探索大脑的夜班:关于生物“洗涤周期”的睡眠研究展现希望Inside the brain’s night shift: Sleep research on biological ‘wash cycle’ shows promise | The Straits Times

环球医讯 / 心脑血管来源:www.straitstimes.com新加坡 - 英语2026-09-15 10:08:46 - 阅读时长8分钟 - 3707字
本文探讨了睡眠对大脑健康的重要性,特别是大脑在深度睡眠期间进行的“清洗”过程,即类淋巴系统清除代谢废物和毒素的机制。研究介绍了澳大利亚莫纳什大学与美国耶鲁大学合作开发的一种非侵入性方法,通过刺激颈部淋巴引流途径来改善中风后的脑部恢复。同时,哈佛大学威斯研究所正在利用3D脑类器官模型研究废物清除系统紊乱如何导致脑部疾病。新加坡国家神经科学研究所也在进行一项临床试验,通过颈部淋巴静脉吻合术来“疏通”大脑的夜间清洁系统,以减缓痴呆等疾病。专家强调,虽然这些研究前景广阔,但仍处于早期阶段,目前最有效的类淋巴支持仍是保证规律、高质量的睡眠。
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探索大脑的夜班:关于生物“洗涤周期”的睡眠研究展现希望

新加坡——2026年世界睡眠日以其新的“睡得好,活得更好”主题,将睡眠与饮食和锻炼同等对待。

这一号召基于一个简单的前提:睡眠不是一种奢侈品,而是一种日常健康行为,它影响着人们的思维、感觉和衰老的方式。

世界睡眠日是世界睡眠协会的官方宣传活动。自2008年以来,该非营利组织一直在组织这项活动,并被这家总部位于美国的协会描述为一项全球性的行动呼吁。

睡眠专家和倡导者表示,正如社会为清洁水或安全食品做规划一样,人们也需要规划规律、高质量的睡眠,以促进大脑健康。

但睡眠不仅仅是休息和巩固记忆。它也是大脑类淋巴系统高速运转的时间。

这是身体的神经废物清除机制,可以清除白天产生的有毒蛋白质和代谢废物。

它主要在深度睡眠期间工作,此时称为脑脊液的清澈脑液流经脑组织,冲洗掉废物并将其带入静脉以清除。

2025年12月,澳大利亚墨尔本的莫纳什大学报告称,由Natalie Trevaskis教授领导、与美国耶鲁大学医学院合作的科学家团队开发了一种非侵入性方法来增强大脑的淋巴“清理”系统,以改善缺血性中风和其他神经系统疾病后的恢复。

淋巴系统清除身体大部分区域的废物,而类淋巴系统是大脑自身的版本,在深度睡眠期间利用血管周围的液体将废物冲洗出脑组织。

缺血性中风发生在血凝块或脂肪斑块阻塞向大脑供血的动脉时,切断氧气和营养,导致脑细胞死亡。

该团队使用温和的外部刺激作用于颈部,以激活淋巴引流途径,帮助将中风后大脑中的废液带走。

早期的动物和影像学工作表明,这种方法可以在无需手术或药物的情况下增强大脑自身的清除系统,尽管它距离常规临床应用还很远。

这是一个有前景的概念验证,但并非近期的治疗方法。

睡眠科学专家表示,虽然它为未来的中风治疗提供了一个有趣的愿景,但目前大多数人能够可靠获得的、最有效的类淋巴支持仍然是规律、高质量的睡眠。

哈佛大学的早期实验室工作

在哈佛大学威斯研究所,Katharina Meyer博士通过电子邮件向《海峡时报》表示,她的团队正在使用工程化的人脑模型来探究被破坏的“清理”系统如何导致脑部疾病,而不是直接在患者身上进行类淋巴试验。

她是哈佛大学生物启发工程学的高级科学家,在那里她开发人类干细胞衍生的3D脑模型来研究神经退行性疾病、神经炎症性疾病和双相情感障碍。她在德国接受生物物理学和分子生物医学的训练,之后前往哈佛医学院进行关于大脑衰老、阿尔茨海默病和神经精神疾病的博士后研究。

该研究所是哈佛大学的一个跨学科研究机构,专注于生物启发工程学——利用自然原理设计健康和环境的新技术。

它的运作方式介于学术实验室和研发机构之间,致力于将高风险的科 学理念转化为有益于人类的商业产品、初创公司和治疗方法。

哈佛大学处于合成生物学的前沿,工程化多种细胞类型和组织,包括类淋巴系统的组成部分,以研究它们对神经系统疾病的影响。

在研究所,Meyer博士是一个致力于早期发现方面的团队的一员,而非开展临床试验。

那里的科学家开发复杂的3D脑类器官,这些是从干细胞培养出的微小实验室人类脑细胞,然后添加简单的血管样结构和支持性脑细胞,以更好地模拟真实脑组织如何紧邻血管。

这种血管化设置旨在让培养皿中的微型大脑建立自己的引流样通路,以便研究人员可以在受控条件下研究废物清除和液体流动。

这使得该团队能够控制和操纵类器官周围的液体流动,并观察废物清除和应激相关信号的变化如何影响脑样组织。

通过将这些方法结合起来,该团队希望将大脑废物清除系统中的非常基本过程与中风、痴呆和双相情感障碍等临床病症的现实联系起来,前提是理解这项研究仍处于早期阶段。

Meyer博士更喜欢将类淋巴系统称为“夜班清洁工”。

她说:“大脑没有经典的淋巴系统,所以它利用沿着血管流动的清澈液体来冲洗掉脑细胞之间的废物蛋白质、毒素和多余液体。这种‘冲洗’有助于清除与中风损伤和神经退行性疾病相关的物质。”

她补充说:“深度、恢复性的睡眠是这个系统最活跃的时候。在深度睡眠期间,脑细胞会略微缩小,在它们之间打开更多空间,使液体能够更轻松地循环并带走废物。”

“大部分这类内务整理工作发生在深度睡眠期间,这就是为什么规律、高质量的睡眠对长期大脑健康如此重要。这个过程也受到我们内部生物钟的微调,因此慢性失眠或昼夜节律紊乱可能会随着时间的推移干扰大脑的自然清理。”

研究的新发现

Meyer博士表示,令人兴奋的是2025年发表的莫纳什-耶鲁报告表明,该团队已经从单纯观察大脑的引流系统,转向尝试将其作为一种治疗策略来支持。

它突出了中风后的一个新目标,不仅仅是移除血凝块,还要清除随后残留在大脑中的有毒分子和多余液体。

它还探索了刺激颈部引流路径的非侵入性方法,并提示这些血管可能存在性别差异。这可能有助于解释为什么中风和阿尔茨海默病等疾病往往对女性的影响不同,即使考虑到她们更长的预期寿命也是如此,这就是为什么研究人员目前正在探究大脑废物引流系统中的性别特异性差异。

来自日内瓦世界卒中组织的数据显示,与男性相比,女性患中风和阿尔茨海默病的终生风险更高,且预后通常更差。

该组织2025年的全球卒中概况汇集了1990年至2021年的数据,显示女性约占中风后存活者的一半,以及全球中风死亡和残疾者的一半,且其终生中风风险高于男性。过去二十年的阿尔茨海默病研究也表明,约有三分之二的阿尔茨海默病患者是女性,并且即使考虑到更长的预期寿命,女性的终生风险也更高。

Meyer博士说:“对于中风,我想说我们处于先进的临床前和影像学阶段,但尚未进入针对类淋巴系统的专门附加试验。”

“综述和临床前工作强烈表明,类淋巴系统和脑膜淋巴系统是有前景的治疗靶点,并且有几个小组正在动物模型以及通过先进的人类影像学中积极探索它们。”

脑膜淋巴系统指的是保护和包裹大脑和脊髓的三层薄组织。

“在此基础上,我预计未来几年会看到更多结构化的早期临床研究,很可能是作为标准治疗(如溶栓药物或机械取栓)的附加疗法,而不是独立的疗法。”

她说,将任何这些方法转化为常规治疗是一个更漫长的过程。为了降低长期痴呆风险,这个前景可能更远,因为医生需要可靠的方法来测量人体的类淋巴功能,然后证明改变它确实会改变疾病风险,而不仅仅是通过实验室指标。

Meyer博士指出:“这仍然是早期研究,”因为显示对现实世界结果(如中风后更好的功能恢复和独立性)有明确益处的大型临床试验,通常需要数年时间才能从首次有前景的人体数据中获得。

“大部分证据来自动物模型或小型人体研究。我们尚不清楚哪些患者会受益最多,理想的刺激‘剂量’是多少,或者在某种情况下过度推动这个系统是否会加重肿胀或炎症。”

“对于中风以外的疾病,如痴呆,数据集甚至更为初步,因此保持希望但谨慎是很重要的。”

在新加坡疏通大脑的引流系统

在新加坡,外科医生们正在测试一项精细的颈部手术是否有助于“疏通”大脑的夜间清洁系统并减缓痴呆等疾病。

在国家神经科学研究所,神经外科顾问医生Chen Min Wei表示,该研究所正在开展一项围绕类淋巴系统的临床试验,其他公立医院也在进入这一领域。

这项试验是基于莫纳什和耶鲁大学等开创性研究的发现,以及关于类淋巴液最终如何引流到颈部淋巴结的解剖学知识而构思的。

Chen医生说:“通过在颈部进行一种名为淋巴静脉吻合术的成熟外科手术——即将颈部的淋巴管与邻近的静脉连接起来——我们旨在改善类淋巴液的下游(颈部)清除。我们假设,这将改善大脑中类淋巴液的流动,从而改善神经毒素的清除。”

“我们的研究是一项更大的全球努力的一部分,主要是在亚洲,旨在探索手术作为一种手段,以积极影响痴呆和神经退行性变等疾病。到目前为止,早期结果是有前景的,我们正在等待更长期的结果。”

来自盛裕集团-杜克-国大学术医学中心神经科学学术临床项目的Adeline Ng副教授指出,莫纳什-耶鲁大学对小鼠的研究结果填补了大脑引流路径关键解剖学细节的空白。该研究显示了脑脊液如何通过脑膜淋巴管在几分钟内到达颈部淋巴结。

但与此同时,Ng教授强调,在人身上直接追踪这种引流在技术上是困难的,并且很可能依赖于专门的磁共振成像扫描,例如莫纳什-耶鲁研究中使用的扫描。

Ng教授说:“这种技术可以显示对比染料是如何被大脑的‘引流系统’排入颈部淋巴结的。”她也是国家神经科学研究所的高级神经内科顾问医生。

Ng教授表示,这些观察至关重要,但值得注意的是,这类研究需要使用对比剂,这可能对某些人带来风险,因此不常规用于研究。

她补充说,国家神经科学研究所正在研究使用标准的非增强磁共振成像来追踪大脑液体清除的效率,并将磁共振成像结果与阿尔茨海默型痴呆患者的记忆测试分数进行匹配。

莫纳什-耶鲁研究的作者们也推测了女性患者引流系统(脑膜淋巴容量)尺寸较小可能存在的差异和影响。

但Ng教授强调,需要考虑一些注意事项,如样本量小,这些研究需要在更大规模的研究中重复。

“需要更多纳入大量患者和作为‘对照’的健康人的研究,并结合作者开发的磁共振成像技术。这样才能让我们可靠地区分性别、年龄和疾病对大脑引流结构的影响。”

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