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电针干预周围神经损伤效应及机制的研究

范文

章明星郭义石田寅夫

摘要周围神经损伤（PNI）是临床常见病，属于中医“痹证”“痿证”范畴。本着“评价疗效、探寻规律、阐明机制、指导临床”为研究总体思路，天津中医药大学实验针灸学研究中心郭义教授团队与日本铃鹿医疗科学大学石田寅夫教授团队合作，围绕电针治疗周围神经损伤开展了系列研究。明确了电针刺激可促进外周神经再生，早期干预效果更佳，低频电针效果更佳，且对失神经支配所造成的肌肉萎缩也有一定的疗效，肯定了经皮穴位电刺激治疗可显著改善糖尿病患者的临床症状，提高生命质量，可改善病变神经的运动和感觉功能。并从形态学、分子生物学角度明确了其干预机制。研究为临床更好使用电针治疗周围神经损伤提供了科学依据，推动了电针治疗神经损伤的临床应用。

关键词电针;周围神经损伤;效应;机制;糖尿病周围神经病变

Abstract Peripheral nerve injury（PNI）is a common-seen disease in clinic，which belongs to the category of “Bi syndrome” or “Flaccidity syndrome” in TCM.By following the research approach of “evaluating the efficacy，finding the regularity，clarifying the mechanism and guiding the clinical practice”，our team，led by Professor GUO Yi，cooperating with the team of Professor Ishida Torao from Suzuka University of Medical Science，carried out a series of studies on the electroacupuncture（EA）treatment of PNI.We confirmed the effects of EA on peripheral nerve regeneration and muscle atrophy caused by denervation.Better results can be obtained from the early treatment and low frequency of EA.We also found the transcutaneous acupoint electrical stimulation（TAES）can relieve the clinical symptoms and improve the life quality of diabetics by improving the motor and sensory functions of the injured peripheral nerve.The mechanism by using morphological and molecular biological technology is clearly defined.The study provided the scientific basis for the better use of EA for PNI，and promoted the clinical application of EA for the treatment of PNI.

Keywords Electroacupuncture; Peripheral nerve injury; Effects; Mechanism; Diabetic peripheral neuropathy

周围神经损伤（Peripheral Nerve Injury，PNI）是临床常见病，且致残率高，占全部创伤的2%～3%[1]。流行病学研究显示，PNI的发生率逐年升高且发患者群以青壮年为主，83%的患者在55岁以下，在众多的损伤原因中交通事故伤约占46%[2]。虽然周围神经有很强的再生能力，由于其结构复杂，在损伤后近端再生的神经纤维再次与原来靶器官建立功能联系的几率较低，导致受损周围神经功能恢复不甚理想，不仅给家庭和社会带来沉重的经济负担，还严重影响了患者的身心健康[3]。因此，有关PNI后功能修复的基础与临床研究，一直是医学界所关注的重点和难点课题之一。

目前，PNI常用的治疗方法是依据损伤的类型和程度采取不同手术方法，辅助治疗有神经保护药物、抗炎药物、神经营养因子和干细胞等，但安全性和有效性尚不确定，且作用单一，神经功能恢复还是不甚理想[4-5]。

PNI属于中医“痹证”“痿证”范畴，其病机多为“经络不通、经气不续、气虚血滞”，导致肢体、皮肤、肌肉得不到气血的正常温养，病因多为外伤所致，主要临床表现早期为肢体肿胀、麻木、疼痛（痹证）;晚期为筋肉萎缩不用，功能障碍（痿证）。关于该病的病因、病机以及治疗原则在中医经典文献中都有详细的记载。针灸具有“疏通经络，调和气血”的作用，通过疏通全身经络，调和气血运行，使损伤部位得到气血温养，改善肢体痿软、肌肤麻木不仁等症状。电针刺激具有多靶点、品质调节作用，不仅有针刺穴位本身的作用，还可以产生弱电场，促进再生神经向负极生长。大量临床实践表明，电针可显著提升受损周圍神经的功能，是一种安全有效的治疗方法。然而，电针是通过作用于哪些环节而发挥其效应，其内在的作用机制是什么，尚不清楚。因此，深入展开电针促进受损周围神经再生及功能恢复的机制和临床应用研究，对促进电针更好地应用具有重要意义。

天津中医药大学实验针灸学研究中心从上世纪90年代开始与日本铃鹿医疗科学大学合作，致力于针灸治疗PNI的机制与临床应用研究，承担了日本文部科学省高新技术资助项目、国家“十一五”支撑计划项目、国家自然科学基金等课题，以评价疗效、探寻规律、阐明机制、指导临床应用研究为总体思路，探讨了电针治疗PNI的部分机制以及临床研究。研究成果获得天津市科技进步二等奖，中国针灸学会科学技术三等奖，现报道如下。

1 电针干预PNI效应及机制的实验研究

1.1 电针干预PNI效应的实验研究

团队成功建立了大鼠坐骨神经再生室、钳夹伤以及横断伤等3种模型电针效应平台，在电针的频率方面也展开了相应研究。

1.1.1 大鼠坐骨神经再生室模型电针效应平台模型分组：选用Wistar大鼠，10周龄，体质量（220±20）g，雌雄各半，分空白对照组、模型组、电针5 Hz组、电针100 Hz组、电针变频1组、电针变频2组等6个组。将坐骨神经切取一段后，用硅胶管桥接构建神经再生室的PNI模型。见图1。

选取穴位：环跳、足三里、三阴交。电针阳极连接患侧足三里、环跳，阴极连接患侧三阴交，强度以患肢轻微颤动为度。干预效应：采用足印法检测大鼠坐骨神经运动功能恢复情况，采用镀银染色、HE染色、砂罗铬花青染色以及电镜从形态上观察坐骨神经纤维再生情况。实验结果：从损伤后不同时间段进行效应的评价。发现电针组大鼠足印的恢复明显优于模型组，而电针5 Hz组足印的恢复恢复最为显著[6]。神经纤维镀银染色结果显示，电针组再生的神经轴突数量显著多于模型组，其中电针5 Hz组的轴突排列更为整齐，各组坐骨神经HE染色和砂罗铬花青染色结果与镀银染色结果一致[7-10]。电镜对再生神经的超微结构观察显示，模型组神经纤维结构不清，空泡变性，膜结构不清，细胞器高度变性坏死，呈碎屑样变，5 Hz组与正常对照组比，近似正常，无明显损伤，多数细胞膜结构无明显超散结构病变，明显优于100 Hz组的超微结构变化[9]。见图2。

基于上述实验结果，团队进一步通过辣根过氧化物酶（HRP）神经束路逆行追踪标记，以考察再生神经的功能和完整性。结果显示，电针5 Hz组在脊髓前角和脊神经节位置的HRP的数量高于模型组[7]。

保存失神经靶器官的功能是决定受损周围神经功能恢复程度的关键因素。因此，团队通过称量失神经靶器官腓肠肌的湿重、肌纤维的直径和肌电图的变化评价电针延缓腓肠肌萎缩情况。实验结果显示，电针5 Hz组腓肠肌的湿重比显著高于其他各组，HE染色的肌纤维面积和密度同样优于其他各组，肌电总引出率较其他各组呈现增高趋势，MUP振幅和波宽显著性增加[8-9，11]。

1.1.2 大鼠坐骨神经钳夹伤模型电针效应平台模型分组：大鼠坐骨神经钳夹伤模型，实验动物选择与前期研究一致，实验分对照组、模型组、电针组、弥可保组4组。选取穴位：环跳穴、足三里穴，将电针的阳极连接患侧环跳穴，阴极连接患侧足三里穴。电针参数：频率5 Hz，连续波，强度以患肢轻微颤动为度，电针时间15 min/次，1次/d，连续6 d停1 d，共4个周期。干预效应：采用镀银染色从形态上观察坐骨神经纤维再生情况，检测坐骨神经功能指数考察运动功能恢复情况，测量患侧和检测腓肠肌湿重比考察肌萎缩状况。实验结果：模型组第28天钳夹处有神经纤维生长，排列较紊乱，神经纤维弯曲变形，不规则，方向性差;电针组和弥可保组第28天神经纤维较模型组明显增粗，神经纤维连续完整，排列较规则，稍弯曲;电针组和弥可保组大鼠的坐骨神经功能指数恢复、腓肠肌湿重比均显著优于模型组[12-14]。

1.1.3 大鼠坐骨神经横断伤模型电针效应平台模型制备：大鼠麻醉后，将暴露的坐骨神经放置在手术显微镜下用，分离坐骨神经，然后在距梨状肌下孔0.5 cm处，用显微剪将其剪断，用9-0显微外科线进行外膜、束膜联合吻合，制备大鼠坐骨神经横断伤模型。实验分组：对照组、模型组、电针组3组。选取穴位：环跳穴、足三里穴，将电针的阳极连接患侧环跳穴，阴极连接患侧足三里穴。电针参数：频率5 Hz，连续波，强度以患肢轻微颤动为度，电针时间15 min/次，1次/d，连续6 d停1 d，共4个周期。干预效应：采用自制的步态分析仪，检测坐骨神经功能指数考察运动功能恢复情况，采用von Frey细丝和热辐射聚光灯检测各组感觉功能恢复，测量患侧和检测腓肠肌湿重比考察肌萎缩状况。实验结果：坐骨神经功能指数、腓肠肌湿重比以及肌纤维面积检测结果显示，电针组显著的优于模型组，电针组的触觉和温度觉恢复速度快于模型组[15-16]。团队通过不同的模型平台，从形态到功能、损伤局部到靶器官，多层次、多角度证明了电针可促进受损周围神经再生和功能恢复，并可延缓肌肉萎缩。在电针参数探索方面，明确了电针频率5 Hz效果最佳。

1.2 电针干预PNI的机制的研究

PNI后的修复过程比较复杂，主要涉及到受损神经元胞体、损伤局部和靶器官3个部位。因此，团队围绕上述3个部位展开了系列的电针作用原理研究。

1.2.1 电针对PNI局部的作用机制严重PNI的远端都会发生Wallerian变性，在损伤后几个小时内损伤远端的轴突和髓鞘开始崩解，48～96 h后轴突将失去传导神经冲动的能力[5]。雪旺细胞在这个过程中起到了至关重要的作用，在早期不仅参与清除变性轴突、髓鞘的碎片，而且还分泌大量细胞因子与肥大细胞共同作用促进巨噬细胞募集进而加快变性过程。在Wallerian变性结束后，这些雪旺细胞在远端的神经内膜内形成Büngner带，有助于促进和引导新生的轴芽通过损伤部位并顺利进入远端神经内膜管[17]。团队在大鼠坐骨神经再生室模型电针效应平台上，通过免疫组化法观察了雪旺细胞特异蛋白S-100表达，结果发现电针5 Hz组S-100蛋白的表达高于其他各组[7]。临床实践证明缺血对神经损伤后的修复及治疗均增加了难度，而且肢体低血流量必然加重局部变性坏死、氧化应激、缺血再灌注损伤，推迟损伤神经再生时间，严重影响了神经功能的恢复，然而损伤局部血管再生数量过多也会加重局部炎性反应，同样不利于神经功能恢复。团队通过大鼠坐骨神经横断伤缺血模型电针效应平台研究发现，电针可使缺血性坐骨神经局部血流平稳增加，降低局部促炎遞质IL-1蛋白含量[18-20]。

1.2.2 电针对受损周围神经元胞体的作用机制 PNI后，受损轴突的胞体及其周围的胶质细胞也会发生一系列的变化。在损伤后6 h内，神经元胞体内出现染色质溶解，同时其周围胶质细胞被激活增殖，破坏了原有神经元之间的突触关系[21]。研究显示被切断轴突的神经元胞体在脊神经节内的凋亡率为20%～50%，而运动神经胞体发生的凋亡率要低于感觉神经元胞体，损伤越靠近胞体，胞体凋亡率就越高[22]。团队通过大鼠坐骨神经钳夹伤模型电针效应平台，采用Elisa法检测脊髓组织中凋亡相关蛋白的表达情况，结果发现电针降低脊髓中凋亡促进蛋白caspase-3含量，提高抗凋亡蛋白bcl-2、NGF和p-ERK1/2含量[13-14]。

1.2.3 电针对受损周围神经支配靶器官的作用机制当骨骼肌失神经支配后，其收缩功能丧失，血液瘀积在静脉系统内，组织内动脉血灌注量会相应的减少，致使血管床重塑、微循环减退，出现相对缺氧的代谢环境，出现细胞皱缩、核固缩、核周池扩大、染色质浓缩等细胞凋亡的形态学改变[23]。团队在大鼠坐骨神经再生室模型电针效应平台上，发现电针组可显著提高靶器官腓肠肌肌糖原含量，显著降低乳酸含量[24]。在大鼠坐骨神经横断伤模型电针效应平台研究发现，电针促进靶器官骨骼肌中具有干细胞功能的肌卫星细胞增殖，降低肌肉组织中凋亡促进蛋白caspase-3含量，同时提高抗凋亡蛋白胰岛素样生长因子-1（IGF-1）的含量。进一步深入研究发现电针延缓失神经肌萎缩的机制可能与IGF-1/PI3K/AKT信号通路密切相关。

2 电针干预PNI的临床研究

糖尿病是威胁人类健康和生命的常见病、多发病，其发病率呈逐年上升趋势。糖尿病周围神经病变是糖尿病最常见的慢性并发症和主要致残因素之一，其引起的肢体麻木、疼痛、肌无力和萎缩等症状，严重影响患者的生命质量及工作能力。目前对于慢性并发症的治疗，尚缺乏行之有效的方法和药物，然而这正是中医学治疗之优势所在。团队在大量动物实验的基础上，将实验结果应用于临床，采用经皮穴位电刺激的方法治疗糖尿病周围神经病变，并设立口服西药组作为对照，观察疗效，探討机制，为糖尿病周围神经病变的治疗寻找确实有效的方法。

依据糖尿病性多发性神经病变的诊断标准，制定纳入、排除标准后，在天津中医学院第一附属医院内分泌科收治的糖尿病周围神经病变患者68例。在常规治疗的基础上，按就诊顺序随机分成经皮穴位电刺激观察组（以下简称观察组）和口服西药弥可保对照组（以下简称对照组）各34例。其中观察组34例，男22例，女12例;平均年龄（61.06±1.76）岁;平均病程（13.15±1.86）个月。对照组34例，男17例，女17例;平均年龄（56.41±2.37）岁;平均病程（15.88±2.09）个月。

对纳入的每位患者给予口服维生素B1 20 mg，3次/d，肌肉注射维生素B1 20.5 mg，1次/d的常规治疗。对照组在常规治疗基础上，加口服弥可保（甲钴胺）0.5 mg，3次/d。10 d为1个疗程，每疗程间隔3 d，共观察2个疗程。电针组，在常规治疗基础上，加经皮穴位电刺激治疗。主穴为胰俞、肾俞;下肢重者加足三里、阳陵泉、三阴交、太溪、太冲;上肢重者加曲池、外关、合谷。根据患者病变部位选择以上部分穴位，然后根据中医辨证分型，随证加减穴位。气滞血瘀型加血海;寒凝血虚型：加关元、气海;湿热侵淫型加阴陵泉。选用频率为50 Hz的疏密波，强度以肌肉微颤患者能耐受为度，每次治疗30 min，1次/d，10 d为1个疗程，每疗程间隔3 d，共观察2个疗程。

分别记录2组在治疗前后主要症状、神经系统体征、生命质量及对植物神经系统症状影响的情况并评分;检测并记录2组治疗前后的神经肌电图情况，包括胫神经及腓总神经的运动神经传导速度（MNCV）、腓肠神经的感觉神经传导速度（SNCV）、及其潜伏时间、振幅等。检测并记录2组在治疗前后的血流变指标，包括全血黏度（高切、中切、低切）、血浆黏度、红细胞压积、红细胞聚集指数、刚性指数、变形指数、纤维蛋白原、血小板聚集性以和血脂指标包括总胆固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、脂蛋白（a）、载脂蛋白A、载脂蛋白B等。

研究结果显示，2组治疗后在感觉、振动觉、坚持工作方面均较治疗前差异有统计学意义（P<0.01），2组间比较差异无统计学意义;观察组在大小便及心慌方面较治疗前差异有统计学意义（P<0.01），与对照组比较差异有统计学意义（P<0.01）;2组在跟腱反射、膝腱反射及自由活动、生活自理方面与治疗前比较差异无统计学意义，见图3～6。

肌电图结果显示，与治疗前比较，2组的腓肠神经的潜伏时间均较治疗前有明显缩短（P<0.05），胫神经、腓总神经的潜伏时间与治疗前比较差异无统计学意义（P>0.05）;血脂检测结果显示，观察组明显优于对照组，其中以低密度脂蛋白、脂蛋白（a）改善最优（P<0.01），胆固醇、载脂蛋白A次之（P<0.05）;血流变检测结果显示，观察组的全血黏度（高切、低切）、血浆黏度、红细胞压积、纤维蛋白原、血小板聚集率改善显著的优于对照组P<0.05）[7]。

临床研究结果表明，经皮穴位电刺激治疗糖尿病周围神经病变不仅能够明显改善DPN患者的临床症状，提高生命质量，改善受损周围神经的功能，还可以改善患者的血脂和血流变指标。鉴于经皮穴位电刺激操作方便、无不良反应且疗效显著的有点，团队认为该疗法值得在临床上推广使用。

3 总结

团队通过不同的模型平台，明确了电针治疗PNI的效应并发现了电针频率5 Hz效果最佳;在PNI局部，发现了电针刺激可通过促进雪旺细胞功能及增殖，调节局部血流、降低局部炎性反应促进神经再生;在神经元保护方面，发现了电针刺激可抑制受损神经元胞体凋亡，有效的保护了存活的神经元;在靶器官方面，发现了电针刺激可增加靶器官骨骼肌糖原含量、降低乳酸，抑制肌细胞凋亡，延缓了失神经肌萎缩。在临床研究方面，明确了经皮穴位电刺激不经能改善病变神经的功能，在改善血脂、血流变及生命质量方面亦有很好的作用。上述的研究结果，一方面推动了电针治疗PNI在临床广泛应用，另一方面为进一步探究电针治疗PNI的机制奠定了基础。

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（2020-03-10收稿责任编辑：王明）

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