張二荃：長期睡眠不足激發的免疫崩潰與致命炎症_風聞

張二荃：

北京生命科學研究所 高級研究員

我們實驗室在北京生命科學研究所，我們的研究主要是兩個方面，一個是晝夜節律生物鐘，第二個就是睡眠。

睡眠對我們有多麼重要？

我先考問一下大家，如果有工作壓力或者是任何其他的問題，我們兩天或者以上不睡覺，會是什麼樣的情況？

這是我自己四年前出差美國的時候，因為倒時差，工作也比較忙，所以我有四十六小時沒睡覺，然後就出現了牙疼、出皮膚疹子、淋巴結腫大這一系列的發炎的反應。

按照我們以前的知識，睡眠不好，我們抵抗力、免疫力下降，就會有這些外界病毒的感染，造成這一系列的炎症反應。

睡眠是一個自然的反覆出現的生理狀態，我們有睡眠和覺醒兩個狀態，對於人來説，我們是晝行動物，所以我們白天是覺醒的，晚上睡覺。從嬰兒到成年人，甚至我們養的寵物阿貓阿狗都是要睡覺的。

我們每天都離不開睡眠，但是如果從真正的科學上來研究的話，我們有一個比較嚴格的定義，而對於人和哺乳動物的研究，我們用的最多的是用腦電波的輔助來定義，我們把睡眠分作兩種形式，一種是所謂的快波睡眠，一種是慢波睡眠。快波睡眠就是我們所謂的，跟我們的做夢的實像是很相關的。

其實不僅僅是高等的哺乳動物有睡眠這個現象，睡眠是伴隨着神經系統的誕生而產生的，所以非常低等的動物，甚至水母都有睡眠的情況出現。

對於哺乳動物來説，睡眠的長短也是非常不一樣的，比如像長頸鹿，每一天只需要睡30分鐘左右，而睡得最多的一類是蝙蝠，還有一類就是考拉熊，它們一天要睡20多個小時，靈長類睡眠長短也是不一樣的，而我們人是比較拼的，在靈長類內是睡眠時間最短的。

我們從出生，甚至是嬰兒在母體裏的時候，就有睡眠這個狀態。隨着年齡不斷的增長，我們睡眠在一天當中，所佔的時間比例是越來越短，但仍然直到正常老年的話，也都會有四分之一的時間需要睡覺。

所以我們人的一生，有三分之一左右的時間，都像是被這樣浪費掉了，以至於我們有一個睡眠方面的科學家——芝加哥大學雷克薩芬教授，他就從邏輯上推導説，睡眠肯定非常重要，如果不是那麼絕對重要的話，我們人類要花三分之一的時間去睡覺，肯定是進化出了什麼大問題。

他就做了一個實驗來證明確實睡眠是非常重要的，是不可或缺的，他採用了這個實驗動物是大鼠。兩隻大鼠，一隻是插了電極來記錄，通過它的腦電波來區分，知道大鼠是不是睡覺，另外一隻是作為對照鼠。

所以一旦腦電波顯示那隻實驗鼠出現了睡眠狀態的時候，轉盤就開始動了，然後大鼠就會被喚醒，而對於對照組來説，它其實是無所謂，它是一個隨機的事件。通過對比實驗動物和對照鼠，他發現非常明顯的差別，也就是説實驗動物是進行了睡眠剝奪，而對照（鼠）是隨機的事件，實驗動物在一個月之內，所有的大鼠都出現了死亡，所以這就告訴我們睡眠是非常重要的，你如果把它剝奪了的話，可能動物就不能生存了。

這是一個關係到生和死的問題。不僅僅是實驗動物是這樣，我們在人身上，現代臨牀研究和觀察，我們都知道一個晚上熬夜不睡覺，就會有一系列的不舒服，甚至還有一系列的疾病可能產生。

比如説我們的激素就可能不平衡，我們的免疫就會出現剛才我展示的我自己的那樣的問題，還有一些記憶鞏固，腦子就不好使了。

我剛才最開始講到的我出現的炎症，一般情況下炎症有可能會有幾個原因，病原體感染或者是物理化學的損傷、接觸過敏，還有一個是我們認為的，我們馬上要揭曉的，就是內源性的，是我們體內產生的這種壞東西，而不是外界。

我們是怎麼做的呢？我們先用小鼠作為模型，來模擬改造那隻大鼠的方式。我們同樣在小鼠身上重現了，讓小鼠不睡覺，四天就有80%的小鼠就出現死亡了。然後我們對出現這麼嚴重問題的小鼠進行解剖，我們看到了它是多個器官出現了病變。

比如説肝臟，肝臟出現了非常大的損傷，而且哪怕是做肝功能的實驗的話，也都看到了肝功能確實是下降了很多，我們常説的熬夜傷肝 其實是有科學道理的。

另外還有一個很重要的器官——脾臟，脾臟其實是控制免疫的，它也出現了很多的病變。

而且你仔細分析就會發現，其實在這些多器官，不僅是出現病變衰竭，而且會出現白細胞的浸潤的現象，所以我們來研究了一下血象，看血液裏出現了什麼問題。

我們發現血液裏炎症反應的因子極大地提高了，比如説我們都熟知的白介素-6，它是一種白細胞分泌的化學因子，它有50——100倍的提升。

所以這些小鼠看來是出現了一個炎症的，所謂的細胞因子風暴的情況。而細胞因子風暴，它會導致白細胞對多個器官進行攻擊，所以這樣就產生了嚴重的後果，包括死亡。

我們做實驗的話，我們知道用激素或者是抗炎藥，能夠在人體裏緩解細胞因子風暴的情況，在小鼠裏頭是不是這麼回事？確實是這麼回事，我們通過用藥物或者是用激素處理，它也能夠讓小鼠死亡率極大地減少。

剛才也講到炎症反應，是外界的感染造成的嗎？雖然我們做實驗，主要是在一個非常乾淨的環境中，但是仍然會有其他的可能解釋。

我們做了一個更加進一步的實驗，我們就用免疫缺陷型小鼠來做了這麼一個實驗，就是我們預計如果是外界感染造成的小鼠死亡，那麼我們其實用免疫缺陷型小鼠，它不能抵抗外界的病原體，這些小鼠是不是應該在我們做睡眠剝奪的情況下，它應該死得更早更快？而事實上在我們免疫缺陷型小鼠，因為它不能進行炎症反應，所以在我們這個實驗當中，這些小鼠壓根就不會死亡。所以這就是告訴我們，免疫炎症反應是導致睡眠剝奪致死的根本原因。

如果不是外界的原因，那是內在的原因嘍，內在是在哪裏呢？

我們推論很有可能是來自於大腦。因為我們不睡覺第一反應，首先應該是腦子不繼續工作，對吧？我們知道，大腦和外界有一個叫做血腦屏障的物理隔離，它能夠把大腦和血液非常嚴格非常好的區分開來，而大腦能夠從血液裏獲得營養，葡萄糖、氧氣這些東西，但是它會阻擋絕大多數的外界過來的這些病原體，或者是任何的不好的東西，同時血腦屏障還負責在正常情況下，從腦子裏傳播到外周的這些分子的通透。

而血腦屏障外排其實是有晝夜節律的，而我們發現對於小鼠進行睡眠剝奪了之後，它會擾亂它的外排節律，而且極大地增加它的外排節律，至少對我們（研究）的這類分子是這樣的。

最後我們找到了這個分子，叫前列腺素D2 (PGD2)，它是怎麼樣工作的呢？

大家可以看一下我們同學們畫的科普漫畫，我試圖來講解一下。就是睡眠不足的時候，我們腦內產生了前列腺素D2的分子，然後不僅僅是增加了它的產生，而且它的通透性，通過血腦屏障的通透性也增加了，然後從腦裏進入到血液裏，然後導致了白細胞一系列的反應，最後產生了白細胞攻擊全身各個器官，所以這個事件就是我們的一個發現。

接下來我們講一下我們這個研究對大家有什麼啓示呢？

我們知道人類睡眠長短是由睡眠穩態控制的，而睡眠實相是由生物鐘晝夜節律控制的。我們有早睡早起的獅子型的，也有晚睡晚起的狼型的，但是絕大多數是屬於正常的熊型的，日出而作，日落而息，但還是有10%的人睡眠，其實不是很規律，是碎片化的，這一類的人我們叫做海豚型，但是多數人是處於亞健康狀態，我們儘量避免這種情況的發生。

《2023年中國健康睡眠白皮書》做過一個咱們中國成年人的隨機調查，發現有接近三分之一的成年人，是有中度或者以上的睡眠障礙的問題的，其實這個比例還是非常大的，而仔細分析的話，對於我們成年人來説，排在首位的睡眠不好的原因，工作壓力大，其次是環境因素。

對於少年兒童來説 可能環境因素影響更多，其次是非常重要的智能手機、智能電子產品對少年兒童的影響，所以這些我們都需要儘量極力地避免。

這些原因我們是知道了，我們可以通過很好地進行干預來改善我們的睡眠。比如説光照， 光太強，或者有的人可能有開燈睡覺的習慣，這其實對睡眠不好，應該是關燈睡覺，然後窗簾也儘可能用遮光性更好的；

還有一個就是聲音、空氣，另外温度也是會影響的。我們知道夏天天氣太熱肯定睡不好，適當地降低温度，比如開空調會幫助我們有很好的睡眠，這是個人健康方面。

我們也知道，其實我們多數人都在工作，所以我們的工作單位的狀況都是很重要的。

我們自己實驗室是做晝夜節律的，所以我們同學們經常會熬夜，像這個同學，他就是一年做了九次，每次48小時以上的熬夜實驗，可以看到非常辛苦。但是因為我們自己做的研究發現，長時間的熬夜、睡眠剝奪，會對身體有極大的傷害，所以我們也總是跟同學們説，這一類的熬夜48小時的實驗儘量少做，如果不得不做的話，儘量在實驗間隙期間抓緊時間，像這兩位同學一樣，抓緊時間打個小盹，都能夠極大地緩解。

所以各位如果因為工作原因，各種各樣的原因，必須要熬夜的話，一定是要抓緊時間能夠自己趕緊睡覺。如果有困難睡不着，還可以藉助安眠藥，其實睡覺不足對人的傷害比吃藥，或者什麼傷害更大，所以一定要重視這個問題。

最後關於社會的話，我想知道大家有多少人是來自於山西省，能舉手一下嗎？好像不是很多。

山西其實是我們著名的“睡”省，是一個很有名的非常重視午休的省，這其實是非常好的一個事情。山西人據説他們中午肯定是不串門的，中午像這些參觀的美術館都要關門讓大家好好休息的，甚至火車站的鐘聲 中午都是不敲的，這都是非常好的關注大家睡眠，從社會的角度來關心大家的睡眠。

最後我想引用哥倫比亞大學教授的話，個人的睡眠對社會是非常重要的，而社會通過關心個人的睡眠健康，對維持和諧社會，也是一個非常有益的幫助。

謝謝大家，祝大家今天晚上有一個好的睡眠。