近25年来,科学家们一直认为他们了解最严重嗜睡症的成因。然而,加州大学洛杉矶分校(UCLA)健康中心的一项新研究现在表明,他们只说对了一半。
在发表于《自然通讯》杂志的一项研究中,UCLA健康研究人员发现,伴有突然肌肉力量丧失(称为猝倒)的嗜睡症,涉及大脑中不仅一个、而是两个区域的神经元退化。
2000年,UCLA的同一研究团队首次确定嗜睡症的成因为下丘脑中促醒素神经元的损失。自那时起,该病症主要归因于下丘脑中产生一种名为促醒素的化学信使的神经元损失,促醒素有助于调节清醒状态。这一认识在过去25年中一直指导着诊断和治疗。
UCLA研究人员结合尸检大脑和动物模型,发现位于脑干中称为蓝斑核(locus coeruleus)的第二个关键区域也存在神经元退化。这个虽小但重要的细胞集群产生去甲肾上腺素,这是一种参与觉醒和肌肉张力调节的神经递质。
"蓝斑核既有向上连接促进清醒,也有向下连接帮助维持肌肉张力。这使它成为解释嗜睡症两种定义性症状——嗜睡和猝倒——的一个令人信服的候选因素,而仅靠下丘脑神经元退化无法完全解释这些症状。"该研究第一作者、UCLA大卫格芬医学院助理研究员托马斯·坦尼卡尔(Thomas Thannickal)表示。
嗜睡症影响大约千分之一的人口,其特征是白天过度嗜睡。在其最严重形式(称为1型嗜睡症)中,它会导致由情绪触发的突然肌肉无力发作,这一症状被称为猝倒。
在该研究中,研究人员使用了11名被诊断为伴有猝倒的嗜睡症患者和5名神经系统健康对照者的尸检脑组织。每一位嗜睡症患者都显示出蓝斑核区域神经元的大量损失。平均而言,嗜睡症患者的这些产生去甲肾上腺素的神经元比对照组少46%,个别患者的损失范围在28%至66%之间。
值得注意的是,存活下来的神经元比正常大18%左右,这表明剩余细胞必须更加努力工作以补偿失去的邻居。
研究团队还在蓝斑核中发现了神经炎症的迹象。大脑的免疫细胞,即小胶质细胞,在嗜睡症患者中比对照组多出两倍以上,且明显更大。在下丘脑中的促醒素神经元周围也观察到类似的小胶质细胞聚集模式。
这些发现共同指向一种免疫介导的过程,这与嗜睡症和某些免疫系统基因之间已确立的联系一致。
存活的蓝斑核神经元也显示出很少的蛋白质沉积,这些沉积通常在帕金森病或阿尔茨海默病中见到,这表明嗜睡症中的细胞损失遵循一种独特且可能是免疫驱动的途径,而非典型的神经退行性途径。
为了测试蓝斑核损失是否仅仅是促醒素神经元损失的结果,研究人员检查了两种嗜睡症小鼠模型和嗜睡症犬。这些模型均未显示其蓝斑核神经元有任何减少。这一发现表明,在人类患者中观察到的脑干损伤不仅仅是促醒素损失的下游效应,而是人类疾病的独立特征。
该研究还发现,在嗜睡症患者的蓝斑核中存在tau蛋白和α-突触核蛋白(分别与阿尔茨海默病和帕金森病相关)的沉积,作者表示这一发现值得进一步研究。
这项研究为嗜睡症诊断中长期存在的一个谜题增添了背景:15-30%符合伴有猝倒的嗜睡症临床标准的患者,其脑脊液中的促醒素水平正常。第二个神经系统的参与可能有助于解释那些不符合促醒素缺乏模型的病例。
这些发现也可能有助于解释为什么某些治疗方法有效。那些增强去甲肾上腺素活性的药物,如瑞波西汀(reboxetine)和索里氨芬(solriamfetol),能产生显著的症状缓解,这与蓝斑核在该疾病中的重要作用一致。
"这并不推翻我们对促醒素和嗜睡症的了解,"该研究的资深作者、UCLA大卫格芬医学院精神病学教授兼UCLA塞梅尔神经科学与人类行为研究所睡眠研究中心主任杰罗姆·西格尔(Jerome Siegel)博士表示,"但它确实表明我们只看到了部分图景。如果我们想开发更有针对性的疗法,了解嗜睡症患者神经系统的全部变化至关重要。"
该研究的合著者包括港-UCLA医学中心的神经病理学家马西娅·科尔福德(Marcia Cornford)博士和UCLA健康中心的吴明丰(Ming-Fung WU)博士。
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