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搔癢可能會讓人感到不舒服，但這是皮膚對外部威脅的免疫反應的正常部分。 當您因遇到毒葛或蚊子而感到瘙癢時，請考慮一下您的抓撓衝動可能已經進化為讓您趕走攜帶疾病的害蟲。
然而，對於許多患有濕疹等慢性皮膚病的人來說，搔癢感會加劇抓癢的惡性循環，從而擾亂睡眠、降低工作效率並妨礙他們享受日常生活。 這個循環是由感覺神經元和皮膚免疫細胞共同作用引起的，從而促進搔癢和皮膚發炎。
但矛盾的是，這種反饋循環背後的一些機制也能阻止發炎惡化。 在我們新發表的研究中，我和我的免疫學家和神經科學家團隊發現，一種特定類型的瘙癢感知神經元可以在存在小蛋白質的情況下推遲瘙癢-抓撓-炎症循環。 這種蛋白質稱為白介素 31 或 IL-31，通常與引發搔癢有關。
這種負回饋循環（就像惡性循環一樣）之所以可能，是因為皮膚中感知搔癢的神經末梢與構成皮膚免疫系統的數百萬個細胞緊密相連。
IL-31：一種會發癢的分子
蛋白質 IL-31 是神經系統和免疫系統之間聯繫的關鍵。 這種分子由一些免疫細胞產生，與該分子家族的其他成員一樣，它專門幫助免疫細胞相互溝通。
對於沒有濕疹、過敏、氣喘或相關疾病史的人，IL-31 很少存在於皮膚或血液中。 但患有濕疹等導致慢性搔癢的疾病的人皮膚產生的 IL-31 顯著增加。 有強有力的證據表明，IL-31 是免疫細胞產生的一小部分蛋白質之一，可以直接與感覺神經元結合併引發搔癢。 將少量純化的 IL-31 直接注射到皮膚或脊髓液中會導致令人印象深刻的快速搔癢和抓癢。
然而，當我和我的同事透過將小鼠暴露於塵蟎而誘發皮疹時，我們發現搔癢感應神經元會抑制搔癢部位的炎症，而不是促進發炎。 他們透過分泌一種叫做神經肽的小分子來做到這一點，在這種情況下，這種小分子會引導免疫細胞不那麼積極地做出反應。 總之，我們發現搔癢和皮膚發炎之間存在負相關關係，並且由單一分子束縛。
但是，如果 IL-31 會引發瘙癢，從而使患者抓撓皮膚，從而加劇炎症，那麼它如何減輕炎症？
我們在感覺神經元的一種鮮為人知的功能（稱為神經源性發炎）中找到了這個悖論的答案。 這種神經反射觸發感覺神經元將各種訊號分子直接釋放到組織中，包括促進發炎跡象（例如增加皮膚血流量）的特定神經肽。 神經源性發炎在傳遞搔癢、疼痛、觸覺和溫度等感覺訊息的同一神經內發揮作用，但其路徑不同：遠離大腦而不是朝向大腦。
我們發現 IL-31 可以誘導神經源性炎症，繪製出從 IL-31 透過感覺神經元抑制皮膚免疫細胞的直接途徑。 當我們將小鼠改造為對 IL-31 無反應時，我們也發現它們有更多活化的皮膚免疫細胞，產生更多發炎。 這意味著 IL-31 的淨效應是減弱整體發炎。
IL-31 作為潛在的治療方法
我們的研究表明，IL-31 會導致皮膚中的感覺神經元執行兩種截然不同的功能：它們向內向脊髓和大腦發出信號，刺激瘙癢感，這通常會導致更多炎症，但它們也會向皮膚發出信號並透過抑制某些免疫細胞來平息發炎。
雖然有些矛盾，但這具有演化意義。 抓癢可以讓人感到非常滿足，但在現代世界中並沒有多大用處，在現代世界中，我們更有可能遭受強迫性抓撓，而不是遇到蕁麻。 相反，不受控制的發炎是許多慢性自體免疫疾病的基礎。 因此，關閉發炎組織中的免疫反應與開啟免疫反應同樣重要。
我們的發現提出了關於修飾 IL-31 治療不同疾病的影響的重要問題。 其一，目前尚不清楚 IL-31 感應神經元如何與其他也調節皮膚發炎的神經元迴路相互作用。 此外，有些患者在服用現有的針對 IL-31 的藥物時，血液中的過敏蛋白水平較高或出現氣喘發作。 IL-31 也存在於一些肺部和腸道細胞中—在內臟器官中如何以及為何會存在誘發搔癢的分子？
感覺神經元和免疫細胞聚集的解剖學生態位存在於整個人體中。 如果像 IL-31 這樣的止癢分子可以利用神經元迴路來抑制皮膚的免疫反應，那麼偏頭痛藥物中使用的類似分子也可以被重新用於治療皮膚病。
本文轉載自 The Conversation，一個致力於分享學術專家想法的非營利新聞網站。 The Conversation 有各種精彩的免費電子報。
作者：瑪麗斯法塞特， 加州大學舊金山分校。
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瑪麗斯法塞特 (Marlys Fassett) 獲得美國國立衛生研究院/國立關節炎、肌肉骨骼和皮膚病研究所的資助。 她也擔任國家濕疹協會的撥款審查員。
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