破解神经系统以治愈身体

凯文·特蕾西（Kevin Tracey）是一位居住在纽约的神经外科医生，他受到个人经历的困扰——他肩负着一项使命。“我五岁时，我母亲死于脑瘤。那是非常突然和出乎意料的，”他说。“我从这次经历中了解到，大脑——神经——是健康的根源。”

这段经历使他成为一位深思炎症的神经外科医生。他相信正是这种视角让他能够以一种新的方式来解读一次意外实验的结果。

在20世纪90年代末，特蕾西正在对一只大鼠的大脑进行实验。“我们向大脑注射了一种抗炎药物，因为我们正在研究在卒中期间阻断炎症的益处，”他回忆道。“我们惊讶地发现，当药物存在于大脑中时，它也阻断了脾脏和其他身体其他器官的炎症。然而，我们注射的药物量太少了，不足以进入血液循环并传播到全身。”

经过数月的困惑，他最终想到了一个想法：大脑可能正在利用神经系统——特别是迷走神经——来告诉脾脏停止全身的炎症。

这是一个非凡的想法——如果特蕾西是正确的，那么身体组织的炎症将直接由大脑调节。一直以来，人们认为我们器官和血液中免疫系统特化细胞之间的交流以及神经系统的电信号连接是不可能的。现在，特蕾西似乎发现这两个系统之间有着错综复杂的联系。

对这一激动人心假说的第一个关键测试是切断迷走神经。当特蕾西和他的团队这样做时，将抗炎药物注射到大脑中不再对身体其他部位产生影响。第二个测试是在系统中没有任何药物的情况下刺激神经。“因为迷走神经像所有神经一样，通过电信号传递信息，这意味着我们可以通过在脑干的迷走神经上放置一个神经刺激器来复制实验，以阻断脾脏的炎症，”他解释道。“我们就是这样做的，那是一项突破性的实验。”

游走神经

“Vagus”在拉丁语中意为“游走”，这种神经纤维束确实遍布全身，将大脑与胃和消化道、肺、心脏、脾脏、肠道、肝脏和肾脏连接起来，更不用说与言语、眼神交流、面部表情甚至倾听他人声音的能力有关的各种其他神经。它由成千上万的纤维组成，其中80%是感觉纤维，这意味着迷走神经会向大脑报告器官的情况。

然而，并非所有迷走神经都相同：有些人迷走神经活动更强，这意味着他们的身体在压力后能更快地放松。你的迷走神经反应强度被称为你的迷走神经张力，可以通过心电图测量心率来确定。每一次吸气，你的心率都会加快，以加速含氧血液在全身的流动。呼气时，你的心率会减慢。这种变异性是迷走神经调节的众多事物之一，它在呼气时活跃，在吸气时被抑制，因此你在吸气和呼气时心率差异越大，你的迷走神经张力就越高。

研究表明，高迷走神经张力能使身体更好地调节血糖水平，降低糖尿病、中风和心血管疾病的发生率。然而，低迷走神经张力与慢性炎症有关。炎症作为免疫系统的一部分，在帮助身体从损伤中愈合等方面发挥着有益的作用，但如果它在不需要时持续存在，则会损害器官和血管。

在发现迷走神经在包括类风湿关节炎在内的一系列慢性炎症性疾病中发挥作用的证据后，特蕾西和他的同事们希望看看它是否能成为一种治疗途径。迷走神经充当双向信使，在器官和大脑之间传递电化学信号。特蕾西认为，在慢性炎症性疾病中，大脑告诉脾脏停止产生特定炎症蛋白——肿瘤坏死因子（TNF）——的信号没有被发送。也许这些信号可以被增强？

刺激结果

特蕾西与他的合作者、阿姆斯特丹大学风湿病学教授保罗-彼得·塔克（Paul-Peter Tak）一起设计了这项试验。塔克长期以来一直在寻找一种替代强效免疫抑制药物的方法来治疗类风湿关节炎。“人体的免疫反应只有在攻击自身细胞而不是外来细胞时，或者在慢性发作时才会成为问题，”他推理道。“因此，问题在于：我们如何增强身体的关闭机制？”

当特蕾西打电话建议通过刺激迷走神经来关闭TNF的产生可能是一个解决方案时，塔克很快看到了潜力，并热切希望能看到它是否有效。迷走神经刺激已经在美国被批准用于癫痫治疗，因此获得批准用于关节炎试验将相对容易。

参与试验的患者经历了巨大的变化。结果仍在准备发表，但塔克说，超过一半的患者有显著改善，约三分之一的患者达到缓解——实际上治愈了类风湿关节炎。试验中的20名患者中有16名不仅感觉好转，而且血液中炎症的指标也有所下降。有些患者现在完全不服用药物了。

“我们已经显示出每天刺激三分钟的非常清晰的趋势，”塔克说。

塔克怀疑患者将终身需要迷走神经刺激。但与通过阻止TNF等免疫细胞和蛋白质的产生起作用的药物不同，迷走神经刺激似乎能恢复身体的自然平衡。它能减少导致慢性炎症的TNF过度产生，但不会影响健康的免疫功能，因此身体可以正常应对感染。

改变语调

在颈部植入一个终身使用的电子设备是一项重大的手术。但这项技术已被证明非常成功——并且对患者非常有吸引力——因此其他研究人员正在探索将迷走神经刺激用于一系列其他慢性衰弱性疾病，包括炎症性肠病、哮喘、糖尿病、慢性疲劳综合征和肥胖。

能够简单且廉价地改善迷走神经张力，从而缓解心血管疾病和糖尿病等重大公共卫生负担，其意义是巨大的。它有可能彻底改变我们对疾病的看法。例如，如果就医时能够像检测血压一样轻松地检查你的迷走神经张力，你就可以被开具改善其张力的疗法。但这仍然遥遥无期：“我们甚至还不知道健康的迷走神经张力是什么样的，”研究员贝丝妮·科克（Bethany Kok）谨慎地说。

在短期内，更可能的是植入设备来治疗许多目前用药物治疗的疾病：“随着技术的进步和这些设备的尺寸越来越小、精度越来越高，”凯文·特蕾西说，“我设想有一天，用于控制神经回路的生物电子医学设备将被注射——它们将被放置在局部麻醉或轻度镇静下。”

无论技术如何发展，我们对身体如何管理疾病的理解已经永远改变了。“越来越清楚的是，我们不能孤立地看待器官系统，就像我们过去那样，”保罗-彼得·塔克说。“这听起来很合乎逻辑，但我们以前并不是这样看的。”

这篇文章最初发表在Mosaic上，并在此以编辑后的形式转载。