最新研究》小鼠腦中「這部位」與疼痛、負面情緒有關 專家:盼用於臨床治療「慢性疼痛」病患

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全球有近30%的人深受慢性疼痛的影響,在慢性疼痛狀態下,大腦的感覺系統會從身體接收不斷輸入的疼痛訊號,長期以來造成睡眠品質不佳、憂鬱、焦慮及社交問題,嚴重影響患者的生活品質,這些慢性疼痛導致的負面情緒可持續幾個月甚至數年。

今(15)日生命科學與生物醫學期刊《eLife》最新刊登了國立陽明交通大學生命科學院院長連正章與台北榮總王署君研究團隊發表的研究。該研究結果顯示,杏仁核中央感受傷害的神經元,會驅使肌纖維疼痛與共病行為相關情感的慢性化。

究竟這項研究有哪些特別的發現?對於有「慢性疼痛」的患者又有哪些值得期待的治療方法?台灣科技媒體中心SMC舉行線上記者會,邀請研究團隊親自分享。

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全球近30%人口受「慢性疼痛」所苦

連正章先指出,這項計畫是2016年開始進行的,由陽明交通大學及台北榮總共同執行,同時跟美國共同合作。他提到,當時國內幾位神經科學研究的專家、醫師認為慢性疼痛造成社會很大的負擔;美國CDC也指出,慢性疼痛的患病率為10-40%,全球有近30%人口生活因慢性疼痛而受到影響,全美用於治療慢性疼痛的費用高達5,600-6,000億美元。

「今天研究主題是想回答疼痛研究領域長期存在的難題之一:為何慢性疼痛的病人,經常導致負面情緒?」連正章表示,大腦中杏仁核中央區是整合感覺輸入和情感輸入的樞紐,被認為是慢性疼痛和情緒相關症狀發展的重要區域。

連正章指出,這項研究發現杏仁核中央區內負責調控慢性疼痛和負面情緒的關聯性機制,「利用一些先進的科學方法證實杏仁核中央區內有一個特定的神經細胞,它的活性不正常地上升,導致小鼠疼痛、負面情緒行為。」

連正章表示,近期研究指出杏仁核中央區的神經細胞群除了參與情緒調節,更有調控疼痛迴路的功能,但尚不清楚杏仁核中央區內,是哪些神經細胞和迴路接受疼痛訊息後影響情緒。「此研究結果有助我們了解慢性疼痛與行為、情緒之間的互相影響,並提供一個針對疼痛過度敏感反應的可能治療方向,未來可能幫助因為慢性疼痛而困擾的患者。」

大腦中杏仁核中央區是整合感覺輸入和情感輸入的樞紐,被認為是慢性疼痛和情緒相關症狀發展的重要區域。(圖片來源/連正章提供)

研究發現:小鼠腦中「這部位」跟疼痛與負面情緒有關

研究團隊使用小鼠,注射中性或酸性的食鹽水至小鼠的後腿肌肉(腓腸肌)作為引發慢性疼痛觀察的模型,測量小鼠對觸覺或刺痛的反應是否更敏感,再以強迫游泳實驗、社交行為實驗等,觀察小鼠焦慮、憂鬱的負面情緒症狀。

研究第一作者林昱伶指出,研究也以電生理實驗記錄神經的活性和電位,觀察到在慢性疼痛的階段,一種特定的神經元(表達生長抑素的杏仁核中央神經元,CeA-SST),突觸電壓和神經活性都增加了。

林昱伶表示,研究發現小鼠大腦中特定神經細胞的活性,會影響慢性疼痛引起的焦慮或憂鬱。「與臨床慢性疼痛患者行為相似的慢性肌痛症小鼠,除了對痛覺較敏感,且有高度焦慮、沮喪和社交障礙行為。」她也提到,這些小鼠「杏仁核」中央區接收到較高的活化訊息,使特定神經細胞「體抑素細胞」(CeA-SST)的活性上升,因此驅使慢性的疼痛與負面情緒。

連正章也指出,「且不論是用化學基因方法,或使用治療纖維肌痛症的藥物普瑞巴林pregabalin(PGB),都可以抑制神經元從腦幹傳遞受傷的訊息至CeA-SST,因此可減輕慢性疼痛與焦慮、抑鬱的症狀。」

林昱伶表示,另一有趣的發現是,「在慢性疼痛發展的早期,即給予藥物或抑制杏仁核中央區特定神經細胞的活性,都可以有效阻斷慢性疼痛及負面情緒的發展,此研究釐清了慢性疼痛與負面情緒互相重疊的神經迴路。」連正章表示,未來研究方向希望能調控產生慢性疼痛的特定神經細胞活性來開發治療的方法,期待對慢性疼痛預防及治療有實質的幫助。

研究發現小鼠大腦中特定神經細胞的活性,會影響慢性疼痛引起的焦慮或憂鬱。(圖片來源/林昱伶提供)

盼研究應用到臨床,精準治療減輕病患疼痛

台北榮總神經醫學中心主任王署君指出,慢性肌肉性疼痛代表性疾病如纖維肌痛症,很多病人除了疼痛外,也飽受焦慮與憂鬱的苦。「許多人痛久了心情當然就不會好,但本團隊的研究結果發現大腦的杏仁核的特定神經迴路可以同時解釋症狀與治療,醫界未來在治療相關疾病有全新的方向。」

王署君也認為,慢性疼痛是一種廣泛性的疼痛,不一定是發生在特定部位或器官,也會引起焦慮或憂鬱,透過這項研究可幫助未來在用藥或治療上更多的研發與應用。他提醒,「纖維肌痛症的患者無法透過一般常見的止痛藥來達到治療效果,只能透過一些專門治療慢性疼痛的藥物,如普瑞巴林或度洛西汀(Duloxetine)。」

纖維肌痛症的患者無法透過一般常見的止痛藥來達到治療效果,只能透過一些專門治療慢性疼痛的藥物。(圖片來源/王署君提供)

台北榮總神經內科主治醫師陳世彬也提到,慢性疼痛對病患所造成的苦痛難以想像,對於身、心都是巨大的負荷,希望隨著科技與醫療技術的快速進步,能有機會實際應用此研究的成果,更精準的治療病患病痛和減輕疾病負擔。

陳世彬表示,很期待未來這項研究能盡快應用到臨床,但臨床與基礎研究之間仍有許多差異,目前臨床上只能透過病患的「主觀描述」去了解慢性疼痛與疾病的關聯,未來也希望臨床研究建立更多像基礎研究上「客觀描述」的指標。

連正章也指出,在人類中使用化學遺傳學和光遺傳學等先進技術的局限性,是臨床研究的另一個大問題,因此在慢性疼痛患者中調節特定類型的神經元仍是臨床治療中的一大挑戰。

連正章提醒,雖小鼠與人類具有相似的大腦結構,但此2物種的神經迴路及聯結仍然存在一些差異,慢性疼痛患者的致病機轉是否也受杏仁核中央區這群神經元調控仍待進一步的研究。