上海
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咳嗽和打喷嚏就像一对亲兄弟，感冒的时候经常一起上阵，过敏的时候也常不分彼此地出现。这两种动作虽然一个起始于鼻腔，一个发生在下呼吸道，但都在受到病毒或过敏原后发生，被认为有助于把刺激物排出呼吸道，起到保护机体的作用。所以，很长时间以来，科学家们以为咳嗽和打喷嚏背后涉及的分子机制是共通的。
然而就在最近，美国圣路易斯华盛顿大学医学院（University School of Medicine in St. Louis, St. Louis）的神经科学家刘琴教授与其团队发现，咳嗽和打喷嚏在分子和细胞层面的差异要比人们过去以为的大得多。
在这篇发表于顶尖学术期刊《细胞》的论文中，研究团队通过小鼠实验找出了分别导致咳嗽和打喷嚏的不同感觉细胞群，以及向大脑传递信号的不同神经通路。
研究人员首先让实验小鼠接触各种化合物，刺激它们打喷嚏，同时分析其鼻粘膜的感觉神经元。结合体内功能筛选，研究人员发现并证明，在支配鼻粘膜的多个感觉神经元群中，仅有一群神经元介导了打喷嚏的反应，而这群细胞的关键分子特征是表达一种名为MrgprC11的离子通道。
当刺激物激活MrgprC11后，小鼠就会难以抑制地打起喷嚏。相反，当研究人员从这群神经元中删除了MrgprC11后，小鼠在感染流感后几乎不打喷嚏了——“鼻粘膜的MrgprC11神经元为缓解与呼吸道病毒感染相关的喷嚏提供了一种有前景的药物靶点。”论文指出。
有趣的是，删除了MrgprC11的小鼠尽管不打喷嚏了，但是随着流感病毒侵入咽喉，它们仍然会有咳嗽反应。因此，研究人员继续追踪了支配气管的不同感觉神经元群，最终发现也有一组专门的神经元负责刺激物诱导的咳嗽反应，而这群神经元的分子特征是表达一种名为生长抑素（somatostatin，简称SST）的信号分子。实验显示，选择性激活气管内的SST神经元，就会诱导小鼠显著咳嗽。
接下来，研究团队进一步检查了打喷嚏和咳嗽的神经传递机制。结果显示，MrgprC11感觉神经纤维将信号传入脑干喷嚏诱发区域，而气道感觉神经元将信号传到孤束核，由不同的中枢神经通路进一步传递和调节。
▲研究示意图：打喷嚏和咳嗽由不同的感觉通路介导（图片来源：参考资料[1]）
正如我们日常经验所能体会到的，许多感染呼吸道的病毒往往进化得很快，研究人员的分析，这大概就是为什么我们需要在鼻腔和下呼吸道“布置”两个独立的感官监测系统，以便有效地检测病毒并将它们清除出去。
另一份顶尖学术期刊《自然》援引了这项研究，指出这些新发现可以为开发和改进针对过敏、慢性咳嗽等疾病的疗法提供指导，克服当前相关疗法存在的不良反应。当然在此之前，科学家还需要进一步验证人类中是否存在类似的不同神经元群，以及是否还有更多介导打喷嚏和咳嗽的神经元群。
参考资料：
[1] Haowu Jiang et al., Divergent sensory pathways of sneezing and coughing. Cell (2024) Doi: https://doi.org/10.1016/j.cell.2024.08.009
[2] Cough or sneeze? How the brain knows what to unleash. Retrieved Sep. 9, 2024 from https://www.nature.com/articles/d41586-024-02858-9
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