冷和热，硬或软，疼痛、挤压……这些躯体感觉是如何被身体探测到，转化为电信号，通过神经系统传递给大脑的？北京时间10月4日17时30分，2021年诺贝尔生理学或医学奖授予戴维·朱利叶斯和阿代姆·帕塔博蒂安，他们在各自独立的研究中发现了人体感知温度、压力及疼痛的分子机制，为与触觉相关的生理疾病研究提供了重要依据。

压力怎样触发神经冲动

感知温度与触觉是人类维持生命、减少伤害的重要功能，其分子受体和相关机制发现的重要意义不言而喻。

“今年的诺贝尔生理学或医学奖颁给了发现温度和触觉感受器的两位科学家，他们所确定的离子通道对许多生理过程都是重要的。”中国医学科学院基础医学研究所、北京协和医学院基础学院解剖与组胚学系主任马超教授介绍，“比如说，吃辣椒会让人觉得灼热，是因为TRPV1通道被辣椒素激活发出了电信号，通过神经系统向大脑传递热和痛的感觉。同样，吃薄荷会让人觉得清凉，这是TRPM8通道在发挥作用。再比如，人们在拥抱时会感受到压力，这是机械力激活PIEZO通道的结果。”

在朱利叶斯和帕塔博蒂安的研究开展之前，尽管人们找到了与视觉、嗅觉相关的分子受体，但温度和触觉是如何在神经系统内转化为电信号的，一直是未解之谜。

经过长期探索，1997年，朱利叶斯率先在感受疼痛的神经元上，识别出辣椒素特异性受体分子TRPV1。他发现，这一受体可以被辣椒素或43摄氏度以上的高温激活，产生电信号，电信号沿神经系统上传至大脑，再被大脑解读为“疼痛感”。在此基础上，朱利叶斯和帕塔博蒂安分别独立使用化学物质薄荷醇，识别出TRPM8，这是一种会被寒冷激活的受体。而这两种受体都是TRP通道的重要成员，同时，TRP通道在温度感知中的功能也得到了进一步证实。后来，科学界发现了TRP通道家族更多的成员，包括“芥末感受器”TRPA1、会被百里香等香料激活的TRPA3等。

经过大量研究，帕塔普蒂安和同事鉴定了72个候选基因，并从中找到了关键受力敏感基因，在此基础上鉴定出可以被机械力激活的离子通道PIEZO1。PIEZO这个词来源于希腊语中的“压力”。接着，他们又找到了第二个离子通道PIEZO2。后来，帕塔普蒂安团队和其他科学家证明了PIEZO2离子通道对触觉至关重要，同时在身体位置和运动感知方面发挥着关键作用。在进一步的研究中，PIEZO1和PIEZO2通道被证明可以调节其他重要的生理过程，包括血压、呼吸和膀胱控制。

“TRPV1、TRPM8和PIEZO1、PIEZO2等通道的突破性发现，让人们了解了热、冷和机械力如何触发神经冲动，使我们感知和适应周围的世界。”马超说。

让疼痛和瘙痒治疗更精准

值得关注的是，TRPV1通道与炎症相关的疼痛敏感反应有关，为疼痛疾病的治疗开辟了新的潜在途径。

“两位科学家的基础研究成果，为疼痛机制研究和临床各类疼痛治疗提供了新的视角和灵感。”北京协和医院麻醉科主任黄宇光教授介绍，“炎性疼痛、神经病理学疼痛、术后疼痛以及慢性疼痛等影响着广大患者的生活质量，但至今对疼痛机制仍有诸多的未知。比如，术后急性疼痛为何演变成慢性疼痛？伤害性刺激引发的感受，为什么时而是疼痛时而是瘙痒？神经病理性疼痛的众多临床表现如何解释和应对？在治疗对策和方案上仍有很大的探索空间。”

由糖尿病引起的外周神经病变，严重时会导致末梢神经和组织的干性坏死，这种疼痛非常剧烈，对此有哪些新疗法？老龄化社会常见的带状疱疹属于神经病理性疼痛，患病人数不少，发作起来疼痛难忍，对这类疼痛临床上倡导多种药物、多种给药途径的“多模式镇痛”，有没有更好的手段和方式去控制它？此外，对于老年腰腿痛、椎管狭窄、椎间盘突出等慢性疼痛的治疗，未来是否可以针对特异的受体和功能蛋白，或是相应的TRP等离子通道，去开发相对靶向药物？黄宇光认为，循着这样的思路，未来的治疗将更加准确、更有针对性。

“目前临床使用的镇痛药物有很多副作用，还有一些难以缓解的神经病理性疼痛等，都是这个领域研究的重要问题。”马超从事慢性疼痛与瘙痒症领域基础研究已有20余年，他的梦想就是把基础研究的成果转化应用到临床上，给患者更好的治疗方案，并观察患者的各种症状，研究背后的分子机制是什么，再回归临床。