神經系統受損。張國軒醫師指出,多發性硬化症好發在年輕族群,平均發病年齡約 29 歲。女性和男性的比例大概是 2 至 3 比 1 左右。這個族群具有相當高的生產力,對社會非常重要。

目前並沒有特定基因突變被認為會造成多發性硬化症,張國軒醫師說,雖然在父母罹患多發性硬化症時,小孩得到多發性硬化症的風險會稍微增加,不過仍然屬於罕見疾病,所以具有多發性硬化症家族史的民眾,其實不用過度擔心遺傳的問題。

多發性硬化症的症狀詭譎多變

多發性硬化症的症狀與遭到攻擊的部位有關,每一次發作時遭到攻擊的部位不同,產生的症狀也不同。張國軒醫師說,常見症狀包括眩暈、四肢無力、手腳發麻、感覺喪失、失去平衡、複視、視力異常、口齒不清、三叉神經痛等,症狀千變萬化。

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臨床上可依照病程,將多發性硬化症分成幾種類型,包括復發緩解型 RRMS、續發進展型 SPMS、原發進展型 PPMS。張國軒醫師說,七成至八成多發性硬化症患者屬於「復發緩解型 RRMS」,在急性發作後,症狀可能緩解,但會經歷一次又一次的復發,每次復發後會留存一些後遺症,然後維持病況穩定直到下一次復發。

部分復發緩解型 RRMS 患者在持續一段時間後,可能出現漸進式失能障礙的惡化,這類稱為「續發進展型 SPMS」。張國軒醫師說,在復發緩解型發作經過十年之後,大概有四分之一的患者會演變成續發進展型。

另外有極少數病人,在疾病發作後就持續惡化,稱做「原發進展型 PPMS」。

積極治療多發性硬化症,維持生活品質

多發性硬化症的治療可以分成兩方面,急性發作的治療與改變病程的治療。

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前者是在急性發作的時候,使用大量類固醇,或其他比較強效的免疫療法,例如血漿置換術,快速控制腦部或脊髓裡發炎的狀況,讓病人能夠快速恢復,且盡量減少神經的破壞,以避免神經學後遺症持續累積。

改變病程的治療是在兩次發作之間,使用一些特別的藥物,調節病人的免疫系統以避免復發,希望能夠減少發作的次數。張國軒醫師說,因為每次發作都會對腦部、脊隨造成傷害,隨著受傷的區域越來越大,留下來的後遺症就會越來越多,而漸漸導致殘疾、失能。若能減少發作次數,可以有效延緩病程惡化,讓病人能夠維持較好的生活品質。

目前已有多種藥物可用於改變病程的治療,包括干擾素、標靶藥物、免疫調節劑等,每種藥物都有不同的機轉,療效也不一樣。張國軒醫師說,臨床上會根據疾病的狀況與健保署的規定,在跟患者討論之後,向健保署申請不同的藥物。

然而過往在治療兒童或青少年多發性症患者時,因缺乏完善臨藥物試驗,使該群患者能夠使用的藥物種類較少,現已有方便性高的口服藥物可供 13~18 歲之兒童或青少年使用。只要和醫師密切配合,按時回診,積極接受治療,便能減少復發頻率、延緩病程惡化。

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「蠻多病人在使用藥物後,幾乎沒有任何臨床復發,讓疾病能夠穩定下來。」張國軒醫師說,「降低年復發率,是治療多發性硬化症非常重要的指標。」

由於每次復發都很突然,可能睡一覺醒來,視力就出問題、手腳便沒有力氣,而影響工作、學業、生活,讓患者非常擔憂,而承受極大的壓力。張國軒醫師說,現在已經有很好的藥物,大多數病人都可以控制得很好,能夠保持生活品質、工作能力。我們的患者中有醫師、護理師、工程師、律師,已經穩定控制十幾年,狀況相當穩定。

貼心小提醒

日常生活中,患者要維持適量運動,對肌力、心肺功能、精神狀況都有幫助。張國軒醫師叮嚀,運動不可太激烈,要避免體溫升高,也要避免跌倒受傷。

飲食要攝取均衡營養,少吃高脂、高糖的食物,且不要任意進補。泡溫泉、泡熱水澡可能導致疾病復發、惡化,請盡量避免。

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積極接受治療,減少復發機率,便能避免神經系統受損,有效延緩惡化,維持良好的生活品質!

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科學實證「心情不佳真的會造成消化、皮膚發炎、心血管健康問題」,但為什麼?
PanSci_96
・2023/05/28 ・3177字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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你一定聽過安慰劑效應,但到底為什麼會有呢?這個謎團難倒了好幾個世代的科學家,超過百年依舊未解,直到最近,終於揭開了一部分謎底。

生醫圈非常振奮,認為一旦破解祕密,就能知道壓力為什麼會讓人生病!更棒的是,還有機會打造出嶄新療法,治療困擾無數人的疾病和癌症!?難道可以靠「轉念」來治病嗎?

安慰劑效應,指的是患者即使吃到或注射的不是真正的藥,對於外來病原體或體內病變的抵抗力竟然也會變好,讓身體好轉。有很長一段時間,科學家對這個現象背後的原理一無所知。

有兩個問題和解開安慰劑效應之謎有直接關係,乍聽之下都是非常不起眼的問題,可是只要多想兩三秒鐘,就會發現居然回答不出來。

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小感冒、腸躁症、安慰劑,藏著同一個答案

你一定有過這樣的經驗:感冒以後沒食慾、提不起勁、只想攤平在沙發上,為什麼會這樣?不就是因為病原體攻進身體裡才造成我們「覺得」不舒服嗎?但是再仔細想想,細菌或病毒根本沒有直接攻擊到腦部,那為什麼會冒出這些討厭的感覺?

再來,不少人一緊張就容易拉肚子,或是肚子痛、脹氣,也有人相反,一緊張就便祕,這些都是大腸激躁症(irritable bowel syndrome),簡稱腸躁症的常見症狀。但是,為什麼發生在大腦裡面的情緒會直接刺激遠在腹腔裡的腸子呢?

針對第一個問題,2022 年 6 月《Nature》一項研究發現,只要刺激腦部下視丘的特定區域,即使體內沒有病菌,小鼠也會發燒和食慾不振。換句話說,感染會引發免疫細胞攻擊病原體,導致體內發炎,腦部不必碰觸到病原體,只要透過血液等途徑感知到發炎的刺激,就會出現不舒服症狀。

感冒時沒食慾、提不起勁、只想攤平在沙發上。圖/Envato Elements

至於第二個,發表在 2021 年 11 月《Cell》期刊的研究指出,小鼠如果腸道曾經發炎,刺激腦島皮質(insular cortex)就可以使發炎狀態重現;也就是說,大腦會保有免疫系統活動的記憶,以後只要活化同一群神經細胞,就能在腸道重啟一樣的免疫反應。

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2023 年 2 月底《Nature》一篇評論文章說,科學家懷疑這種神經機制是身體為了抵抗可能發生的威脅,事先做好準備,但也會聰明反被聰明誤,在沒有原始觸發因素的時候自行啟動,例如壓力使腸躁症的症狀惡化,說不定就屬於這類情況。

這些發現透露了什麼線索呢?

病得輕重、多快復原,是腦在掌控

安慰劑效應和前面這兩個問題都指向一個方向,三個現象裡不斷出沒的——免疫系統。

科學家發現,目前所有的證據都指出,大腦和遍佈全身的神經,實際上是用一種還不太清楚的方式和免疫系統綁在一起。

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也可以換一種說法:喜怒哀樂的情緒及正負面心態究竟是如何和身體連結,已經發現至少有一條路徑是透過神經系統和免疫細胞的緊密互動。

2022 年 5 月底,《Nature》刊登一篇報告,介紹了美國哈佛大學醫學院的研究團隊利用「光遺傳學」和其他技術,畫出小鼠腦部和全身的白血球如何「互動」的地圖,這讓我們有機會進一步揣測人體裡發生的事。

所謂的光遺傳學,可以簡單想像成把設計好的蛋白質基因植入想要觀察的神經元細胞裡,這種蛋白質一旦照到特定波長的光就會啟動,刺激神經細胞跟著活化,這樣就可以非常精細地一次只操作單一種神經細胞,畫出解析度相當高的大腦圖譜。

身心透過神經系統和免疫細胞緊密互動。圖/Envato Elements

團隊很驚訝地發現,腦部透過兩種方式指揮免疫系統,一種是大腦控制身體動作的運動迴路(motor circuits)發出訊號刺激骨骼肌,釋出能吸引嗜中性白血球這種免疫細胞的細胞因子,誘導原本在骨髓裡的嗜中性白血球快速移動到感染或受傷的部位。另一個則是腦部的下視丘腦室旁核(paraventricular hypothalamus)會分泌特定的化學分子,命令腎上腺分泌激素,快速引導單核球和淋巴球從淋巴結、脾臟、血管等位置移動到骨髓。

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無獨有偶,2022 年 4 月底,德國和其他歐洲科學家組成的跨國團隊也在《Nature》上發表研究結果,直接表明動脈發生粥狀硬化的過程可能部分受腦部控制;也就是說,他們發現了神經、免疫和血液循環這三個系統是怎麼樣融合在一起的。

動脈粥狀硬化是血液裡的膽固醇堆積在血管內側,形成斑塊,在局部區域會有慢性發炎,血管也會愈來愈窄。斑塊一旦剝落就變成血栓,是造成中風、心絞痛和心肌梗塞的關鍵因素,目前還沒有醫療技術可以逆轉病人的動脈硬化。

研究團隊發現,小鼠動脈血管壁外層的神經纖維會傳訊號到腦部,也會接收腦部發來的訊號,免疫細胞會大量聚集在神經末梢周圍,人體也有類似的現象。他們以小鼠做試驗,用化學方法或手術切斷神經聯繫,免疫細胞迅速就地解散,血管斑塊的堆積速度也跟著減慢。

懂得向大腦求助

大腦能指揮身體抵抗病痛,這合理的解釋了你我大概都有過的切身之痛,那就是當滿腦子塞滿消極的情緒如壓力、焦慮的時候,特別容易生病,例如感冒、腸胃炎、皮膚癢等等。

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更有趣的是,反過來說,如果創造出積極的情緒,對於抵禦疾病是不是也有用呢?答案可能也是肯定的。

積極的情緒有利於對抗疾病。圖/Envato Elements

過去就有報告指出,加入支持團體和接受一些心理療法的乳癌患者,可以延長存活時間,在其他幾種癌症像是肺癌、惡性黑色素瘤、胃腸道癌症研究上也有提出類似的現象。

因此,現在世界各地有多個研究團隊正在鑽研如何善用「身」和「心」的力量,結合起來一起治好病痛。

例如癌症腫瘤會以釋放神經訊號、分泌化學物質等方式,造成患者的新陳代謝機制和睡眠大亂,美國紐約冷泉港實驗室的團隊發現刺激罹癌小鼠下視丘的特定區塊,可以把代謝和睡眠週期「喬」回來,有助於幫助癌症病人的復原過程變舒服。

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而以色列理工學院團隊則把焦點放在位於中腦的腹側被蓋區(Ventral Tegmental Area, VTA)。VTA 是腦部的獎勵中心,含有分泌多巴胺的細胞,和期望、動機、喜好等情緒有關,也就是讓我們會感到快樂、振奮而去做出實際行動的腦部區域。該團隊發現,刺激 VTA 可以驅動免疫系統,使小鼠肺部和皮膚的腫瘤縮小,他們現在要把成果從小鼠用到人身上。

也有一個團隊是從迷走神經(vagus nerve)下手。迷走神經是副交感神經系統的主要成員,從腦一路向下走過心、肺、胃,一直延伸到大腸,已知和調節免疫反應有關。有一家新創企業 SetPoint Medical 運用他們的技術,研發一種大小像膠囊的神經刺激裝置,植入脖子的迷走神經旁邊,可以無線充電、還可以用 iPad 的程式調整刺激強度,目標是治療類風濕性關節炎、克隆氏症(Crohn’s disease)等自體免疫疾病。

「身心一體」除了個人感受,也有生理學上的意義。圖/Envato Elements

「身心一體」,用比較感性的話來說就是:心靈受苦,身體也受苦。原來,這件事不只是主觀的個人感受,其實它有生理學上的道理。

或許,更重要的是,讓明明覺得不舒服卻一直檢查不出病因的人知道,自己的感受並非無病呻吟,也不是想逃避壓力或做錯事情,而是一體的身心真的在發出警報,或許這就是最大的安慰了。

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