哮喘可能是一種腦疾病

卞榮榮　袁勇貴

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哮喘可能是一種腦疾病

卞榮榮袁勇貴

哮喘是一種以嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主的慢性變態(tài)反應(yīng)性疾病,這種慢性炎癥導(dǎo)致氣道高反應(yīng)性及可逆性氣流受限,引起反復(fù)發(fā)作性喘息、氣急、胸悶及咳嗽等癥狀[1]。但哮喘臨床癥狀與其病情嚴(yán)重程度常常不一致。功能核磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)是目前臨床研究大腦結(jié)構(gòu)最先進(jìn)的非侵入性方法,它對(duì)認(rèn)識(shí)哮喘腦機(jī)制和測(cè)試治療新方法具有重要的意義,因而為解釋這種不一致提供了可能性[2]。本文就哮喘臨床癥狀的腦機(jī)制、癥狀加重的影響因素及其腦機(jī)制和fMRI在哮喘治療上的應(yīng)用等三方面作一綜述。

1　哮喘臨床癥狀的腦機(jī)制

解決哮喘臨床癥狀和嚴(yán)重程度之間的矛盾,首先應(yīng)該理解患者出現(xiàn)如此痛苦癥狀的原因。以呼吸困難為例,呼吸困難雖然是一種非常痛苦的癥狀,但正是由于它的出現(xiàn),患者才能得到及時(shí)預(yù)警而就醫(yī)。然而,哮喘患者出現(xiàn)呼吸困難的腦機(jī)制尚不清楚。

1.1腦島活性下行調(diào)節(jié)Leupoldt等[3]對(duì)14名哮喘患者和14名年齡、性別相匹配的健康者進(jìn)行fMRI研究,誘導(dǎo)他們依次產(chǎn)生輕度呼吸困難、重度呼吸困難、輕度疼痛、重度疼痛,同時(shí)進(jìn)行腦fMRI掃描,結(jié)果發(fā)現(xiàn)與健康者相比,哮喘患者感知的呼吸困難和疼痛相對(duì)較輕,這種感知上的不同與腦島皮層活性降低相對(duì)應(yīng)。感知呼吸困難和疼痛增加時(shí),哮喘患者中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)(periaqueductal gray, PAG)活性也增強(qiáng),結(jié)果顯示哮喘患者出現(xiàn)呼吸困難和疼痛時(shí)的特異性腦島皮層活性的下行調(diào)節(jié)和PAG活性增加有關(guān),提示腦島在哮喘臨床癥狀的感知中起到重要作用。

1.2腦干PAG體積增加Leupoldt等[4]還觀察到輕至重度哮喘患者病程延長(zhǎng)和腦干PAG體積增加有關(guān),同時(shí)引起部分哮喘患者感知呼吸困難的能力下降,導(dǎo)致患者無法獲得及時(shí)預(yù)警而耽誤治療時(shí)機(jī),影響治療效果。

2　哮喘癥狀加重的影響因素及其腦機(jī)制

2.1應(yīng)激與哮喘應(yīng)激是目前影響哮喘發(fā)生的重要因素,但這背后的機(jī)制尚不明確。應(yīng)激或許不會(huì)導(dǎo)致氣道炎癥的發(fā)生,但卻能在過敏原第二次刺激時(shí)增強(qiáng)其表達(dá)而加重氣道炎癥反應(yīng)。最新fMRI研究表明,吸入性過敏原引起的遲發(fā)反應(yīng)階段,特定的大腦回路前扣帶皮層和島葉皮層之間的聯(lián)系和強(qiáng)度均被激活,并且這些大腦信號(hào)可預(yù)測(cè)氣道炎癥的加重,而氣道炎癥的具體情況可通過嗜酸性粒細(xì)胞的數(shù)量來監(jiān)測(cè)[5]。在小鼠的相關(guān)研究中發(fā)現(xiàn),慢性應(yīng)激能加重吸入性抗原引起的氣道炎癥反應(yīng),并可能將Th細(xì)胞反應(yīng)更多轉(zhuǎn)向Th2細(xì)胞型,這與小鼠對(duì)糖皮質(zhì)激素的敏感性下降有關(guān)[6]?？傊?目前研究表明應(yīng)激能通過一系列異常腦機(jī)制加重哮喘,因此使用常規(guī)抗哮喘療法療效不佳。

2.2情緒與哮喘影響哮喘炎癥反應(yīng)的肺部因素和情緒的中樞神經(jīng)通路存在相互調(diào)節(jié)作用,即情緒可以調(diào)節(jié)哮喘的炎癥過程,外周炎癥信號(hào)反過來可影響大腦。Rosenkranz等[5]通過fMRI研究表明,哮喘情緒相關(guān)腦區(qū)(前扣帶皮層和腦島)活性與哮喘患者炎癥標(biāo)志物水平、暴露于過敏原所致氣流阻塞程度相關(guān)。前扣帶皮層和腦島調(diào)節(jié)炎癥標(biāo)記物水平的概率>40%,反映了情緒調(diào)節(jié)哮喘氣道癥狀的神經(jīng)基礎(chǔ)。

2.3抑郁、哮喘共病目前已有研究證明抑郁和哮喘共病患者的哮喘癥狀更難控制,且轉(zhuǎn)歸更差。但是,哮喘和抑郁之間關(guān)系的神經(jīng)機(jī)制尚不清楚。Wang等[7]運(yùn)用fMRI分析技術(shù)研究抑郁和哮喘共病女患者和單純哮喘女患者兩者的大腦解剖結(jié)構(gòu)改變,以及共病女患者哮喘和抑郁的初步效應(yīng)及其相互作用。他們把研究對(duì)象分為4組(健康對(duì)照組,單純抑郁組,單純哮喘組,哮喘和抑郁共病組)并比較分析各組的腦灰質(zhì)體積和臨床特征,結(jié)果發(fā)現(xiàn)右顳上回和左顳中回存在哮喘和抑郁之間的相互作用。與單純哮喘患者相比,哮喘和抑郁共病患者在右顳上回、雙側(cè)楔前葉和右額中回的灰質(zhì)體積更小,并且在單純哮喘組、健康對(duì)照組、哮喘和抑郁共病組,右顳上回的灰質(zhì)體積亦逐漸減小。哮喘和抑郁共病患者右顳上回體積和PD20(引起第1秒用力呼氣量下降20%所需的過敏原刺激量)正相關(guān),和失眠評(píng)分負(fù)相關(guān)。結(jié)果提示右顳上回在哮喘和抑郁共病的腦機(jī)制中具有關(guān)鍵作用。

同時(shí),心理應(yīng)激、心境障礙也能加重哮喘癥狀,腦和肺之間的神經(jīng)信號(hào)能部分調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和肺功能。為了了解哮喘癥狀調(diào)節(jié)相關(guān)神經(jīng)通路的確切性質(zhì)及神經(jīng)信號(hào)的改變程度如何預(yù)測(cè)疾病所表達(dá)的不同表型,Rosenkranz等[8]讓3組受試者(過敏原刺激后有顯著炎反應(yīng)的哮喘患者,僅有較輕炎癥的哮喘患者和健康對(duì)照組)接觸過敏原,然后用fMRI監(jiān)測(cè)情緒誘因引起的神經(jīng)信號(hào)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)有顯著炎癥的哮喘患者的前島葉皮層被情緒誘因激活。此外,這種激活程度的不同預(yù)測(cè)了氣道炎癥程度的不同。這些結(jié)果表明,處理情感信息相關(guān)大腦通路的神經(jīng)反應(yīng)性可以識(shí)別哮喘的神經(jīng)表型。那些哮喘相關(guān)心理刺激所致前島葉激活更強(qiáng)的哮喘患者,他們肺內(nèi)炎癥信號(hào)更強(qiáng),哮喘更重。這種結(jié)果為哮喘潛在治療性干預(yù)提供了一個(gè)全新的目標(biāo)。

3　腦功能成像在哮喘治療的應(yīng)用

隨著fMRI的發(fā)展,哮喘腦機(jī)制的研究有了新的進(jìn)展,Parker等[9]對(duì)成人哮喘患者進(jìn)行腦fMRI掃描,他們?cè)谒?1名哮喘患者中發(fā)現(xiàn)了13名患者存在共15處腦部異常,這些腦部異常的高發(fā)生率反映其在哮喘患者中存在的普遍性,這些異?？赡苁窍膊”旧硪鸬幕蛑委熀蟮慕Y(jié)果。因此在哮喘患者長(zhǎng)期給藥前后各行1次腦fMRI掃描,比較2次的掃描圖像,就可以評(píng)估抗哮喘藥物是否具有神經(jīng)毒性,這正是抗哮喘治療臨床試驗(yàn)的研究方向。

部分哮喘患者需要長(zhǎng)期激素治療以控制癥狀,防止哮喘反復(fù)發(fā)作引起肺功能進(jìn)行性下降。Brown等[10]對(duì)比了長(zhǎng)期接受糖皮質(zhì)激素治療的患者和對(duì)照組的腦fMRI結(jié)果,前者的杏仁核體積減少,且其減少程度與糖皮質(zhì)激素治療的時(shí)間密切相關(guān)。這些結(jié)果表明,糖皮質(zhì)激素使用與杏仁核及海馬體積的變化相關(guān)。Brown等[11]還發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)期強(qiáng)的松治療與心境、記憶和海馬體積的改變相關(guān),且這種改變隨著時(shí)間的延長(zhǎng)趨于穩(wěn)定。

4　未來研究方向

fMRI是一種讓我們更好地了解哮喘腦機(jī)制的非侵入性安全手段,研究者通過fMRI相關(guān)研究已證明腦島活動(dòng)及PAG的體積及活性與哮喘的癥狀、病程相關(guān),而情緒、共病及應(yīng)激則能影響哮喘的嚴(yán)重程度。但情緒到底怎樣影響哮喘的嚴(yán)重程度?不同情緒(抑郁、焦慮、憤怒)對(duì)哮喘的影響如何?哮喘相關(guān)的腦區(qū)如何引起哮喘相關(guān)癥狀?這些問題均需要進(jìn)一步研究證實(shí)。

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江蘇省重點(diǎn)醫(yī)學(xué)人才項(xiàng)目(RC2011121)

210009江蘇省南京市，東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院(卞榮榮)；210009江蘇省南京市， 東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院心理精神科(袁勇貴)

袁勇貴，Email:yygylh2000@sina.com

R 562.25

A

10.3969/j.issn.1003-9198.2016.09.006

2016-08-08)