重新定義偏頭痛與共病症的關係
長期以來,臨床神經學習慣將偏頭痛視為一種「大腦疾病」。然而,對於患者而言,他們的體驗更像是一種「全身性的失調」。這種觀點的轉變,促使我們必須超越單純的頭痛症狀,重新審視偏頭痛與其眾多共病症之間的複雜關係。過去,我們常將這些共病症視為頭痛額外的診斷,但倘若這些共病症才是主角,我們所探討的核心內容又會不太一樣了。
這次的演講我們會基於最新的證據,深入探討偏頭痛與多種共病症之間潛在的共享病理生理學機制。我們的目標是整理這些看似無關的疾病如何透過共同的分子路徑、生理功能失調及遺傳背景相互連結。本文將依序討論偏頭痛在神經、代謝、心血管、消化、免疫及睡眠系統中的共病現象,並探討其與精神心理及慢性疼痛的深刻關聯。透過理解這些潛在的共享機制,我們不僅能更全面地掌握偏頭痛的本質,更能為發展個人化的預防與治療策略奠定堅實的基礎。
神經系統共病症:中風
在偏頭痛眾多的神經系統共病症中,中風無疑是最受關注且研究最為深入的議題。偏頭痛與中風皆為涉及血管功能的神經疾病,探討兩者之間的共同機制,對於臨床上評估偏頭痛患者的心血管風險,並制定相應的預防策略,具有無可取代的重要性。相較於一般人群,偏頭痛患者發生缺血性中風的風險顯著增加了 1.7 至 2.6 倍,而發生出血性中風的風險也增加了 1.57 倍。
潛在的病生理學機制:
- 皮質擴散性抑制 (Cortical Spreading Depression, CSD)
CSD 是偏頭痛預兆的生理基礎,同時也在腦缺血事件中扮演關鍵角色。兩者的核心差異在於能量的恢復能力。在偏頭痛預兆中,CSD 表現為「Spreading depression」伴隨「Spreading hyperemia」,神經元在經歷短暫的去極化後,能量供應能夠迅速恢復,維持細胞穩定。在缺血模型(如偏頭痛性中風)中,CSD 則表現為「Spreading depression」伴隨「Spreading ischemia」,由於能量供應無法恢復,持續的去極化最終可能導致細胞死亡。 - 內皮細胞功能障礙 (Endothelial Dysfunction, ED)
內皮細胞是維持血管健康的核心。其功能障礙主要包含兩方面:血管反應性受損(影響血管舒張與收縮的平衡)與內皮活化(趨向發炎與血栓形成)。研究一致發現,無論是在偏頭痛發作期還是間歇期,作為強力血管收縮劑的內皮素-1 (ET-1) 水平均有升高趨勢,這表示偏頭痛患者可能長期處於一種血管功能不穩定的狀態,從而增加了血管事件的風險。 - 降鈣素基因相關胜肽 (CGRP)
CGRP 在偏頭痛的病理機制中扮演核心角色,這點無庸置疑。然而,其在缺血事件中的角色則更為複雜,可能扮演雙重角色。一方面,CGRP 可能影響血腦屏障的通透性;另一方面,它也可能因其血管舒張與抗發炎特性而具有潛在的神經保護作用。然而,目前的臨床數據顯示,急性中風患者入院時的血漿 CGRP 水平,與梗塞體積或 90 天後的臨床預後之間,並未觀察到明確的關聯。 - 遺傳學
遺傳因素也被認為在偏頭痛與中風的共病中扮演一定角色,特定基因的變異可能同時增加個體對這兩種疾病的易感性。
為了將這些風險因子轉化為臨床可用的評估工具,研究人員開發了 MARS+ 風險評分量表,旨在預測偏頭痛患者的長期缺血性中風風險。根據此量表,總分 ≥ 5 分的患者被歸類為高風險組,其發生缺血性中風的風險是低風險組的 4.0 倍 (Hazard Ratio)。
甲狀腺疾病
甲狀腺素在調節全身能量代謝中扮演著中樞角色。鑑於偏頭痛被部分學者視為一種「大腦能量缺乏」或氧化壓力失衡的狀態,我們可以想像甲狀腺功能與偏頭痛之間應存在某種關聯。流行病學研究顯示,偏頭痛與甲狀腺功能異常顯著相關,有偏頭痛者甲狀腺亢進的風險增加 1.8 倍,另外在甲狀腺功能低下的風險則會增加 1.41 至 5.80 倍。
潛在機制包括:
- TSH 受體於大腦的表現
組織學證據顯示,甲狀腺促素 (TSH) 的受體不僅存在於甲狀腺,也直接表現於大腦的神經元細胞中。這意味著甲狀腺信號系統能夠直接調控大腦功能,而非僅僅透過周邊代謝間接影響。 - 遺傳路徑分析
一項針對偏頭痛相關組織(包括視覺皮質)的基因研究發現,與「甲狀腺促素釋放激素受體信號路徑」相關的基因突變顯著富集,為兩者在遺傳層面的連結提供了直接證據。 - 降鈣素 (Calcitonin) 的作用
降鈣素與 CGRP 同屬降鈣素肽家族,結構與功能相似。研究發現,甲狀腺功能低下的女性血漿降鈣素水平較低。更重要的是,大鼠實驗表明,降鈣素能夠透過調節感覺神經元上鈉離子通道的表現,來影響疼痛閾值,這可能是甲狀腺功能影響疼痛感知的直接機制之一。 - 孟德爾隨機化分析
為了釐清因果方向,利用遺傳變異作為工具變量的 GSMR 分析指出,遺傳學證據支持偏頭痛是導致甲狀腺功能低下 (Hypothyroidism, HPO) 的一個因果風險因子 ,而反向的因果關係則證據不足。
補充甲狀腺素是否能減輕偏頭痛?
一項針對合併次臨床甲狀腺功能低下與偏頭痛患者的統合分析研究,試圖回答這個問題。結果顯示,在接受甲狀腺素補充治療後,患者的偏頭痛失能評估量表 (MIDAS) 評分從 23.4 分顯著下降至 6.3 分 (p=0.026)。然而,當綜合所有研究進行隨機效應模型分析時,整體的治療效果並未達到統計學上的顯著差異,這表明其療效可能僅限於特定族群,需要更大規模的研究來確認。
維生素D缺乏
維生素D不僅是維持骨骼健康的關鍵營養素,更是一種重要的神經營養素,在大腦發育、神經傳導物質合成及免疫調節中扮演多重角色。因此,其缺乏可能透過多種途徑破壞神經系統的穩定性與發炎狀態,從而與偏頭痛的發生建立聯繫。數據顯示,血清 25-羥基維生素D [25(OH)D] 的水平與偏頭痛風險呈負相關:每增加 5 ng/mL,偏頭痛的發生機率便降低 22%。
以下是目前可能的機轉:
- 神經致敏化
感覺受體的持續刺激可能導致周邊及中樞神經系統的致敏化。 - 發炎介質增加
促進促炎介質(如 C-反應蛋白 CRP、前列腺素E2 PGE2)的產生。 - 氧化壓力調節失衡
影響粒線體功能與耗氧率,導致氧化壓力增加。 - 鎂離子吸收減少
維生素D不足會降低腸道對鎂的吸收,導致鎂水平下降。低鎂狀態會增加一氧化氮合成酶 (NOS) 的活性,進而增加一氧化氮 (NO) 的產生與血管舒張。 - 神經傳導物質失衡
可能導致血清素和多巴胺水平下降、褪黑激素水平下降,但同時使 CGRP 水平上升。
補充維生素D是否能降低偏頭痛頻率?
統合分析的結果為此提供了肯定的答案。森林圖分析顯示,與對照組相比,補充維生素D能顯著降低每月頭痛發作次數。然而,其確切機制仍待釐清。一項研究 發現,儘管補充維生素D能改善偏頭痛,但患者血清 CGRP 濃度的變化與 25(OH)D 濃度的變化之間並無顯著相關性,暗示其療效可能是透過非 CGRP 依賴的路徑達成的。
開放性卵圓孔 (PFO)
開放性卵圓孔 (Patent Foramen Ovale, PFO) 是一種常見的心臟先天性結構異常,指在心房中隔上殘留的一個小通道。在正常情況下,這個通道的功能無關緊要,但在特定情況下(如咳嗽或用力時),它會導致靜脈系統的血液繞過肺部過濾,直接進入動脈循環,形成「右向左分流」。這個分流現象被認為是觸發偏頭痛,特別是有預兆偏頭痛 (Migraine with Aura, MwA) 的關鍵病生理學機轉。數據顯示,有預兆偏頭痛患者合併 PFO 的風險是常人的 3.2 至 3.7 倍。一項研究進一步量化了分流的嚴重程度,發現有預兆偏頭痛 (MA+) 患者的Paradoxical microbubble計數 顯著高於無偏頭痛的對照組 ,這暗示分流的嚴重度可能與偏頭痛的發生直接相關。
關於 PFO 如何引起偏頭痛,目前主要有三個假說機制:
- 低氧血症 (Hypoxia)
少量未經氧合的靜脈血進入動脈循環,可能導致大腦皮質產生輕微的缺氧狀態,進而觸發 CSD 或其他神經事件。 - 微小栓子 (Micro-emboli)
靜脈系統中自然形成的微小血栓或空氣栓子,因繞過肺部的過濾功能而直接進入腦部動脈循環,對腦血管造成微小刺激,觸發偏頭痛。 - 血管活性胺 (Vasoactive monoamines)
諸如血清素等在腸道產生並通常在肺部被代謝的血管活性物質,透過 PFO 分流直接進入腦循環。這些物質濃度的異常波動,可能觸發三叉神經血管系統的活化。
關閉 PFO 是否能改善偏頭痛症狀?
觀察性研究的圖表數據顯示,在接受 PFO 關閉手術後,患者的偏頭痛發作頻率和VAS 疼痛評分均出現顯著下降 (p<0.001)。另外一項代謝體學研究發現,PFO 關閉術後,患者體內血清素 (5-HT) 的分解產物顯著增加(表現為 5-HIAA/5-HT 比值上升,p=0.011)。這項發現強烈暗示,PFO 關閉可能是藉由恢復肺部對血清素的正常代謝,減少其在腦循環中的異常堆積,從而達到緩解偏頭痛的效果。
胃潰瘍與腸道菌群
「腦腸軸」(Brain-Gut Axis) 是理解偏頭痛與消化系統共病症的核心概念。大腦與腸道之間存在著一個複雜的雙向通訊網絡,涉及神經、內分泌和免疫等多重途徑。任何一方的功能失調,都可能透過這個軸線影響另一方的健康狀態。
消化性潰瘍 (PUD) 與腸躁症 (IBS)
流行病學數據顯示,偏頭痛患者合併消化性潰瘍 (PUD) 的風險增加了 1.9 至 2.8 倍,而合併腸躁症 (IBS) 的風險則增加了 2.18 倍。
- 對於 PUD,儘管過去曾有假說認為幽門螺旋桿菌 (H. pylori) 感染可能是兩者之間的連結,但目前的研究證據傾向於認為這種關聯可能僅為偶然。然而,發炎反應作為一個貫穿兩種疾病的核心病理過程,仍然是值得深入研究的潛在共同機制。
- 對於 IBS,其與偏頭痛的關聯可以透過「腦腸軸」的雙向溝通機制得到很好的解釋:
- 神經途徑: 腸道可透過迷走神經的末梢直接向大腦傳遞信號。
- 內分泌與免疫途徑: 腸道菌群產生的神經傳導物質、細胞激素等分子,可作為間接信號進入血液循環,影響大腦功能。
- 中樞調控: 反向地,中樞神經系統(大腦)可透過調控交感/副交感神經系統及釋放神經內分泌因子,來調節腸道的蠕動、分泌和敏感性。
腸道與口腔微生物菌群的角色
近年來,微生物體學的發展為理解腦腸軸提供了新的視角。
- 口腔微生物
一項研究發現,偏頭痛患者的口腔微生物群中,具有硝酸鹽、亞硝酸鹽和一氧化氮還原能力的微生物豐度顯著更高。這暗示著口腔菌群可能透過影響體內一氧化氮 (NO) 的生成,進而調節血管舒張,成為偏頭痛的觸發因素之一。 - 腸道微生物
糞便微生物分析顯示,偏頭痛患者與健康對照組相比,在特定菌種的豐度上存在顯著差異,例如Faecalibacterium和Clostridium屬的某些菌種。更深入的功能分析 (Gut Brain Modules) 指出,兩組在與神經活性物質代謝相關的途徑上存在顯著差異,例如 GABA 合成和色胺酸降解途徑。然而,值得注意的是,不同研究對於菌群在門 (Phylum) 層級的變化(如厚壁菌門、擬桿菌門)結論尚不一致,這反映了該領域研究的高度複雜性。
補充益生菌是否能緩解偏頭痛?
一些初步的臨床試驗看起來似乎有些微的效果,但後續仍需更嚴謹的研究來進行證實。
| 作者 (年份) | 介入措施 | 主要結果 |
| Xie et al. (2019) | 益生菌 (B. infantis, L. acidophilus 等) | 顯著減少止痛藥使用量,MIDAS 評分下降。 |
| Ghavami et al. (2021a) | 合生元 (Synbiotic) | 12 週後偏頭痛指數 (頻率 x 嚴重度) 顯著下降。 |
| Ghavami et al. (2021b) | 合生元 (Synbiotic) | 12 週後每月偏頭痛頻率和止痛藥使用量顯著減少。 |
過敏性疾病
偏頭痛與過敏性疾病,如氣喘和異位性皮膚炎,存在顯著的共病現象。其背後存在的免疫學基礎,特別是肥大細胞 (Mast Cell)、組織胺 (Histamine) 以及神經胜肽 (如 CGRP) 之間複雜的交互作用被認為是可能的共同致病機轉。流行病學數據顯示,偏頭痛患者合併氣喘的風險增加了 1.47 倍,合併異位性皮膚炎的風險則增加了 1.32 至 1.37 倍。
其潛在的共同機制可能包含:
- 組織胺 (Histamine)
組織胺是一種廣為人知的頭痛觸發物質。研究發現,偏頭痛患者的血漿和腦脊液中,組織胺的前驅物——組胺酸 (Histidine) 水平均顯著較高。中樞神經系統中存在多種組織胺受體,其中 H1R、H2R 和 H3R 在下視丘等與疼痛調節相關的腦區高度表現,為組織胺介導頭痛提供了受體基礎。 - 肥大細胞 (Mast Cell)
肥大細胞是過敏反應中的核心效應細胞。當過敏原與其表面的 IgE 抗體結合時,會觸發其脫顆粒,釋放出包括組織胺、細胞激素、白三烯在内的大量發炎介質。動物實驗提供了一個直接的連結:在動物模型中,化學物質誘導的腦膜肥大細胞Degranulation後,能夠直接激活三叉神經的末梢,使其神經放電頻率顯著增加。重要的是,此效應可以被肥大細胞穩定劑 (SCG) 或偏頭痛特異性藥物曲坦類 (Sumatriptan) 所阻斷,證實了這條通路在偏頭痛病理中的重要性。 - CGRP 的免疫調節作用
CGRP 不僅是一種調節血管舒張的神經胜肽,更是一種「免疫神經胜肽」。一項針對氣喘患者的研究發現,當他們吸入過敏觸發物後,其鼻腔灌洗液中的 CGRP 水平顯著升高。這表明 CGRP 在過敏性發炎反應中也扮演著積極角色,成為連結神經系統與免疫系統的關鍵分子。
睡眠障礙
睡眠與疼痛調節系統之間存在著緊密且雙向的關係。一方面,疼痛會干擾睡眠;另一方面,睡眠障礙會顯著降低個體的疼痛閾值,使之更容易感受到疼痛。此外,近年來的研究顯示:睡眠在大腦廢物清除系統,又稱為腦淋巴系統 (Glymphatic System),的運作中扮演著至關重要的角色。數據顯示,偏頭痛與睡眠障礙的關聯極為密切,其合併失眠的風險增加了 1.79 至 3.0 倍,合併不寧腿症候群 (Restless Legs Syndrome, RLS) 的風險則增加了 1.40 倍。兩者之間的關聯可能源於以下機制:
- 下視丘「開關」功能失調
下視丘在調節睡眠-清醒週期中扮演著類似「flip-flop switch」的角色。血清素和多巴胺等神經傳導物質系統的失調,既能導致異常的覺醒狀態(失眠),又能直接影響痛覺的調控通路,從而增加偏頭痛的易感性。特別是,源自下視丘的 A11 多巴胺系統功能障礙,被認為是不寧腿症候群 (RLS) 的核心機制。 - 睡眠剝奪與疼痛閾值
研究證實,持續性的睡眠中斷或碎片化會顯著降低疼痛閾值,並可能直接致敏三叉神經血管系統,使其對正常的生理刺激反應過度,從而觸發偏頭痛。 - 腦淋巴系統 (Glymphatic System) 功能受損
腦淋巴系統是近年發現的大腦廢物清除機制,它在睡眠期間最為活躍,負責清除大腦在代謝過程中產生的毒性廢物。腦脊液沿著動脈周圍的空間流入腦組織,與組織間液交換,並將代謝廢物(如β-澱粉樣蛋白)沿著靜脈周圍的空間帶走。睡眠品質差會嚴重損害此系統的清除效率,導致潛在的毒性代謝物在大腦中累積,這被認為是觸發偏頭痛的可能機制之一。
新型失眠藥物能否治療偏頭痛?
食慾素 (Orexin) 是維持清醒狀態的關鍵神經肽,因此食慾素受體拮抗劑 (Dual Orexin Receptor Antagonists, DORAs) 已成為治療失眠的新型藥物。由於其作用於中樞神經系統,我們自然也會好奇它是否能用於治療偏頭痛。動物實驗數據顯示,DORAs 確實能夠減弱三叉神經的痛覺傳遞活動。然而,一項針對 Filorexant 的臨床試驗結果卻不盡人意。數據顯示,與安慰劑相比,該藥物在減少每月偏頭痛天數這一主要終點上,未能達到統計學上的顯著差異。
疼痛與精神心理共病症
慢性疼痛症候群(如纖維肌痛症)和精神疾病(如憂鬱症、焦慮症)是偏頭痛最常見、也最影響患者生活品質的共病。這些共病的關聯性極強,數據顯示偏頭痛患者合併纖維肌痛症 (Fibromyalgia, FM) 的風險增加了 4.86 倍,與慢性疲勞症候群 (CFS) 高度重疊,合併憂鬱症的風險增加了 2.0 至 2.5 倍,而合併焦慮症的風險也增加了 1.9 至 2.3 倍。
這些共病的機轉,在於多個關鍵腦區(如前額葉皮質、杏仁核、下視丘)內的神經傳導物質系統失衡,尤其是多巴胺、血清素、正腎上腺素等系統的異常,參與了情緒調節和疼痛感知的反應。
CGRP 與 PACAP 在憂鬱症共病中的角色
近年來,研究焦點集中在 CGRP 和垂體腺苷酸環化酶激活肽 (PACAP) 這兩種與偏頭痛密切相關的神經肽上。它們不僅在三叉神經系統中作用,也在下視丘等調節情緒和應激反應的腦區中扮演重要角色。目前的證據包括:
- 在憂鬱症的動物模型中,可以觀察到 CGRP 和 PACAP 系統的改變。
- 在重度憂鬱症 (Major Depressive Disorder, MDD) 患者中,血漿 CGRP 水平與疾病的嚴重程度呈正相關。
- 臨床試驗的次要分析發現,針對 CGRP 或其受體的單株抗體藥物,在治療偏頭痛的同時,也能改善患者的憂鬱症狀。
從共病到精準預防與治療
對偏頭痛共病的理解,需要利用更先進的工具,如遺傳學、新興生物標記物以及預防醫學,來解開這個複雜的疾病關聯。
遺傳學圖譜與因果推斷
孟德爾隨機化 (Mendelian Randomization) 研究利用基因變異作為工具,為判斷共病之間的因果方向提供了強有力的證據,幫助我們區分因果關係與單純的相關性:
- 憂鬱症: 大量遺傳學證據支持重度憂鬱症 (MDD) 是偏頭痛的一個因果風險因子 (
MDD → Migraine)。換言之,遺傳上易患憂鬱症的人,其發生偏頭痛的風險也更高。然而,反向因果關係(即偏頭痛導致憂鬱症)的證據則相對薄弱。 - 中風/心血管疾病: 目前的遺傳學證據不支持偏頭痛對整體中風風險存在因果效應。更有趣的是,部分研究甚至提示,遺傳上的偏頭痛易感性可能對特定類型的中風(如大動脈粥樣硬化性中風)具有輕微的保護作用。
微小核糖核酸 (miRNA) 的潛力
微小核糖核酸 (miRNA) 是一類非編碼蛋白質的小分子 RNA,它們透過抑制訊號RNA (mRNA) 的翻譯來調節蛋白質的合成,從而在各種細胞過程中扮演關鍵的調控角色,而其發現者甚至也榮獲 2024 年諾貝爾生理學或醫學獎,因此,miRNA 已成為尋找疾病生物標記物和治療靶點的新興領域。
- 在偏頭痛研究中,已發現多個 miRNA 的表達水平與疾病狀態或發作活動相關,例如
miR-183、let-7e等。 - 特別值得注意的是,與內皮細胞功能密切相關的
miR-155和miR-126在偏頭痛患者中均呈表達上調,這為偏頭痛的血管功能障礙假說提供了新的分子證據。 - 以
miR-25為例,它不僅被發現在偏頭痛中表達異常,還被證實具有抑制細胞凋亡和調節免疫反應等多重功能,使其成為一個極具潛力的未來治療目標。
從共存到預防
理解共病的最終目標是為了實現早期預防。一項研究的結果顯示,預先存在的精神心理障礙 (RR=2.63)、過敏性疾病 (RR=1.53) 和睡眠障礙 (RR=1.89) 都是未來新發偏頭痛的顯著預測因子。這意味著,積極篩查和管理這些共病,可能是預防偏頭痛的有效策略。
同時,在現有治療藥物的臨床試驗中,我們也觀察到了一些針對共病症狀的「額外益處」。
| CGRP 相關藥物 | 對共病症的潛在益處 (次要觀察結果) |
| Fremanezumab | 在 UNITE 隨機對照試驗中,觀察到憂鬱症狀 (HDRS-17 評分) 的改善。 |
| Galcanezumab | 在 CONQUER 研究中,觀察到輕度憂鬱狀態的改善,但焦慮狀態無變化。 |
| Erenumab | 在 REFORM 研究中,觀察到焦慮、憂鬱和睡眠不佳症狀的改善。 |
| Rimegepant | 在一項二期試驗中,顯示出對非便秘型腸躁症 (IBS) 的潛在改善效果。 |
結論
本文系統性地探討了偏頭痛與神經、代謝、心血管、消化、免疫、睡眠及精神心理等多個系統的共病症,並剖析了其背後潛在的共同機制。基於這些複雜的關係,我們可以提出更具針對性的臨床策略:
- 對於存在雙向影響的共病(如睡眠障礙),治療的目標應是「中斷惡性循環」。
- 對於存在單向因果的共病,若其為「因」(如憂鬱症),我們應積極「預防偏頭痛」的發生;若其為「果」(如甲狀腺功能低下),我們則需要在治療偏頭痛的同時「同時治療」其後果。
展望未來,我們正邁向一個被稱為「偏頭痛體學 (Migrainomics)」的新時代。這需要我們整合來自遺傳學、表觀遺傳學、蛋白質體學、代謝體學及微生物體學等多面向的數據,構建一個全面的疾病模型。
