Cell: 我们为什么会打喷嚏?

鼻子发痒会触发打喷嚏，排出刺激物和致病病原体。但是，控制喷嚏反射的细胞通路远不止鼻窦，而且人们对其了解甚少。现在，由圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine in St. Louis)的研究人员领导的一个团队在小鼠身上发现了控制喷嚏反射的特定细胞和蛋白质。

“更好地理解是什么导致我们打喷嚏——特别是神经元是如何对过敏原和病毒做出反应的——可能会为减缓呼吸道传染病通过打喷嚏传播的治疗指明方向，”该研究的高级研究员、麻醉学副教授刘琴(Qin Liu，音译)博士说。研究结果发表在6月15日的《Cell》杂志上。

“我们之所以研究打喷嚏背后的神经机制，是因为很多人，包括我自己的家人，都是因为季节性过敏和病毒感染等问题而打喷嚏，”Liu教授说，她是该大学瘙痒和感觉障碍研究中心的一名研究人员。

“我们的目标是了解神经元是如何应对过敏和病毒感染的，包括它们是如何导致眼睛发痒、打喷嚏和其他症状的。我们最近的研究发现了神经细胞和其他系统之间的联系，这可能有助于开发治疗打喷嚏和对抗呼吸道传染病的方法。”

打喷嚏是传播呼吸道感染飞沫最有力和最常见的方式。早在20多年前，科学家们就首次在中枢神经系统中发现了一个“喷嚏诱发区”，但迄今为止，人们对喷嚏反射是如何在细胞和分子水平上发挥作用还知之甚少。

在新的研究中，Liu和她的团队建立了一个小鼠模型，试图确定是哪个神经细胞发送的信号使小鼠打喷嚏。研究人员将小鼠暴露在含有组胺或辣椒素(一种由辣椒制成的刺激性化合物)的雾滴中。这两种药物都会引起小鼠打喷嚏，就像它们对人类所做的那样。

通过检查已知对辣椒素有反应的神经细胞，研究团队识别出一类与辣椒素引起的打喷嚏有关的小神经元。然后研究人员寻找一种叫做神经肽的分子，它可以将喷嚏信号传递给那些神经细胞，并发现一种叫做神经medin B (NMB)的分子是打喷嚏所必需的。

相反，当他们消除小鼠神经系统中诱发打喷嚏部分的nmd敏感神经元时，就阻断了打喷嚏反射。这些神经元都会产生一种叫做神经medin B受体的蛋白质。在没有这种感受器的小鼠中，打喷嚏再次大大减少。

“有趣的是，这些诱发喷嚏的神经元没有一个位于脑干中已知的与呼吸和呼吸有关的区域，”Liu说，“尽管我们发现唤起喷嚏的细胞与控制呼吸的细胞位于大脑的不同区域，但我们还发现，这两个区域的细胞通过神经细胞的轴突直接相连。”

研究人员还发现，他们可以通过将小鼠大脑的一部分暴露在NMB肽中来刺激打喷嚏反射。此外，即使没有接触到辣椒素、组胺或其他过敏原，这些动物也开始打喷嚏。

由于许多病毒和其他病原体——包括大多数人类鼻病毒和冠状病毒，如中东呼吸综合征冠状病毒(MERS-CoV)和导致COVID-19的冠状病毒SARS-CoV-2——部分是通过雾滴传播的，Liu说，通过针对NMB或其受体来限制已知感染者的打喷嚏，可能会限制这些病原体的传播。

小鼠打喷嚏的机理示意图

“一个喷嚏可以产生2万个含有病毒的飞沫，这些飞沫可以在空气中停留长达10分钟，”Liu解释说。相比之下，一次咳嗽会产生近3000滴飞沫，或者几分钟的交谈会产生大约相同数量的飞沫。“为了预防未来的病毒爆发和帮助治疗由过敏原引起的病理性打喷嚏，了解导致打喷嚏的途径以阻止它们是很重要的。通过识别调节喷嚏反射的神经元，以及激活这些神经元的神经肽，我们发现了一些目标，这些目标可能有助于治疗病理性打喷嚏或限制感染传播的策略。