中國台灣年輕女院士發現照LED能治阿爾茨海默症

見習記者 虞涵棋

2016-12-11 20:15來源：澎湃新聞

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阿爾茨海默症（AD）是最“殘酷”的不治之症之一。目前世界幾大製藥巨頭已在研發相應藥物上花了數十億美元，卻紛紛折戟。日前麻省理工學院教授、中國台灣地區“中研院”最年輕女院士蔡立慧的團隊另闢蹊徑，發現利用特殊頻率的LED燈可以消除小鼠大腦裏的β-澱粉樣蛋白，有望打開治癒阿爾茨海默症的突破口。

麻省理工學院麻省理工學院神經科學教授、中國台灣地區“中研院”最年輕女院士蔡立慧

這篇以蔡立慧教授為通訊作者的論文題為Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microglia（《γ振盪減少澱粉體積累並改進小神經膠質細胞》），12月8日發表在頂級學術期刊《自然》上。

阿爾茨海默症：吞噬千萬人記憶的殘酷死神

阿爾茨海默症在中國有一個更“簡單粗暴”的名字：老年痴呆症。

但這個説法是不準確的。事實上，阿爾茨海默症只佔到全部痴呆症的50%～60%。患者由記憶力下降開始，逐漸衍生為語言能力下降、情緒失控、身體協調能力下降，最終喪失生命中最重要的那些記憶，進而走向死亡。病症會緩慢地吞噬大腦的正常運作，整個過程一般會持續8～10年。

根據國際阿爾茨海默症協會2016年的調查報告，目前全球共有4700萬痴呆症患者，而到2050年，這個數字預期將上升到1.3億。可以説，人類正在面臨一場公共衞生和公共服務方面的巨大危機。而根據著名醫學期刊《柳葉刀》的調查，2010年中國的阿爾茨海默症患者約為570萬。

多家制藥巨頭也正在斥巨資研發相應藥物，就在11月下旬，繼輝瑞和強生的單抗藥物bapineuzumab、羅氏公司單抗藥物gantenerumab三期以失敗告終之後，美國製藥巨頭禮來公司宣佈，其輕度阿爾茨海默病藥物Solanezumab在三期臨牀試驗中失敗，上億美元研發資金付諸東流，股價暴跌14%，令醫藥圈紛紛感嘆阿爾茨海默症是個“大坑”。

禮來宣佈阿爾茨海默病藥物Solanezumab失敗

禮來股價暴跌

值得注意的是，以上失敗的藥物都是靶向β-澱粉樣蛋白的單體藥物，以降低腦內的β-澱粉樣蛋白水平為目標。β-澱粉樣蛋白(Aβ)在大腦內積累形成斑塊是形成阿爾茨海默症的一大標誌性病理特徵。儘管目前學界並未完全揭開阿爾茨海默症的病因，但主流觀點認為β-澱粉樣蛋白是治療阿爾茨海默症最有希望的突破口。

而蔡立慧團隊這次另闢蹊徑，不靠藥物作用，僅憑外在光源照射就降低了小鼠腦內的β-澱粉樣蛋白，可以説是一項震驚學界的發現。

那麼，蔡立慧團隊的研究，具體是怎麼進行的呢？

40Hz閃燈誘導產生γ振盪，消除β-澱粉樣蛋白

當大腦中的神經元網絡被同步激活時，會產生不同頻率的電信號，其中頻率介於30至90Hz的被稱為γ振盪。此前，研究者已經觀察到阿爾茨海默症等多種神經疾病的患者的γ振盪被幹擾了。但是，學界普遍認為這種變化是阿爾茨海默症的結果，而非致病的原因。

蔡立慧團隊首先利用因基因突變致患阿爾茨海默症的小鼠，在小鼠的神經細胞中植入光受體，然後在小鼠大腦裏植入光源。他們反覆試驗不同頻率的光波，發現受40Hz的光照射一小時後，小鼠海馬體內的β-澱粉樣蛋白減少了40%～50%。

小鼠腦內的β-澱粉樣蛋白減少

蔡立慧團隊進一步探索能否用一種不需要侵入小鼠大腦的方法來達到同樣的效果，因為外部光源也可通過視覺神經刺激大腦皮層。他們把小鼠放在一個裝着LED燈的盒子裏，以40Hz頻率閃燈，在小鼠初級皮層誘導產生γ振盪，β-澱粉樣蛋白水平也降低了一半。但是在停止光照後，β-澱粉樣蛋白在24小時內又恢復到原來的水平。

受LED光照的小鼠

隨後，研究者們給予了小鼠連續7天，每天1小時的光照，發現小鼠腦部的澱粉樣蛋白斑塊和自由浮動的澱粉樣蛋白都有顯著的下降。現在，他們正在確定這一療效的持久性。

蔡立慧團隊還揭開了γ振盪起作用的機理：受γ振盪影響，β-澱粉樣蛋白產生速度減緩，同時小神經膠質細胞（腦內一種免疫細胞）清除β-澱粉樣蛋白的能力增強。

當然，科學界也需要認識到在阿爾茨海默症相關研究中，曾有很多在小鼠實驗中獲得成果的治療方法並不能在人體內起作用，比如本文前述的幾家製藥公司的單抗藥物。到底在被LED燈照射後腦內β-澱粉樣蛋白水平降低的小鼠會產生怎樣的行為模式變化，是否真的可以治療或緩解阿爾茨海默症，這種方法是否同樣適用於人類，都需要進一步研究。

就在文章發表後的第二天，蔡立慧和論文另一作者Boyden聯合創辦的公司Cognito Therapeutics宣佈，獲得該項研究的全球獨家授權，全力承辦後續的臨牀研究。

蔡立慧1960年出生於中國台灣，現為麻省理工學院Picower學習與記憶中心主任，長期利用小鼠實驗進行阿爾茨海默症相關研究，並在《自然》、《科學》等頂級期刊上發過一系列重要研究成果。她在2007年以最高票當選中國台灣地區最高學術研究機構“中研院”最年輕的女院士。