生物電子醫(yī)學(xué)打開(kāi)醫(yī)學(xué)新思路，通過(guò)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(jì)算領(lǐng)域的進(jìn)步，生物電子技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力得到了巨大的擴(kuò)展。

其中，生物電子醫(yī)學(xué)就是通過(guò)電子學(xué)應(yīng)用電子技術(shù)解決生物醫(yī)學(xué)中的問(wèn)題，從生命體本身的特殊性出發(fā)，來(lái)研究生物醫(yī)學(xué)信號(hào)的檢測(cè)、處理、顯示與記錄等電子學(xué)在生物醫(yī)學(xué)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(xué)神經(jīng)生物學(xué)教授馬秋富的研究團(tuán)隊(duì)展示了一種刺激穴位治療膿毒血癥的實(shí)驗(yàn)方法，而他所用的方法，正是運(yùn)用生物電子醫(yī)學(xué)，通過(guò)微弱電流對(duì)實(shí)驗(yàn)體（鼠）后肢的足三里穴位進(jìn)行了微電流的“針灸”，達(dá)到了抗炎作用，降低了實(shí)驗(yàn)體死亡率。

膿毒血癥與生物電子醫(yī)學(xué)

有統(tǒng)計(jì)表明，全世界大約有5 千萬(wàn)人罹患膿毒血癥，每年約有110 萬(wàn)人喪生，每2.8 秒就有1人因?yàn)槟摱狙Y失去生命，而且有相當(dāng)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(lái)看，膿毒癥的危害甚至超過(guò)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(duì)膿毒癥的認(rèn)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(guó)際指南對(duì)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(jìn)而導(dǎo)致循環(huán)功能障礙及器官功能損害。

人的機(jī)體會(huì)對(duì)感染產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，這個(gè)過(guò)程中會(huì)傷及到人體自身的組織與器官。當(dāng)炎癥反應(yīng)失控，超過(guò)感染開(kāi)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(xiǎn)致命的原因。

而馬秋富的研究團(tuán)隊(duì)展示的治療膿毒血癥新方法，無(wú)疑打開(kāi)了這個(gè)致命疾病的一個(gè)破綻。

針對(duì)這項(xiàng)研究，《自然》雜志同時(shí)發(fā)表了一篇評(píng)論文章，杜克大學(xué)麻醉學(xué)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(jī)能并治療疾病，屬于近年來(lái)被稱為“生物電子醫(yī)學(xué)”（bioelectronic medicine）的一類新興醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。

電針灸

針灸，神秘的“東方力量”。

不僅我國(guó)中醫(yī)研究針灸，其實(shí)近年來(lái)針灸在國(guó)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(cuò)的進(jìn)展。

在前文這項(xiàng)研究以及先前的一些相關(guān)實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們也發(fā)現(xiàn)，在傳統(tǒng)意義上的穴位位置進(jìn)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(zhēng)議。

具體來(lái)說(shuō)，研究人員發(fā)現(xiàn)在電刺激足三里位置時(shí)，會(huì)激活一組表達(dá)Prokr2 蛋白的感覺(jué)神經(jīng)元。這些感覺(jué)神經(jīng)元的細(xì)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(jué)信息通過(guò)脊髓傳向大腦的特定區(qū)域。

有趣的是，表達(dá)Prokr2 的神經(jīng)元受到不同強(qiáng)度的刺激會(huì)激活不同的神經(jīng)通路。受到較低強(qiáng)度的刺激，它們會(huì)進(jìn)而激活神經(jīng)系統(tǒng)中的迷走神經(jīng)-腎上腺，驅(qū)動(dòng)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(qiáng)度過(guò)大，則會(huì)進(jìn)而激活另一組交感神經(jīng)反射，反而未能驅(qū)動(dòng)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(méi)有找到這類表達(dá)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(yàn)證Prokr2 神經(jīng)元的角色，研究人員利用光遺傳學(xué)等多種實(shí)驗(yàn)手段人為激活表達(dá)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(huì)讓電針灸起不到抑制全身炎癥的作用。

《自然》雜志的評(píng)論文章總結(jié)說(shuō)，這些結(jié)果首次提供了一種分子標(biāo)記，靶向具有這種分子標(biāo)記的神經(jīng)元可以設(shè)計(jì)特定的刺激方法，用來(lái)遠(yuǎn)端調(diào)節(jié)身體機(jī)能。

未來(lái)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(lái)可以精確地驅(qū)動(dòng)不同的神經(jīng)通路來(lái)治療特定疾病，最終造福患者。

而生物電子醫(yī)學(xué)未來(lái)的發(fā)展前景也是相當(dāng)可觀，它在無(wú)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(jí)神經(jīng)解碼方面有著極大優(yōu)勢(shì)。這些優(yōu)勢(shì)可以幫助醫(yī)學(xué)事業(yè)取得長(zhǎng)足發(fā)展，更對(duì)人類未來(lái)醫(yī)學(xué)提供了一個(gè)新思路。

盡管未解之謎還有很多，挑戰(zhàn)也無(wú)處不在，但生物電子醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的最新發(fā)展使人們認(rèn)識(shí)到未來(lái)人類一定會(huì)解決更多的醫(yī)學(xué)難題，讓全人類醫(yī)學(xué)繼續(xù)向前邁進(jìn)。