在一項新的研究中，來自美國卡內基梅隆大學的研究人員找到了一種使腦深部刺激（deep brain stimulation, DBS）更加精確的方法，從而使治療效果超過目前可用的治療方法。這一發現將極大地推動帕金森病研究。相關研究結果發表在2021年10月8日的Science期刊上，論文標題為“Commensal bacteria promote endocrine resistance in prostate cancer through androgen biosynthesis”。論文通訊作者為卡內基梅隆大學生物科學副教授Aryn Gittis。
DBS允許科學家們和醫生使用植入大腦的薄電極，向大腦控制運動的部分發送電訊號。這是一種行之有效的方法，可以幫助控制身體中不需要的運動，但是患者必須接受持續的電刺激，以獲得症狀的緩解。如果關閉電刺激，症狀會立即恢復。
Gittis說，這項新的研究可能會改變這種情況。“透過找到一種具有持久效果的干預方法，我們的希望是極大地減少刺激時間，從而最大限度地減少副作用，延長植入物中的電池壽命。”
Gittis在2017年為這種治療方法奠定了基礎，當時她的實驗室確定了大腦運動迴路中的特定類別的神經元，靶向這些神經元可為帕金森病模型中的運動症狀提供持久的緩解。在這項新的研究中，Gittis實驗室使用了光遺傳學，這是一種利用光來控制經過基因改造的神經元的技術。然而，光遺傳學目前不能用於人類。
從那時起，她一直在努力尋找一種更容易轉化為帕金森病患者的策略。她的團隊在小鼠身上發現了一種新的DBS方案，該方案使用短脈衝電刺激。
Gittis說，“與其他現有的治療方法相比，這是一個很大的進步。在其他DBS方案中，一旦關閉電刺激，症狀就會回來。這種新的DBS方案似乎能提供更持久的益處---持續時間至少比傳統DBS長四倍。”
在這種新的DBS方案中，這些作者針對蒼白球（globus pallidus）---大腦基底神經節中的一個區域---中的特定神經元亞群進行短脈衝電刺激。Gittis說，科學家們多年來一直試圖找到以這種細胞型別特異性的方式提供刺激的方法。她說，“這個概念並不新鮮。我們使用了一種‘自下而上’的方法來驅動細胞型別的特異性。我們研究了這種細胞型別的生物學，確定了驅動它們的訊號輸入。我們找到了一個讓我們可以利用基礎生物學的最佳點。”
論文第一作者Teresa Spix說，雖然有許多強有力的理論，但科學家們還沒有完全理解DBS的工作原因。她說，“我們有點像在玩黑盒子。我們還不瞭解裡面發生的每一件事，但我們的短脈衝方法似乎能提供更大的症狀緩解。這種模式改變讓我們可以不同地影響這種細胞型別。”
Spix在今年7月通過了博士論文答辯，她對這項研究與臨床研究的直接聯絡感到興奮。Spix說，“很多時候，我們這些在基礎科學研究實驗室工作的人不一定與實際患者有很多接觸。這項研究從非常基本的神經迴路問題開始，但卻取得了在不久的將來可以幫助患者的發現。”
圖片來自Wikipedia。
接下來，匹茲堡大學阿勒格尼健康網路（Allegheny Health Network, AHN）的神經外科醫生將把Gittis的研究用於人體的安全性和耐受性研究。AHN神經外科醫生Nestor Tomycz說，研究人員很快將開始對特發性帕金森病患者進行隨機、雙盲交叉研究。這些患者將被跟蹤12個月，以評估他們的帕金森病運動症狀的改善和不良事件的頻率。
Tomycz說，“Aryn Gittis繼續做著驚人的研究，闡明瞭我們對運動障礙中基底神經節病理學的理解。我們很高興，她對短脈衝刺激（burst stimulation）的研究顯示出改善DBS的潛力，DBS已經是一種行之有效的帕金森病療法。”
AHN首席醫療官Donald Whiting說，這種新的DBS方案可以為實驗性治療開啟大門。Whiting說，“Gittis正在幫助我們在動物模型中強調那些將會改變未來我們為患者所做的事情。幾十年來，她的研究一直在幫助開發對帕金森病患者的護理治療。”
Tomycz表示同意並說道，“這項研究確實在未來將幫助設計我們在大腦中使用的技術，並將幫助我們為這些患者獲得更好的結果。”
