NIR光疗: 帕金森病创新疗法试验

2020
09/25

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探酶 / E探索医学
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近期,佛罗里达大学医学院的神经心理学家们正在进行一项试验利用近红外光(NIR)来治治疗帕金森病。

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)又名震颤麻痹,是一种常见的神经系统变性疾病,具有高度异质性。帕金森病最主要的病理改变是中脑黑质多巴胺(dopamine, DA)能神经元的变性死亡,由此而引起纹状体DA含量显著性减少而致病。 近期,佛罗里达大学医学院的神经心理学家们正在进行一项试验利用近红外光(NIR)来治治疗帕金森病。

Alan Minson表示,在他从2019年7月开始使用“轻型头盔”后,帕金森病的症状有所改善

帕金森是一种神经系统的渐进性疾病,1817年英国内科医师James Pakinson首次发现并报道了此病。

据帕金森基金会称,它影响到大约100万人。早期可以没有症状,或者只有睡眠困难、移动或行走困难,这些症状最终会导致更严重的症状,如运动功能和说话能力丧失以及痴呆。大多数人在60多岁时就开始出现症状,但在两岁时就有病例报告。

目前,世界上所有针对帕金森病的治疗都是控制症状,大多治疗方法都主要集中于使用多巴胺能药物有效控制症状,但不能从根本上解决问题。所以对帕金森疾病的治疗研究仍然是世界关注问题。

近日,来自Science 消息,科学家开始了一项利用“光疗”来治疗帕金森病的试验。光疗法可以帮助改善情绪,治愈伤口,并增强免疫系统。它是否也能改善帕金森病的症状?计划于今年秋天在法国进行的首次此类试验,旨在找出答案。

在7名患者中,植入大脑的光纤将把近红外(NIR)光脉冲直接传送到黑质,黑质是大脑深处的一个区域,因为帕金森病会退化。近红外光(Near Infrared,NIR)是介于可见光(ⅥS)和中红外光(MIR)之间的电磁波。

由Clinatec研究所的神经外科医生Alim-LouisBenabid领导的研究小组希望这种光能保护那里的细胞免于死亡。

这项研究是探索帕金森病患者如何从光中受益的几项研究之一。佛罗里达大学医学院的神经心理学家Dawn Bowers正在招募患者进行一项试验,在试验中,NIR将被光束照射到颅骨上,而不是借助植入物。

在帕金森病患者和动物模型中进行的小规模试验已经表明了其疗效,但是一些主流的帕金森病研究人员持对此持怀疑态度。没有人确切地说明光是如何保护关键的神经元的,或者为什么它对深埋在大脑深处,从未见过阳光的细胞会有任何影响。

持怀疑论者表示,迄今为止在人类身上看到的大部分或全部鼓舞人心的迹象可能是安慰剂效应的结果。

哥伦比亚大学欧文医学中心的神经生物学家、《npj帕金森病》杂志的编辑David Sulzer说,由于没有与帕金森病状变化密切相关的生物标记,我们依赖于观察行为。要防止安慰剂影响并不容易。

但支持者指出,帕金森病疗法被称为“深部脑刺激”(DBS),在这种疗法中,将特定频率的电流应用于受影响的大脑区域。30多年前由Benabid发明了DBS,尽管它的作用方式也不完全清楚,但它已成为治疗帕金森病患者震颤和其他严重运动症状的标准方法。

马萨诸塞州总医院威尔曼(Wellman)光医学中心的研究人员Michael Hamblin说,低水平激光疗法对其他组织的良好治疗效果也令人鼓舞。在一些国家,医生通常使用激光来治疗疼痛或加快伤口愈合。

10年前,悉尼大学神经解剖学家John Mitrofanis受到一位同事的启发,尝试用光线治疗帕金森病。因为,他的同事告诉他,近红外范围内的光线可以保护视网膜细胞不受毒素的侵害。在2012年的一项研究中,他和同事们在一个患有帕金森病的小鼠模型中发现,近红外线照射到小鼠头部,可以保护黑质中多巴胺生成细胞免受神经毒素的伤害。

Mitrofanis兴奋地打电话给Benabid,他曾与Benabid一起花了一年时间研究DBS。研究人员认为,从头骨外部发出的光线无法穿透足够深的物体,从而不会对更大型动物产生影响。

2017年,他们与研究员Cécile Moro一起,向20只猕猴注射了一种已知会导致帕金森病的神经毒素。在其中的9个实验中,他们还通过一个植入的装置将NIR传递到中脑区域。

第一只经NIR治疗的猴子,在经过3周的恢复期后,可以到处走动,好像没事一样。总的来说,经NIR治疗的猴子出现的症状比未治疗组出现的症状更少,并且多保留了20%至60%遭神经毒素攻击的脑细胞。

Mitrofanis还与塔斯马尼亚州一位退休的职业医生Catherine Hamilton建立了合作关系,Hamilton用发光二极管(LED)包裹了自己患关节炎的膝盖,治疗过关节炎。

在去年发表的一项针对6名帕金森病患者的研究中,Hamilton、Mitrofanis等报告说,戴一顶镶有发光二极管的头盔可以改善面部表情、听觉处理、交谈参与度、睡眠质量和动机,尽管它对运动症状没有太大影响。

家住澳大利亚朗福德的帕金森患者Alan Minson于2019年7月开始使用头盔,他表示,如果一天不戴,身体就会逐渐发生变化。噩梦卷土重来,容忍度下降,嗜睡感也上升了。

悉尼大学的Ann Liebert正计划对120名患者使用更精密的头盔进行研究。

在一项类似的研究中,Bowers将随机挑选24名患者,让他们接受NIR或伪光照射,观察其在行为和运动方面的益处。

Bowers还将寻找一些迹象,如一些人所说,光是否可以促进脑细胞产生能量的线粒体。试管实验表明,光可以触发线粒体膜上存在的细胞色素C氧化酶(cytochrome C oxidase),从而加速细胞能量的产生,进而增加血流量,并刺激细胞分泌出几种神经保护蛋白和生长因子。Bowers表示,不相信经颅装置能够穿透足够深,从而显示出实质性的改善。

这项研究将对14名早期帕金森病患者进行为期4年的跟踪研究,其中7名患者将定期接受治疗,治疗方法是通过一根细细的激光二极管电缆将670纳米的光脉冲传送到大脑。其他7名患者将不接受手术;一个伦理审查委员会裁定,在没有获益机会的情况下,不允许对他们进行手术。Benabid说,主要目的是证明植入物是安全的,但研究人员也将评估疾病的进展。这必须产生很大影响。没有理由为了轻微的改善而做大范围的手术。

研究人员计划使用常见的成像方法来量化患者体内产生多巴胺的细胞数量。但是保护效果可能很难检测到。Sulzer说:“所有帕金森病神经保护试验的主要问题是,诊断似乎是在50%以上的多巴胺产生细胞消失后进行的。除非改善很大,否则“信号可能太小而无法检测。”

该小组还将寻求临床益处。但是,由于研究人员通过观察患者执行特定任务来对帕金森病进行分级,因此评估在很大程度上是主观的,而且症状会随着时间而变化。每个患者都会时好时坏。由于对照组不会接受手术,因此很难排除安慰剂的作用。

治疗帕金森病的方法可能还有很长的路要走,很多事情我们都不了解,我们对此表示怀疑,这也是一个有趣的领域。

来源:Science

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关键词:
帕金森病,神经系统,光疗,近红外光,NIR

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