由北京君和创新公益基金会、中国科学院大学校友会联合主办，主题为“和而不同，思想无界”的CC讲坛第59期演讲2024年4月21日在中国科学院大学（北京玉泉路校区）礼堂举行。来自北京生命科学研究所高级研究员张二荃出席，并以《长期睡眠不足激发的免疫崩溃与致命炎症》为题发表演讲。

        我们实验室是在北京生命科学研究所，我们的研究主要是两个方面，一个是昼夜节律的生物钟，第二个就是睡眠。我上次讲的是节律，今天我讲一下睡眠对我们有多么重要。

我先考一下大家，如果我们有两天或者以上不睡觉会什么样的情况？

        我自己四年前出差美国的时候，因为倒时差和工作也比较忙，所以我有四十六小时没睡觉，然后就出现了牙疼、皮肤疹子，然后淋巴结肿大一系列的发炎反应，照我们以前的知识，睡眠不好，我们抵抗力免疫力下降，就会有外界病毒的感染造成这一系列的炎症反应。

        是不是这么回事？我一会儿告诉大家。

        睡眠是一个自然的反复出现的生理状态，我们有睡眠和觉醒两个状态。对于人来说我们是昼行生物，我们白天是觉醒的，晚上睡觉，从婴儿到成年人，甚至我们养的宠物阿猫阿狗都是要睡觉的。

        如果从真正的科学上来研究的话，我们有一个比较严格的定义。而对于人的研究和哺乳动物的研究的话，我们把睡眠分作两种形式，一种是所谓的快波睡眠，一种是慢波睡眠。

        其实不仅仅是高等的哺乳动物有睡眠现象，睡眠是伴随着神经系统的诞生而产生，所以非常低等的动物，甚至比如说水母，它都有睡眠的情况出现。

        而对于哺乳动物来说，睡眠的长短也是非常不一样的，比如说像长颈鹿，每一天只需要睡30分钟左右，而睡得最多的一类，比如蝙蝠、考拉熊，一天要睡二十多个小时，而我们人在灵长类的话，灵长类睡眠长短也是不一样的，而我们人是比较“拼”的，在灵长类内是睡眠时间最短的，我们从出生甚至婴儿在母体里的时候，就有睡眠这个状态。

        随着年龄的不断增长，我们睡眠在一天当中所占的时间比例是越来越短，但仍然直到正常老年的话，也都会有1/4的时间需要睡觉，所以我们人的一生有1/3左右的时间都像是被这样“浪费”掉了。

        有一个睡眠方面的科学家，芝加哥大学的雷克萨芬教授，他从逻辑上推导。他说，睡眠肯定非常重要，如果不是那么绝对重要的话，我们人类要花1/3的时间去睡觉，肯定是进化出了大问题。

        他就做了一个实验来证明确实睡眠是非常重要的，是不可或缺的。他怎么做的？他采用了两只大鼠，一只是插了电极来记录，通过脑电波来区分，知道这大鼠是不是睡觉，另外一只是作为对照鼠。

        一旦脑电波显示，那只实验鼠出现了睡眠的状态的时候，转盘就开始动了，然后它就会被唤醒。而对于对照组来说，它其实是无所谓，它是一个随机的事件。然后通过对比实验动物和对照鼠，他发现非常明显的差别，实验动物是进行了睡眠剥夺，而对照组是随机的事件，实验动物在一个月之内所有的大鼠都出现了死亡。所以这就告诉我们睡眠是非常重要的，你如果把它剥夺了的话，可能动物就不能生存了。

        这是一个关系到生和死的问题，而不仅仅是实验动物是这样。我们在现代临床研究和观察，我们都知道，我们一个晚上熬夜不睡觉，就会有一系列的不舒服，甚至还有一系列的疾病可能产生，比如说我们的激素就可能不平衡，我们的免疫就会出现刚才我展示的我自己的那样的问题，还有一些记忆巩固问题，脑子就不好使了，对吧？

        然后是炎症，最开始讲到的我出现的炎症反应。一般情况下炎症有可能会有几个原因，病原体感染或者是物理化学的损伤、接触过敏，还有一个是我们马上要揭晓的，就是内源性的，我们体内产生的这种坏东西，而不是外界！

        我们是怎么做的？我们同样的在小鼠身上重现了让小鼠不睡觉，四天就有80%的小鼠就出现死亡了。然后我们对出现这么严重问题的小鼠进行解剖，看到了它是多个器官出现了病变，比如说肝脏，肝脏出现了非常大的损伤，而且我们哪怕是做肝功能的实验的话，也都看到了肝功能确实是下降了很多，我们常说的熬夜伤肝其实是有科学道理的。

        另外还有一个很重要的器官，脾脏，其实它是控制免疫的，它也出现了很多的病变，而且仔细分析就会发现，其实在这些多器官不仅是出现病变衰竭，而且会出现白细胞的浸润的现象。

        所以我们来研究了一下血象，血液里头出现了什么问题？我们发现血液里炎症反应的因子极大提高了。比如说我们都很熟知的白介素六，它是一种白细胞分泌的化学因子，它有50~100倍的提升，所以这些小鼠是出现了一个炎症的所谓的细胞因子风暴的情况，而细胞因子风暴会导致白细胞对多个器官进行攻击，所以就产生了严重的后果，包括死亡。

        我们知道用激素或者抗炎药，能够在人体里缓解细胞因子风暴的情况，在小鼠里头是不是这么回事？确实是这么回事。我们通过用药物或者是用激素处理，它也能够让小鼠死亡率极大减少。

        刚才也讲到，炎症反应是外界的感染造成的吗？虽然我们做实验，主要是在一个非常干净的环境中，但是仍然会有其他的可能，那么我们做了一个更加进一步的实验。

        我们就用免疫缺陷型小鼠来做了这么一个实验。这里我们预计如果是外界感染造成的小鼠死亡的话，那么我们其实用免疫缺陷型小鼠，它不能抵抗外界的病原体的话，这些小鼠是不是应该在我们做睡眠剥夺的情况下，它应该死得更早更快？

        而事实上在我们免疫缺陷型小鼠，因为它不能进行炎症反应，所以在我们这个实验当中，这些小鼠压根就不会死亡。所以这就告诉我们，免疫炎症反应是导致这些睡眠剥夺致死的根本原因。

        如果不是外界的原因，那是内在的原因了，内在是在哪里呢？我们推论很有可能是来自于大脑，因为我们不睡觉，第一反应首先应该是脑子不继续工作，对吧？

        我们知道大脑和外界有一个叫做血脑屏障的物理隔离，它能够把大脑和血液非常严格地，非常好的区分开来，而大脑能够从血液里获得营养，葡萄糖、氧气，但是它会阻挡绝大多数的外界过来的这些病原体或者是任何不好的东西。同时血脑屏障还负责在正常情况下，从脑子里传播到外周的一些分子通透，而血脑屏障的外排，它其实是有昼夜节律的，而我们发现对于小鼠进行睡眠剥夺了之后，会扰乱它的外排节律，而且极大地增加它的外排节律，至少对我们研究的这一类分子来说，它是这样的。

        最后我们找到了这个分子，叫前列腺素D2（PGD2），它是怎么工作的？睡眠不足的时候，我们脑内产生了这个叫PGD2分子，然后不仅仅是增加了它的产生，而且它通过血脑屏障的通透性也增加了，从脑里头进入到血液里头，导致了白细胞一系列的反应，最后是产生了白细胞供给全身各个器官，所以这个事件就是我们的一个发现。

        我们这个研究对大家伙有什么启示？我们知道人类睡眠长短是由睡眠稳态控制的，而睡眠实相是由生物钟昼夜节律控制的，我们有早睡早起的狮子型的，也有晚起的狼型的，但是绝大多数是属于正常的熊型，日出而作，日落而息，但还是有10%的人睡眠其实不是很规律，是碎片化的，这一类的人我们叫做海豚型，但是多数人是处于亚健康状态，我们应尽量避免这种情况的发生。

        而《2023年中国健康睡眠白皮书》做过一个咱们中国成年人的随机调查，发现有接近1/3的成年人是有中度或者以上的睡眠障碍问题的，其实这个比例还是非常大的。

        而仔细分析的话，对于我们成年人来说，排在首位的睡眠不好的原因，工作压力大，其次是环境因素，对于少年儿童来说，可能环境因素影响更多，其次是非常重要的智能手机、智能电子产品对少年儿童的影响，所以这些我们都需要尽量极力避免。

        而这些原因我们知道，那么我们可以通过很好的干预来改善我们的睡眠。

        比如说光照太强，或有的人可能有开灯睡觉的习惯，这其实对睡眠不好。应该是关灯睡觉，窗帘也尽可能用遮光性更好的。对，还有就是声音、空气，另外温度也是会影响的，我们知道夏天天气太热的话，肯定睡不好，适当的降低温度，比如开空调，也会帮助我们有很好的睡眠，这是个人健康方面；

        我们也知道我们很多人都在工作，所以工作单位的状况是很重要的，我们自己实验室是做昼夜节律的，所以同学们经常的会熬夜，然后像这个同学，他就是一年做了9次，每次48小时以上的熬夜实验，非常辛苦，但是因为我们自己做的研究发现长时间的熬夜、睡眠剥夺会对身体有极大的伤害，所以我们也总是跟我们的同学们说，这一类的熬夜，48小时的实验尽量少做，如果不得不做的话，尽量的在实验间隙期间，抓紧时间打个小盹，都能够极大的缓解。所以各位如果因为工作原因必须要熬夜的话，一定是要抓紧时间能够自己补觉，如果有困难睡不着，还可以借助安眠药，其实睡觉不足，对人的伤害比吃药伤害更大，所以一定要重视这个问题。

        最后关于社会的话，我想知道。大家有来自于山西省的吗，能举手一下吗？好像不是很多。

        山西其实是我们著名的“睡”省，是一个很有名的、非常重视午休的省，这个其实是非常好的一个习惯。山西人据说他们中午肯定是不串门的，中午像美术馆、图书馆这些，中午都要关门让大家好好休息，甚至火车站的钟声，中午都是不敲的，这都是非常好的关注大家睡眠的关心，从社会的角度来关心大家的睡眠。

        所以最后我想引用这位哥伦比亚大学教授的话，大意是：个人的睡眠对社会是非常重要的，而社会通过关心个人的睡眠健康，对维持和谐社会也是一个非常有益的帮助。谢谢大家，祝大家今天晚上有一个好的睡眠，谢谢。