关键词: 暴食症、脑深部电刺激、伏隔核、闭环神经调控、食物渴求
导语
暴食症(Binge Eating Disorder, BED)是最常见的进食障碍之一,患者会反复发作性地摄入大量食物,并伴随强烈的失控感,常导致肥胖及相关代谢疾病。目前针对BED的特效治疗手段有限。一项发表于《自然·医学》(Nature Medicine)的初步临床试验显示,一种能够实时监测并主动调控大脑奖赏中枢的闭环脑深部电刺激(DBS)系统,在两名重度肥胖的BED患者中显著减少了暴食发作频率,并帮助患者成功减重。该技术为治疗基于“失控”机制的神经精神疾病开辟了新路径。
研究背景:从“渴望”到“失控”的神经密码
暴食症的典型特征是在短时间内摄入远多于正常量的食物,且发作时完全无法自控。与神经性贪食症不同,暴食症患者不伴随清除行为(如催吐、滥用泻药)。此前研究表明,暴食发作前常伴随对特定高热量食物的强烈渴求(craving),这种渴求与大脑奖赏通路的核心结构——伏隔核(nucleus accumbens) 的异常电活动密切相关。伏隔核在处理奖赏、愉悦和成瘾行为中起关键作用,也是多种成瘾性疾病(如物质依赖、病理性赌博)的调控靶点。
技术原理:基于“侦测-触发”的闭环神经调控
该研究的领导者、宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的Casey Halpern博士团队,早在2018年通过小鼠和人类实验发现:在暴食发作前的数秒内,伏隔核会出现一种特定的低频电活动信号;而在正常进食时,该信号不会出现。更重要的是,当用光遗传或电刺激手段在小鼠伏隔核实时打断这一信号时,小鼠会显著减少对高热量食物的过量摄入。
基于这一发现,团队采用了一种已获临床批准用于治疗药物难治性癫痫的植入式神经刺激器。该设备可被植入颅骨下,电极延伸至双侧伏隔核。它具备两大核心功能:
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实时记录:持续监测伏隔核的局部场电位,自动识别预先定义的“暴食相关低频信号”。
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闭环刺激:一旦侦测到该信号,系统立即自动触发高频电刺激,瞬间干扰异常神经活动,从而在意识层面之下阻断即将发生的失控暴食。
临床试验:两名患者六个月的初步结果
本研究为可行性先导试验,首要目标是评估安全性。入组的两名患者均为严重肥胖的暴食症患者(其中一名患者在入组时每周暴食约6-8次)。设备植入后,研究人员首先进行为期数周的信号记录期——期间设备只记录不刺激,以验证人类暴食前是否同样存在小鼠中发现的特定信号。
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信号验证:在实验室环境下,研究人员为患者提供其偏好的自助餐(包括快餐、糖果等),并同步录像。当患者报告或录像显示即将开始暴食时,设备记录到与2018年研究一致的特征性低频信号,出现在首次进食前数秒。
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干预结果:在随后的6个月闭环刺激期,设备自动执行“侦测即刺激”。两位患者报告:
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暴食频率骤降:失控感和暴食发作次数显著减少。其中一名患者改善极为明显,在随访结束时已不再符合暴食症的诊断标准。
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体重下降:两名患者均减重超过11磅(约5公斤)。
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安全性:未观察到与设备相关的严重不良事件。
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研究人员已对这两名患者额外随访了6个月,并已开始招募更多患者进行更大规模的验证性研究。
对生物医学专业读者的启示
该研究的创新性与科学价值主要体现在以下几个层面:
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从“开环”到“闭环”的策略升级:传统脑深部电刺激(如用于帕金森病)通常采用连续、开环刺激,参数固定且无法对瞬息万变的神经状态做出反应。而本研究的闭环系统仅在检测到异常信号时才按需刺激,理论上可减少副作用、延长电池寿命,并实现更精准的病理环路干预。这代表了神经调控技术的重要发展方向。
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症状特异性生物标记物的临床应用:该研究成功将一个在动物实验中发现的、时间精确到秒级的电生理生物标记物(低频伏隔核信号)直接转化应用于人类疾病治疗。这种“先解码,再干预”的策略,为其他以阵发性失控为特征的疾病(如神经性贪食症、某些类型的成瘾行为)提供了可复制的范式。
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进食障碍机制的新认知:研究进一步强化了“暴食症是一种基于大脑奖赏环路功能障碍的神经行为障碍”这一观点。它将主观的“渴求”和“失控”体验,具象化为可量化、可干预的客观神经信号,为消除对精神疾病的污名化提供了科学依据。
未来展望
尽管初步结果令人振奋,但该技术距离临床应用仍有距离:目前仅为极少数患者的短期结果,长期疗效和安全性待验证;设备植入为有创操作,需严格筛选患者(如用于严重、难治性病例);此外,该策略是否适用于非肥胖型暴食症或不同性别人群,也需更多研究。然而,该研究无疑为神经精神疾病的精准闭环治疗树立了一个新的里程碑。
参考来源:
Shivacharan, R.S., Rolle, C.E., Barbosa, D.A.N. et al. Pilot study of responsive nucleus accumbens deep brain stimulation for loss-of-control eating. Nature Medicine (2022). https://doi.org/10.1038/s41591-022-01941-w