大腦刺激可以減緩癌症嗎?

啟用獎勵系統可增強小鼠的抗腫瘤免疫力

肺癌細胞。 

從品嚐一塊蛋糕到擁抱朋友,生活中許多樂趣都會在大腦中引發類似的反應——化學物質激增,告訴身體“這感覺很好,再做一次。” 週五發表在《自然通訊》雜誌上的研究表明,這種感覺良好的迴路可能發揮更大的作用。科學家們使用實驗室工具啟用小鼠的獎勵迴路,發現其化學訊號到達免疫系統,增強了一組骨髓細胞的能力,從而減緩腫瘤的生長。這些發現尚未在人體中得到證實。但鑑於獎勵系統與積極情緒有關,這項研究為個人的心理狀態如何幫助阻止癌症進展提供了一種生理機制。 

澳大利亞墨爾本莫納什大學的生物學家埃麗卡·斯隆說,大量研究測量了壓力和負面情緒對健康的影響。但透過大腦的獎勵中心,免疫活動有可能對積極影響做出反應——“這就是我認為真正令人興奮的地方,”斯隆說,她研究癌症中的神經-免疫活動,但沒有參與目前的研究。

大腦與免疫系統對話的觀點並不新鮮。最引人注目的例子之一是安慰劑效應——幾個世紀以來的觀察表明,安慰劑在某些人身上可以像循證醫學一樣有效。多年來,科學家們一直試圖解開這種神秘現象背後的生物學原理。


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十年前發表的腦成像實驗中出現了線索。 這些分析顯示,食物、性行為和社互動動(以及賭博和成癮性藥物)啟用的同一獎勵迴路,也會在對安慰劑有反應的人身上被啟用。以色列的研究人員在研究這些資料時,將身心問題轉變為更容易測量的生理問題:獎勵迴路的啟用是否會對免疫系統產生任何影響?

似乎可以合理地假設積極的想法和情緒會改變大腦中神經元的活動。“神經元活動是我們能夠操縱的東西,”以色列理工學院的生物學家阿西婭·羅爾斯說,她是當前研究的共同資深作者。

在她之前的研究中,她的團隊使用一種相對較新的技術DREADD(專門被設計藥物啟用的設計受體)刺激小鼠的大腦,該技術在特定細胞(在本例中為獎勵迴路的神經元)上放置分子開關。在啟用小鼠的獎勵系統後,研究人員分析了其脾臟中的免疫細胞。最明顯的效果出現在單核細胞中——一組白細胞,它們吞噬病原體作為身體非特異性免疫防禦的一部分。具體而言,研究小組發現,來自大腦啟用小鼠的單核細胞比來自未治療動物的單核細胞更有效地殺死細菌。

塔瑪爾·本-沙南說,看到大腦的獎勵迴路可以增強針對病原體的免疫活動,“我們的下一個想法是,免疫系統失效的情況是什麼?”塔瑪爾·本-沙南現在是加州大學舊金山分校的生物學家,他在 2016 年發表了細菌實驗。本-沙南和以色列理工學院醫學博士-博士生瑪雅·席勒是這項新研究的共同第一作者。

研究的共同資深作者法赫德·哈基姆提出了研究癌症的想法,他擔任拿撒勒EMMS醫院院長,並在以色列海法的Rambam醫療保健園區擔任兒科肺科醫生和睡眠專家。哈基姆在芝加哥大學進行研究期間,研究了小鼠癌症模型,並在2014年發表了一項研究,表明睡眠碎片化使動物的腫瘤生長更快。哈基姆說,如果睡眠不好會引發促進腫瘤的大腦活動,那麼啟用獎勵途徑可能會產生相反的效果——減緩癌症的大腦變化。

這正是研究人員發現的。在植入癌細胞的小鼠中,為期兩週的每日獎勵迴路刺激產生了強烈的反應——它們的腫瘤比未接受大腦啟用的對照組小鼠的腫瘤小 40% 到 50%。進一步的實驗將這種效應追溯到骨髓中產生的一組特定的免疫細胞,稱為髓系來源抑制細胞 (MDSC)。如果不加以阻止,MDSC 會透過關閉其他控制腫瘤的免疫細胞來促進腫瘤生長。然而,啟用大腦的獎勵系統會釋放化學訊號,從而以一種使這些促腫瘤 MDSC 失活的方式,破壞這種制衡網路。反過來,這使得典型的抗腫瘤免疫反應得以進行。

哈基姆說,這就像“在沒有藥物的情況下進行免疫療法”,他指的是最近一類癌症藥物,其作用是透過裝備患者自身的免疫系統來對抗腫瘤。

斯坦福大學的精神病學家大衛·斯皮格爾沒有參與這項研究,他稱其為“一項重要且進行良好的研究”。此前,斯皮格爾及其同事表明,透過每週小組治療獲得的社會支援延長了轉移性乳腺癌女性的生存期。鑑於獎勵迴路被認為是由安慰劑效應中的積極思維啟用的,這項新研究為“良好的社會支援和在面對死亡時獲得生活視角如何對癌症生存產生積極影響”提供了一種潛在機制,斯皮格爾說。

斯隆在澳大利亞的研究小組早些時候發表的小鼠研究表明,慢性壓力會靶向與新論文中獎勵迴路啟用影響的相同免疫細胞。綜合來看,她的工作和新發現表明,積極和消極的精神狀態都可以“推動這些免疫細胞移動,以至於對癌症結果產生影響。”

羅爾斯警告說,新的小鼠研究結果並不意味著癌症患者應該停止服用藥物,轉而依賴積極思維。它們僅僅為後者的所謂益處提供了一種可能的機制。 

作為將小鼠研究結果轉化為人體研究的第一步,羅爾斯實驗室正在與特拉維夫大學的另一個小組合作,測試是否有可能透過直接刺激人體的獎勵迴路來觸發免疫效應。哈基姆說,到目前為止,資料是初步的。但它們提出了這樣一種可能性,即有一天,癌症患者可以接受大腦刺激作為輔助治療,並結合少量傳統治療,如化療和放療。

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