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神經(jīng)刺激治療關(guān)節(jié)炎

時(shí)間:2024-02-07

2023年我們將看到神經(jīng)刺激對(duì)自身免疫性疾病的治療效果。

莫尼克?羅布洛克(Monique Robroek)曾患有嚴(yán)重的關(guān)節(jié)炎,即使采用了最好的藥物,她在房間行走也十分艱難。多虧皮下電子植入物,她成功停掉了所有藥物,且沒有痛苦地生活了近10年時(shí)間,直到最近,一種病毒性疾病令她的類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎(RA)再次發(fā)作。
羅布洛克的醫(yī)生弗里達(dá)?庫普曼(Frieda Koopman)是荷蘭阿姆斯特丹大學(xué)醫(yī)學(xué)中心(UMC)的風(fēng)濕病學(xué)家,她說,在類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者中,羅布洛克的長期緩解既“令人印象深刻”也十分罕見。羅布洛克的經(jīng)歷凸顯了生物電子醫(yī)學(xué)(也稱為“電子藥物”)的巨大潛力,對(duì)于傳統(tǒng)上只能用藥物來治療的疾病而言,這是一個(gè)新興的治療領(lǐng)域。
不過,羅布洛克也是一個(gè)異類。庫普曼領(lǐng)導(dǎo)了一項(xiàng)具有里程碑意義的17人試驗(yàn),測(cè)試了調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)的電信號(hào)模式是否可以抑制類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎癥和關(guān)節(jié)疼痛。2016年的論文表明,羅布洛克是少數(shù)幾個(gè)實(shí)現(xiàn)了疾病嚴(yán)重程度明顯和持續(xù)下降的人之一。
雖然有庫普曼這樣的試點(diǎn)研究,但科學(xué)的確定性需要隨機(jī)、假對(duì)照試驗(yàn)。醫(yī)生、神經(jīng)科學(xué)家和生物工程師應(yīng)該很快就能對(duì)電子藥物設(shè)備的性能獲得更好的認(rèn)識(shí)。2023年底,贊助庫普曼初步試驗(yàn)的SetPoint Medical公司(位于加州瓦倫西亞)將報(bào)告Reset-RA的初步研究結(jié)果,這是針對(duì)自身免疫性疾病開展的第一次大規(guī)模神經(jīng)刺激研究。與早期試驗(yàn)一樣,Reset-RA的研究目標(biāo)是迷走神經(jīng),它是大腦與身體溝通的主要通道,該研究力圖對(duì)抗炎癥。

期望是激動(dòng)人心的。雖然電子脈沖設(shè)備已在醫(yī)學(xué)上得到廣泛應(yīng)用,但這些平臺(tái)作用的都是直接影響患病組織的神經(jīng)回路;例如,腦深部刺激器會(huì)通過刺激大腦的運(yùn)動(dòng)控制中心來幫助緩解帕金森癥狀。沒有人特別關(guān)注凱文?特雷西(Kevin Tracey)在2002年一篇有影響力的文章中所提到的“炎癥反射”,這是一種通過迷走神經(jīng)及其連接器官來間接調(diào)節(jié)對(duì)感染和損傷做出的免疫反應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
特雷西是紐約曼哈塞特范斯坦醫(yī)學(xué)研究所的前神經(jīng)外科醫(yī)生,他是第一個(gè)證明刺激大鼠迷走神經(jīng)可以抑制免疫信號(hào)分子釋放的人。他后來將這種效應(yīng)與進(jìn)入脾臟的迷走神經(jīng)信號(hào)聯(lián)系了起來。脾臟位于腹部,是一個(gè)拳頭大小的器官,免疫細(xì)胞在這里被激活。2007年,為了將這種療法引入臨床,特雷西與他人共同創(chuàng)立了SetPoint。
該公司首先改變了用于控制癲癇發(fā)作的現(xiàn)成植入物的用途。SetPoint采用了嚙齒動(dòng)物研究作指導(dǎo),優(yōu)化了刺激參數(shù),然后將設(shè)備提供給羅布洛克等患者。她和其他接受者每人都通過手術(shù)在胸部植入了一個(gè)餅干大小的脈沖發(fā)生器。一根電線蜿蜒在患者脖子左側(cè),電極環(huán)繞在迷走神經(jīng)上。它每天最多可產(chǎn)生4次長達(dá)1分鐘的輕微刺激。
免疫學(xué)家和生物技術(shù)企業(yè)家保羅?彼得?塔克(Paul Peter Tak)與庫普曼一起領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)試驗(yàn),他擔(dān)心類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者可能不想接受手術(shù),不愿意在皮下植入硬件。但是自從這項(xiàng)研究在荷蘭電視上公布之后,塔克收到了大量患者請(qǐng)求,他們厭倦了無休止的藥物和注射。“這種市場調(diào)查在我的計(jì)劃之外。”塔克說,“讓我沒想到的是,許多患者可能更喜歡一次性手術(shù)。”
雖然這項(xiàng)研究的結(jié)果很有前景,但設(shè)備本身很笨重。因此,SetPoint對(duì)平臺(tái)進(jìn)行了全面改革,將其縮小成了一粒花生大小的神經(jīng)刺激器,并集成了電極和無線充電電池,所有組件都被封裝在一個(gè)直接位于頸部迷走神經(jīng)頂部的硅膠盒中。“這就像把一輛舊車變成了特斯拉,全部重新設(shè)計(jì)了。”SetPoint的首席醫(yī)療官大衛(wèi)?切爾諾夫(David Chernoff)說。

2018年進(jìn)行的一項(xiàng)小規(guī)模試驗(yàn)證明,這種小型化設(shè)備是安全的。有250人參加了Reset-RA研究,其中一半的參與者在植入后的前12周沒有接受任何刺激,現(xiàn)在正在評(píng)估療效。如果有效,其他自身免疫性疾病試驗(yàn)也將隨之開始。
與此同時(shí),其他公司也在測(cè)試作用于更靠近免疫激活部位神經(jīng)的設(shè)備,該部位即“工作端”,英國加爾瓦尼生物電子公司總裁克里斯托弗?法姆(Kristoffer Famm)說。法姆認(rèn)為,這種終末器官神經(jīng)電擊方法應(yīng)該能實(shí)現(xiàn)更精確的疾病特異性神經(jīng)調(diào)節(jié),不會(huì)產(chǎn)生沖擊迷走神經(jīng)的脫靶效應(yīng),迷走神經(jīng)是許多身體新陳代謝過程的中心。
加爾瓦尼由谷歌母公司Alphabet和英國制藥公司葛蘭素史克合資建立,目前正在對(duì)少量類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎患者的植入式脾神經(jīng)刺激器進(jìn)行評(píng)估。另一家總部位于明尼阿波利斯的公司SecondWave Systems也在測(cè)試脾臟導(dǎo)向超聲波是否可以無需實(shí)施侵入性手術(shù)便能實(shí)現(xiàn)同樣的免疫抑制效果。加爾瓦尼和SecondWave都希望在未來一年內(nèi)公布首次人體試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
曾在美國國立衛(wèi)生研究院監(jiān)督生物電子學(xué)研究工作的波士頓東北大學(xué)神經(jīng)技術(shù)專家吉恩?奇維立科(Gene Civillico)說:“神經(jīng)調(diào)節(jié)肯定會(huì)大放異彩。”奇維立科認(rèn)為“以空間和時(shí)間精確的方式控制神經(jīng)組織將成為我們治療或改變?cè)S多病情的方法”。在接下來的一年里,SetPoint和其他公司希望證明他是對(duì)的。
作者:Elie Dolgin

IEEE Spectrum

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