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中西医"次元壁"即将打破?中国团队发现第三种体液循环

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众所周知,人体循环系统由心血管系统与淋巴系统构成。

但北京医院李宏义教授团队的最新研究可能会改写现有的教科书内容:在已知的血液循环系统、淋巴循环系统之外,还存在第三种体液循环系统,即组织液循环网络”系统。

10月23日,在北京医院召开的新闻发布会上,李宏义教授团队分享了这项历时16年攻关取得的研究成果。

第三种循环被发现,组织液可能全身“迁徙”:

人体中存在大量的组织液,约占成年人体重的20%,而血液仅占8%。一直以来,国内外研究对组织液是否全身循环尚不明确。从2006年开始,李宏义教授团队进行了大量实验,取得了以下两项主要研究成果:

  • 在国际上首次发现了“人体组织液循环网络”的解剖学结构:这种组织液流动网络广泛分布在静脉和动脉外膜、神经和皮肤等部位的纤维结缔组织中,并与人体四肢远端的穴位相连接;
  • 在国际上首次提出了“组织液循环网络”学说:组织液不仅在局部扩散,而且能够像血液、淋巴液一样全身流动,在血管外膜、神经和皮肤等多种解剖学部位形成组织液循环网络。

大胆采取非常规研究手段,新技术“立功”:

大家一定有个疑问:这样一个遍布全身的组织液循环网络,为什么之前这么多年的人体解剖学研究没有发现呢?关于研究历程,中国医学科学院基础医学研究所解剖组胚学系主任马超分享了许多细节:

从文艺复兴时代开始,现代人体解剖学的发展已经有四百多年的历史,随着科学技术的发展,人们对自身结构和功能的认识在不断深入。《论语》中有句名言:“工欲善其事,必先利其器”。研究团队的确采用了一些前所未有的研究策略和技术手段,才能做出这些新发现。

研究团队在健康志愿者上获得了大量磁共振影像学数据,利用核磁共振最先进的无创检测方法,通过大量的健康志愿者人体实验观察,获得了组织液循环的基本图像以及和穴位的联系。团队采用的3T核磁共振技术分辨率可以达到1毫米,而且可以通过成像时间和血管造影等方法估算分辨出液体是在血管内还是血管外流动。

另一个关键技术就是在人体标本上荧光示踪剂的显微组织学研究2016年,对于一个即将进行右下肢截肢手术的患者,在得到知情同意和伦理批准的前提下,李宏义大夫在截肢前为患者足踝部的昆仑穴皮下注射荧光示踪剂,并在术后对这个截肢进行采样和组织切片,在共聚焦显微镜下发现距离注射点10厘米外有四种组织被荧光染色:皮肤、静脉血管外膜、动脉血管外膜和神经组织,这是世界上首例采用此类方法的荧光示踪研究。

此外,在志愿捐献的遗体上,单纯在四肢注射荧光素是无法观察到组织液流动的,但通过心外按压的方法却可以让组织液在死亡后的人体上重新开始流动——可以从指尖一直流到心脏。正是因为采用了这些非常特殊的研究手段,研究团队才能得到许多非常宝贵人体研究数据。

研究成果应用广泛,或为多个领域提供新视角:

发布会现场,北京医院副院长张烜认为人体组织液循环网络的发现,可能将开拓当下医学研究和临床研究的新视野:

首先,发现心血管循环系统也具备传输血管壁及其周围组织中的组织液的功能,这可能将启发研究人员重新认识和理解心血管循环系统以及人体各个器官系统的生理学功能及其异常在疾病中的作用,展开全新的研究篇章,例如,动静脉管壁及其周围的组织液流动参与动脉粥样硬化和冠心病高血压等血管性疾病的发生发展,对于血管和器官炎症、局部免疫应答微环境影响等等。

其次,拓展了组织灌注的概念,有可能从一个新的角度认识和理解疾病的病理生理学机制,例如,当心肌梗死灶的微循环障碍发生时,血液灌注已经不能到达梗死灶的心肌细胞,但是,组织液仍有可能通过组织液网络参与心肌细胞的新陈代谢。这种新观点有可能为冠心病的诊治提供新的视角。

再者,这些研究成果给出了神经外膜、神经束膜和神经内膜中存在组织液流动的线索,这种神经的组织液流动规律、与神经电信号传导的关系、与神经退行性病变的关系等,有可能成为是神经生物学研究中的新领域。而神经组织液流动网络的运动学规律、动力学机制和调控手段等,无疑是神经生物学研究中新的挑战。

最后,组织液循环网络介导的药物运输新途径。传统的药物运输途径主要是通过血液循环系统将药物输送到身体的各个部位,难以实现针对靶器官的“点对点”输送。如果绘制出与体表穴位相关的人体组织液循环网络图谱,可能实现针对特定器官的靶向药物治疗,从而避免全身给药对其他相对正常组织器官的不利影响。

从针灸得到灵感,可能揭开经络和穴位之谜:

李宏义教授介绍说,他父亲擅长针灸,他自幼受到父亲的影响,对祖国医学、尤其是经络有着浓厚兴趣。而这项实验数据表明“人体组织液循环网络”与中医概念上的穴位的关系密切,但并不完全等同于传统意义上的“经络”,与经络的确切关系还需要系统性的深入研究。

与此同时,为了推动“人体组织液循环网络”的医学和中西医结合研究,李宏义教授呼吁在中国设立和开展一项大科学计划:绘制“人类组织液连接组图谱”,力争在数年内,阐明“人体组织液循环网络”的解剖学分布、生理学和病理生理学功能、与疾病的关系等。同时,绘制与穴位连接的“人体组织液循环网络图谱”,在此基础上再与传统的经络穴位进行比对。

中国科学院院士、中华人民共和国科学技术部原部长徐冠华在发布会现场表示,自己十分热衷中医,也乐于推广中医文化,而李宏义团队的研究有望发展为一项具有重大国际影响的基础科学原创性理论,将有可能把中医和西医真正结合起来,创造一个全新的医学模式。

多学科多领域助力,医学研究也玩跨界:

据悉,这项成果是多学科跨领域共同协力下完成的,研究联合中国医科院基础医学研究所、清华大学、中科院计算所、中科院上海高等研究院、中科院物理所、国家纳米科学中心等单位。得到了来自物理学、信息学等多学科领域专家的支持。

比如来自中科院上海光源的水科学专家,引入了“界面流”这一物理学前沿领域的新概念,可以很好的解释组织液沿着人体血管外膜、皮肤筋膜等纤维结缔组织的长程流动;

还有来自清华大学航空航天学院的力学专家,正在利用分数阶动力学的方程解开组织液循环的动力机制之谜。

正是因为这些多学科多领域的卓越研究者们组成的团队,才可能将以上这些新技术、新方法、新观点通过不断的讨论、实验和分析计算,极大幅度加快和提升“组织液循环网络”这一全新领域研究进展,多学科的交叉碰撞融合正是医学得以不断发展的动力源泉。

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