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找到偏头痛的根源

  • 发表2021年4月23日
  • 作者亚历克西斯Wnuk
  • BrainFacts / SfN
偏头痛期间的休息室
一个艺术家对偏头痛先兆的描绘
Debbie Ayles。归因 - 非商业4.0国际(CC BY-NC 4.0)

上世纪70年代,作为一名年轻的住院医师,迈克尔·莫斯科维茨(Michael Moskowitz)想为他的偏头痛患者做更多的事情。当时可用的治疗方法——一种叫做麦角胺的药物——并不能帮助所有人,还会产生严重的副作用,如恶心、呕吐、肌肉痉挛、头晕、四肢麻木和刺痛。他说:“我意识到这种治疗是多么无效,多么有害。”因此,他转向了偏头痛科学。当时,研究的重点是大脑内部和周围的血管。这种理论认为,血液中循环的某种物质导致血管扩张,从而导致疼痛。

在莫斯科维茨看来,这种解释不合情理。大多数偏头痛只发生在头部的一侧。头部两侧的血液是一样的,那么为什么只有一侧会头疼呢?莫斯科维茨把注意力转移到三叉神经脑是传递来自头部的各种感觉(包括疼痛)的主要神经。

后来,欧洲和澳大利亚的其他研究人员也对偏头痛的流行智慧提出了类似的质疑。Lars Edvinsson, Peter Goadsby,和Jes Olesen,连同Moskowitz,开创了一条新的道路,在接下来的40年里,他们一点一点解开了偏头痛的生物学。他们的发现促进了治疗和预防偏头痛的新药的开发,并为他们赢得了这个奖项2021年大脑奖

BrainFacts.org对他们的工作和偏头痛研究人员的下一个大挑战谈到了他们的工作。

什么是偏头痛,它与普通头痛有什么不同?

偏头痛头痛往往比常规头痛更严重。特征悸动的疼痛通常在头部的一侧开始。人们也可能会经历对光极敏感还有恶心呕吐的声音。偏头痛发作可能持续几小时到三天不等,大多数人一个月发作一次或两次。莫斯科维茨是哈佛医学院的神经学教授,他说:“这确实是一种不同类型的头痛,实际上会使人衰弱、致残、破坏生活和家庭。”

对于一些人来说,称为Auras的感觉障碍在偏头痛攻击的痛苦之前。这些通常涉及盲点,闪烁的灯光,闪烁灯或慢慢浮动视野的锯齿形的临时变化。

在世界范围内,有超过10亿人患有偏头痛——大约是七分之一。女性患偏头痛的人数是男性的两倍。此外,哥本哈根大学(University of Copenhagen)神经学教授、丹麦头痛中心(Danish Headache Center)首席医师杰斯·奥尔森(Jes Olesen)说,新出现的证据表明,女性偏头痛发作更严重,因此也更容易致残。“所以如果你看一些疾病负担的综合评估,它更像是5比1。”

大脑在偏头痛中的作用是如何被发现的?

第一块拼图是在20世纪80年代初,当莫斯科维茨发现三叉神经和血管之间的联系脑膜.这些血管是颅骨中为数不多的疼痛敏感结构之一。但是,科学家们不知道是哪根神经将疼痛信号传递到大脑。为了弄清楚这一点,莫斯科维茨使用了一种被称为逆行轴突示踪的技术,荧光分子将神经元放置在神经纤维的末端,神经纤维被神经元吸收,然后运输回细胞体。照一束光,你就能看到这些分子的去向。

结果实验证实了他的怀疑:缠绕在血管周围的神经纤维是三叉神经的一部分。另外的实验表明,三叉神经释放神经肽——一种充当信号分子的小蛋白质——可以扩张血管并引起疼痛。

探索三叉神经be paly外围

Lars Edvinsson对其中一种肽——降钙素基因相关肽(CGRP)产生了兴趣。在20世纪80年代早期的一系列研究中,他发现包裹在颅内血管周围的三叉神经纤维含有CGRP,这种肽可以使血管扩张,使其成为偏头痛的主要嫌疑人。

1988年,他开始与Peter Goadbyby的合作,并且该对将CGRP鉴定为偏头痛中的关键肽。在一个关键研究该研究发表于1990年,他们测量了偏头痛患者血液中各种神经肽的水平。参与者来到一家澳大利亚医院的急诊科,抱怨自己有偏头痛症状,并同意进行两次抽血:他们抽取了两份血液样本:一份来自前臂,一份来自颈部的颈静脉。前臂样本测量了在全身循环的肽,而从颈静脉提取的血液指向大脑血流中的肽。在所有的神经肽中,只有CGRP在脑血流中升高。更重要的是,偏头痛患者所含的这种肽是对照组的两倍。“我想,那时候我们觉得我们真的发现了一些东西,”戈德比说,他现在是加州大学洛杉矶分校的神经学教授。

但CGRP是否导致偏头痛或只是偏头痛攻击的结果?Jes Olesen努力了解。在以前的研究中,他使用了一种称为单光子发射断层扫描的成像技术,以在光环期间拍摄大脑中的血流。它结果使染料使动脉可见刚刚发生在一小时后触发了一个光环,这意味着他可以看到如何改变血液流量。实验揭穿了降低血液流动引发的血液流动的普遍理论。他们还开辟了学习偏头痛的新途径。

奥尔森说:“这是第一次经验,它也告诉我……引发偏头痛也许是理解偏头痛的方式。”他领导了一系列的研究,在志愿者的手臂中注射各种物质,希望能引发偏头痛。2002年,他出版了一本研究显示CGRP引发偏头痛患者的偏头痛攻击,表明肽的致病作用。

这些发现是如何导致偏头痛的新治疗方法?

“如果你能诱导偏头痛攻击,那么阻止这种机制也可能对待偏头痛攻击的良好机会,”Olesen说。在2004年研究奥尔森和包括戈德比在内的一个国际合作团队展示了一种阻断CGRP神经元受体的药物可以治疗急性偏头痛。虽然这种药物因为只能静脉注射而从未进入药店货架,但它证明了CGRP阻断剂的概念。

制药业注意到了这一点,并开始开发阻断CGRP受体的药物。Edvinsson和他的同事测试了这些药物的效果,并参加了临床试验。2019年,美国食品和药物管理局批准了ubrogepant,这是首个用于治疗偏头痛的口服CGRP拮抗剂,由制药公司爱力根(Allergan)开发。其他制药公司则走了不同的路线,设计了针对CGRP及其受体的实验室制造的“免疫分子”。其中三种叫做单克隆抗体的疗法现在已经被FDA批准用于预防偏头痛。每月一次的注射可以减少患者偏头痛发作的天数,有时可以减少一半。

偏头痛研究中要解决的下一个大谜团是什么?

Edvinsson想知道为什么偏头痛对女性的影响是男性的两倍。事实证明三叉神经纤维含有雌激素催产素除了CGRP。激素水平在月经前下降;这种下降可能会以某种方式刺激三叉神经系统,瑞典隆德大学(Lund University)内科教授埃德文森(Edvinsson)说。他的团队正在研究细节,但表示这是他们的下一个前沿领域。

确定偏头痛是如何开始的是另一个令人烦恼的问题。“如果你是一个好奇的神经生物学家,你想知道为什么,”Edvinsson说。“我认为这将教会我们很多关于大脑功能的东西。”

戈德比更受病人的激励。他说:“我认为,了解袭击是如何开始的有两件事。“其一,它提供了一种在马脱缰之前治疗人的方法。第二,如果你理解了某些东西是如何真正开始的,那么你就与阻止它的生物学原理有了联系。”

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