新闻资讯 · 2022年 8月 28日

【Telegram中文版】香山科学会议:核磁共振等新方法有望实现生命间质的3D成像【Telegram中文官网】

科技日报记者 张佳星

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北京中医药大学教授谷晓红快步速走到报告台前,轻松弯腰用手指触碰地面。几乎没人想到一天前她才刚刚经历严重的腰部扭伤,她指指手掌内侧小鱼际处:“同事给我在这个位置做了反复按摩,手掌现在还有些疼,但腰部疼痛很快缓解了。”在8月30日-31日以“生命间质”为主题的香山科学会议上,谷晓红用自己的经历提出疑问,手掌根部的穴位与腰部相距很远,为什么按摩能起效?

国家纳米科学中心研究员韩东表示,除活细胞外,机体内还有一直不受人重视的生命间质,有些像砖墙中的水泥却四通八达。生命间质内存在“长程”连通现象,但对其的认知仍较初级。

中医的经络、气、穴位目前难以用现代科学的方法解释或证实,很可能同生命间质密不可分。与会专家认为,如果能从以“细胞”为基础的思维模式中脱离出来,关注生命间质的结构、功能与行为,拓展新的医学模式,将有望为传统中医找到一个有效的研究切入点。

那么,人体内的生命间质到底以什么形式存在?如何捕捉到它,能不能给它“拍照”让其“眼见为实”?

国内外研究均有初步认知

此前,国外已有研究指出生命体内存在“间质”,例如2018年《自然》子刊《科学报告》上刊载了美国学者的一篇研究认为机体内存在生命间质这一新器官。

“其实,人们很早就有了对生命间质的认识,比如1851年就有学者描述大脑内的‘海绵’,脑脊液可在其间传输。”韩东说,对间质的认识也可以在传统中医典籍中找到,例如膜原、经筋等提法。

“间质是‘软物质’,而常规医学更关注‘硬物质’,被实质细胞、血管、淋巴管的研究淹没。最重要的是医学、生物学拘泥于对物质、能量、信息传递的传统看法,影响了生命间质的研究。”韩东说。

近年来,纳米科学等学科的迅猛发展,揭示了许多不同于宏观世界的物理规律。研究显示机体内也存在纳米世界的独特规律,例如“超润滑现象”被认为是物质长程输送实现的可能机制。

香山科学会议:核磁共振等新方法有望实现生命间质的3D成像

疏水纤维组成的多孔介质中的界面流(左图)、亲水纤维组成的纤维束表面形成的超润滑现象(右图)。图片由国家纳米科学中心供图

需要精密的探测仪器

“间质内相互作用、物质传递等非常复杂,但研究必须要落在实处。”中国科学院院士、厦门大学田中群教授表示,要证明间质、研究间质必须在活体状态下将其“表征”出来。

“试想如果我们看不到纳米粒子,我们又怎么能够研究它、调控它并构造出以纳米粒子为基本单元的复杂体系呢。”田中群说,找到生命间质的表征方法、确立它的指标参数至关重要。

然而,生命间质在解剖学上无法单独分离,而且其采集信号弱、指标复杂都给它的“可视化”带来了极大挑战。

田中群做了个对比,尽管“电”是看不到的,但是对间质的呈现比电更难,可以想见,间质对人体系统调控时存在的长程反馈、动态变化、要素联通等将异常复杂。

近年来,随着生物影像学、光学、力学、分析化学等方法的进步,以及大数据处理能力的突破,一些新的方法已经发展出来可用于间质研究。

“我们对肿瘤间质流体流速的测量精度已经达到最小每秒8微米。”国家纳米科学中心研究员刘文韬介绍,通过对核磁共振成像系统的软硬件改进,不仅能够对人体中的间质进行3D立体成像,还可以高灵敏度地检测到间质流体的流动。

“有了新的设备,医学单位给我们出了一道测试题,希望证明胃肠积热和肺部感染确实存在物理联通的关系。”刘文韬现场展示了在小鼠的胃部和肺部之间发现的直接物理联通路径的成像图片,证明胃与肺在间质范围内存在多条间接路径。

此外,无线电化学微针阵列技术、纳米粒子示踪技术、微纳传感等技术均在不断探索中。

与会专家认为,要用现代科学解读生命间质的原理,需要建立起对生命间质的专门监测方法、研发实时检测设备,建立起多学科、基础研究与临床应用的交叉共享机制,以期实现生命间质与疾病的联系,最终服务于人民生命健康。