未来已来，生物电子治疗是什么样子？

防走失，电梯直达安全岛报人刘亚东A

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环球科学

人类的疾病并不都能治愈。事实上，对于大约三分之二的慢性炎症疾病患者而言，自身的疾病就很难被治愈。比如类风湿关节炎（RA），这种常见慢性炎症在人群中的发病率约为1%，而女性发病率是男性的2～3倍。这并不是最可怕的，毕竟通过治疗还是可以有效控制病情、减少残疾的可能性以及改善生活质量。但一个无法回避的事实是，很大一部分确诊患者的治疗反应不佳，且长期给药可能导致毒性在全身积累。

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这些慢性炎症患者遭受疼痛、疲劳和运动功能障碍的折磨，无法进行正常的社交。他们也没办法正常工作，只能待在家里。这种状况还导致了另一种麻烦：由于慢性炎症的药物禁忌，想要怀孕的女性无法正常服药。

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有没有更适合的治疗方案来缓解他们的痛苦？医学家决定打开脑洞寻找新的路径。

他们把目光锚定在了人体内的迷走神经。因为身体炎症和迷走神经有着密不可分的关系，后者可以将大量信号从内脏器官传递到大脑，或者把大脑信号传递给内脏器官。迷走神经参与了“炎症反射”的生物反馈回路，在感知到炎症分子的存在后就会向大脑发出信号，因此可以控制免疫系统对感染和损伤的反应。要知道，慢性炎症与心脏病、糖尿病和多发性硬化症等疾病有关。

科学家决定开发生物电子装置来刺激迷走神经：微型电极直接附着在神经上，刺激神经活动的脉冲发生器通过电线连接电极，而脉冲发生器和数据存储及数据处理单元安装在一个手表大小的盒子中。

这个盒子可以安置在乳房部位的皮肤下，可以用来监测神经活动，同时植入装置产生的电脉冲可以刺激神经系统。只是在该装置中，神经脉冲刺激是一致的，程序也是预先设置好的。可以说，这就是站在医疗前沿的生物电子装置。

这种装置最初用于治疗帕金森病、抑郁症、癫痫等疾病，如今这种生物电子装置也成了炎症患者的福音，它不仅可降低关键促炎分子的水平，还可缓解患者疼痛和改善患者的活动能力。

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上述生物电子装置是1.0版，含有少量的通道电极，但精确度还没有特别高。此外，它只有特定脉冲，缺乏用于即时智能调节的神经活动反馈。它还需要改进，不过我们已经有了一个很好的开端。

最近一个成功案例是一名女性通过实验性闭环植入设备减轻了抑郁症，该案例发表在了2021年10月的《自然·医学》（Nature Medicine）上。需要指出的是，生物电子的医学应用可以拓展到更复杂的疾病以及常见病，而不仅局限于精神疾病和神经疾病。

除了更智能之外，接入更多通道电极的装置也成为刚需，因为电极的多少决定了锁定目标神经区域的精确性。默克生物电子装置负责人Robert Spoelgen说，“我们的目标是开发拥有多个通道的更复杂的生物电子装置，以便精确锁定神经亚区。记录神经活动是第一步，在找到与某些疾病相关的神经生理区域后就可以精确刺激该区域。”

2021 年，默克与德国 B. Braun 的子公司Neuroloop 合作，将进一步在其多通道电极平台上开发刺激迷走神经的选择性生物电子装置。此外，默克与西班牙巴塞罗那 Inbrain Neuronetronics 的子公司Innervia Bioelectronics合作，以期探索基于石墨烯的生物电子迷走神经疗法应用。作为一种二维材料，石墨烯可对神经的特定区域进行精确的信号编码，同时还可降低设备的功耗，这些是未来生物电子装置微型化的重要支撑。

2012年，联合国制定了17个可持续发展目标（SDG），以应对全球面临的环境、政治和经济方面的迫切挑战。默克的生物电子装置针对的正是其中的“目标3：良好健康与福祉；目标3.4：到2030年，将非传染性疾病导致的死亡人数减少三分之一。”默克正在通过记录神经信号，然后锁定与疾病有关的精确亚区域，开发副作用较少的治疗方法，并远程监测患者，从而更好地管理他们的治疗。

从这个角度来说，技术的发展可能会为医生和患者带来双赢的局面：医生可以依靠它来获取关于患者的可靠数据，并且根据这些数据及时调整治疗计划。对于患者而言，如果技术成功落地，也能让他们及时得到必要的治疗，从而节省时间和医疗资源。

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