生物電子醫(yī)學打開醫(yī)學新思路，通過刺激穴位治療膿毒血癥

■喬 禹

科技改變了我們發(fā)現(xiàn)疾病、治療疾病的方式，鑒于電子傳感器、生物材料、物聯(lián)網(wǎng)和低延遲計算領(lǐng)域的進步，生物電子技術(shù)在醫(yī)學領(lǐng)域的應(yīng)用潛力得到了巨大的擴展。

其中，生物電子醫(yī)學就是通過電子學應(yīng)用電子技術(shù)解決生物醫(yī)學中的問題，從生命體本身的特殊性出發(fā)，來研究生物醫(yī)學信號的檢測、處理、顯示與記錄等電子學在生物醫(yī)學應(yīng)用中的理論、方法與手段，從而改善疾病的診斷和治療。

近期，哈佛大學神經(jīng)生物學教授馬秋富的研究團隊展示了一種刺激穴位治療膿毒血癥的實驗方法，而他所用的方法，正是運用生物電子醫(yī)學，通過微弱電流對實驗體（鼠）后肢的足三里穴位進行了微電流的“針灸”，達到了抗炎作用，降低了實驗體死亡率。

膿毒血癥與生物電子醫(yī)學

有統(tǒng)計表明，全世界大約有5 千萬人罹患膿毒血癥，每年約有110 萬人喪生，每2.8 秒就有1人因為膿毒血癥失去生命，而且有相當多的死亡者為兒童，在不到5 歲的幼兒的死亡事件中，60%的死亡都是由膿毒癥造成。從數(shù)據(jù)維度來看，膿毒癥的危害甚至超過了心臟病和癌癥。

膿毒血癥的發(fā)病率還在以每年8%～13%的速度劇增，膿毒血癥已成為目前世界范圍內(nèi)感染致死的最主要原因。

盡管如此，公眾及專業(yè)人員對膿毒癥的認知依然并不熟悉，全球組織將每年的9 月13 日定為世界膿毒癥日。根據(jù)目前國際指南對于膿毒癥定義的更新，膿毒癥被定義為感染引起的宿主反應(yīng)失調(diào)，進而導致循環(huán)功能障礙及器官功能損害。

人的機體會對感染產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，這個過程中會傷及到人體自身的組織與器官。當炎癥反應(yīng)失控，超過感染開始的部位，引起其他組織損傷，造成器官衰竭，就引發(fā)了膿毒血癥，這也是膿毒血癥之所以兇險致命的原因。

而馬秋富的研究團隊展示的治療膿毒血癥新方法，無疑打開了這個致命疾病的一個破綻。

針對這項研究，《自然》雜志同時發(fā)表了一篇評論文章，杜克大學麻醉學科的Luis Ulloa 教授在文章中指出，電針灸（electroacupuncture）刺激特定部位，從而調(diào)節(jié)某些身體機能并治療疾病，屬于近年來被稱為“生物電子醫(yī)學”（bioelectronic medicine）的一類新興醫(yī)學領(lǐng)域。

電針灸

針灸，神秘的“東方力量”。

不僅我國中醫(yī)研究針灸，其實近年來針灸在國外也是非常熱門，特別是在緩解疼痛相關(guān)疾病上取得了非常不錯的進展。

在前文這項研究以及先前的一些相關(guān)實驗中，科學家們也發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)意義上的穴位位置進行電針灸刺激為什么有效、如何才能起效、是否特異等方面，還存在很多爭議。

具體來說，研究人員發(fā)現(xiàn)在電刺激足三里位置時，會激活一組表達Prokr2 蛋白的感覺神經(jīng)元。這些感覺神經(jīng)元的細胞體部分位于脊髓，延伸出去的突起部分屬于支配后肢的坐骨神經(jīng)，由此它們可以將后肢的感覺信息通過脊髓傳向大腦的特定區(qū)域。

有趣的是，表達Prokr2 的神經(jīng)元受到不同強度的刺激會激活不同的神經(jīng)通路。受到較低強度的刺激，它們會進而激活神經(jīng)系統(tǒng)中的迷走神經(jīng)-腎上腺，驅(qū)動腎上腺釋放兒茶酚胺類抗炎物質(zhì)。

但如果電針灸刺激的強度過大，則會進而激活另一組交感神經(jīng)反射，反而未能驅(qū)動迷走神經(jīng)-腎上腺這條副交感神經(jīng)通路。

這類Prokr 神經(jīng)元的神經(jīng)纖維有特定的分布區(qū)域，也就為電針灸抗炎需要在特定穴位刺激提供了解釋。在包裹腹部器官的組織中，研究人員就沒有找到這類表達Prokr 的神經(jīng)元，所以刺激小鼠的腹部穴位（比如天樞穴）很難引起相同的全身抗炎反應(yīng)。

為了驗證Prokr2 神經(jīng)元的角色，研究人員利用光遺傳學等多種實驗手段人為激活表達Prokr2 的神經(jīng)元，發(fā)現(xiàn)可以模擬電針灸的抗炎效果；相反，如果特異性地破壞這組神經(jīng)元，則會讓電針灸起不到抑制全身炎癥的作用。

《自然》雜志的評論文章總結(jié)說，這些結(jié)果首次提供了一種分子標記，靶向具有這種分子標記的神經(jīng)元可以設(shè)計特定的刺激方法，用來遠端調(diào)節(jié)身體機能。

未來發(fā)展

研究人員指出，他們希望這些發(fā)現(xiàn)可以為優(yōu)化生物電刺激參數(shù)鋪平道路，未來可以精確地驅(qū)動不同的神經(jīng)通路來治療特定疾病，最終造?；颊?。

而生物電子醫(yī)學未來的發(fā)展前景也是相當可觀，它在無創(chuàng)、精確的神經(jīng)調(diào)節(jié)方面、為植入物供電方面、優(yōu)化神經(jīng)接口方面、系統(tǒng)級神經(jīng)解碼方面有著極大優(yōu)勢。這些優(yōu)勢可以幫助醫(yī)學事業(yè)取得長足發(fā)展，更對人類未來醫(yī)學提供了一個新思路。

盡管未解之謎還有很多，挑戰(zhàn)也無處不在，但生物電子醫(yī)學領(lǐng)域的最新發(fā)展使人們認識到未來人類一定會解決更多的醫(yī)學難題，讓全人類醫(yī)學繼續(xù)向前邁進。