電針干預周圍神經損傷效應及機制的研究

章明星 郭義石 田寅夫

摘要 周圍神經損傷（PNI）是臨床常見病，屬于中醫“痹證”“痿證”范疇。本著“評價療效、探尋規律、闡明機制、指導臨床”為研究總體思路，天津中醫藥大學實驗針灸學研究中心郭義教授團隊與日本鈴鹿醫療科學大學石田寅夫教授團隊合作，圍繞電針治療周圍神經損傷開展了系列研究。明確了電針刺激可促進外周神經再生，早期干預效果更佳，低頻電針效果更佳，且對失神經支配所造成的肌肉萎縮也有一定的療效，肯定了經皮穴位電刺激治療可顯著改善糖尿病患者的臨床癥狀，提高生命質量，可改善病變神經的運動和感覺功能。并從形態學、分子生物學角度明確了其干預機制。研究為臨床更好使用電針治療周圍神經損傷提供了科學依據，推動了電針治療神經損傷的臨床應用。

關鍵詞 電針;周圍神經損傷;效應;機制;糖尿病周圍神經病變

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

周圍神經損傷（Peripheral Nerve Injury，PNI）是臨床常見病，且致殘率高，占全部創傷的2%～3%[1]。流行病學研究顯示，PNI的發生率逐年升高且發患者群以青壯年為主，83%的患者在55歲以下，在眾多的損傷原因中交通事故傷約占46%[2]。雖然周圍神經有很強的再生能力，由于其結構復雜，在損傷后近端再生的神經纖維再次與原來靶器官建立功能聯系的幾率較低，導致受損周圍神經功能恢復不甚理想，不僅給家庭和社會帶來沉重的經濟負擔，還嚴重影響了患者的身心健康[3]。因此，有關PNI后功能修復的基礎與臨床研究，一直是醫學界所關注的重點和難點課題之一。

目前，PNI常用的治療方法是依據損傷的類型和程度采取不同手術方法，輔助治療有神經保護藥物、抗炎藥物、神經營養因子和干細胞等，但安全性和有效性尚不確定，且作用單一，神經功能恢復還是不甚理想[4-5]。

PNI屬于中醫“痹證”“痿證”范疇，其病機多為“經絡不通、經氣不續、氣虛血滯”，導致肢體、皮膚、肌肉得不到氣血的正常溫養，病因多為外傷所致，主要臨床表現早期為肢體腫脹、麻木、疼痛（痹證）;晚期為筋肉萎縮不用，功能障礙（痿證）。關于該病的病因、病機以及治療原則在中醫經典文獻中都有詳細的記載。針灸具有“疏通經絡，調和氣血”的作用，通過疏通全身經絡，調和氣血運行，使損傷部位得到氣血溫養，改善肢體痿軟、肌膚麻木不仁等癥狀。電針刺激具有多靶點、品質調節作用，不僅有針刺穴位本身的作用，還可以產生弱電場，促進再生神經向負極生長。大量臨床實踐表明，電針可顯著提升受損周圍神經的功能，是一種安全有效的治療方法。然而，電針是通過作用于哪些環節而發揮其效應，其內在的作用機制是什么，尚不清楚。因此，深入展開電針促進受損周圍神經再生及功能恢復的機制和臨床應用研究，對促進電針更好地應用具有重要意義。

天津中醫藥大學實驗針灸學研究中心從上世紀90年代開始與日本鈴鹿醫療科學大學合作，致力于針灸治療PNI的機制與臨床應用研究，承擔了日本文部科學省高新技術資助項目、國家“十一五”支撐計劃項目、國家自然科學基金等課題，以評價療效、探尋規律、闡明機制、指導臨床應用研究為總體思路，探討了電針治療PNI的部分機制以及臨床研究。研究成果獲得天津市科技進步二等獎，中國針灸學會科學技術三等獎，現報道如下。

1 電針干預PNI效應及機制的實驗研究

1.1 電針干預PNI效應的實驗研究

團隊成功建立了大鼠坐骨神經再生室、鉗夾傷以及橫斷傷等3種模型電針效應平臺，在電針的頻率方面也展開了相應研究。

1.1.1 大鼠坐骨神經再生室模型電針效應平臺 模型分組：選用Wistar大鼠，10周齡，體質量（220±20）g，雌雄各半，分空白對照組、模型組、電針5 Hz組、電針100 Hz組、電針變頻1組、電針變頻2組等6個組。將坐骨神經切取一段后，用硅膠管橋接構建神經再生室的PNI模型。見圖1。

選取穴位：環跳、足三里、三陰交。電針陽極連接患側足三里、環跳，陰極連接患側三陰交，強度以患肢輕微顫動為度。干預效應：采用足印法檢測大鼠坐骨神經運動功能恢復情況，采用鍍銀染色、HE染色、砂羅鉻花青染色以及電鏡從形態上觀察坐骨神經纖維再生情況。實驗結果：從損傷后不同時間段進行效應的評價。發現電針組大鼠足印的恢復明顯優于模型組，而電針5 Hz組足印的恢復恢復最為顯著[6]。神經纖維鍍銀染色結果顯示，電針組再生的神經軸突數量顯著多于模型組，其中電針5 Hz組的軸突排列更為整齊，各組坐骨神經HE染色和砂羅鉻花青染色結果與鍍銀染色結果一致[7-10]。電鏡對再生神經的超微結構觀察顯示，模型組神經纖維結構不清，空泡變性，膜結構不清，細胞器高度變性壞死，呈碎屑樣變，5 Hz組與正常對照組比，近似正常，無明顯損傷，多數細胞膜結構無明顯超散結構病變，明顯優于100 Hz組的超微結構變化[9]。見圖2。

基于上述實驗結果，團隊進一步通過辣根過氧化物酶（HRP）神經束路逆行追蹤標記，以考察再生神經的功能和完整性。結果顯示，電針5 Hz組在脊髓前角和脊神經節位置的HRP的數量高于模型組[7]。

保存失神經靶器官的功能是決定受損周圍神經功能恢復程度的關鍵因素。因此，團隊通過稱量失神經靶器官腓腸肌的濕重、肌纖維的直徑和肌電圖的變化評價電針延緩腓腸肌萎縮情況。實驗結果顯示，電針5 Hz組腓腸肌的濕重比顯著高于其他各組，HE染色的肌纖維面積和密度同樣優于其他各組，肌電總引出率較其他各組呈現增高趨勢，MUP振幅和波寬顯著性增加[8-9，11]。

1.1.2 大鼠坐骨神經鉗夾傷模型電針效應平臺 模型分組：大鼠坐骨神經鉗夾傷模型，實驗動物選擇與前期研究一致，實驗分對照組、模型組、電針組、彌可保組4組。選取穴位：環跳穴、足三里穴，將電針的陽極連接患側環跳穴，陰極連接患側足三里穴。電針參數：頻率5 Hz，連續波，強度以患肢輕微顫動為度，電針時間15 min/次，1次/d，連續6 d停1 d，共4個周期。干預效應：采用鍍銀染色從形態上觀察坐骨神經纖維再生情況，檢測坐骨神經功能指數考察運動功能恢復情況，測量患側和檢測腓腸肌濕重比考察肌萎縮狀況。實驗結果：模型組第28天鉗夾處有神經纖維生長，排列較紊亂，神經纖維彎曲變形，不規則，方向性差;電針組和彌可保組第28天神經纖維較模型組明顯增粗，神經纖維連續完整，排列較規則，稍彎曲;電針組和彌可保組大鼠的坐骨神經功能指數恢復、腓腸肌濕重比均顯著優于模型組[12-14]。

1.1.3 大鼠坐骨神經橫斷傷模型電針效應平臺 模型制備：大鼠麻醉后，將暴露的坐骨神經放置在手術顯微鏡下用，分離坐骨神經，然后在距梨狀肌下孔0.5 cm處，用顯微剪將其剪斷，用9-0顯微外科線進行外膜、束膜聯合吻合，制備大鼠坐骨神經橫斷傷模型。實驗分組：對照組、模型組、電針組3組。選取穴位：環跳穴、足三里穴，將電針的陽極連接患側環跳穴，陰極連接患側足三里穴。電針參數：頻率5 Hz，連續波，強度以患肢輕微顫動為度，電針時間15 min/次，1次/d，連續6 d停1 d，共4個周期。干預效應：采用自制的步態分析儀，檢測坐骨神經功能指數考察運動功能恢復情況，采用von Frey細絲和熱輻射聚光燈檢測各組感覺功能恢復，測量患側和檢測腓腸肌濕重比考察肌萎縮狀況。實驗結果：坐骨神經功能指數、腓腸肌濕重比以及肌纖維面積檢測結果顯示，電針組顯著的優于模型組，電針組的觸覺和溫度覺恢復速度快于模型組[15-16]。團隊通過不同的模型平臺，從形態到功能、損傷局部到靶器官，多層次、多角度證明了電針可促進受損周圍神經再生和功能恢復，并可延緩肌肉萎縮。在電針參數探索方面，明確了電針頻率5 Hz效果最佳。

1.2 電針干預PNI的機制的研究

PNI后的修復過程比較復雜，主要涉及到受損神經元胞體、損傷局部和靶器官3個部位。因此，團隊圍繞上述3個部位展開了系列的電針作用原理研究。

1.2.1 電針對PNI局部的作用機制 嚴重PNI的遠端都會發生Wallerian變性，在損傷后幾個小時內損傷遠端的軸突和髓鞘開始崩解，48～96 h后軸突將失去傳導神經沖動的能力[5]。雪旺細胞在這個過程中起到了至關重要的作用，在早期不僅參與清除變性軸突、髓鞘的碎片，而且還分泌大量細胞因子與肥大細胞共同作用促進巨噬細胞募集進而加快變性過程。在Wallerian變性結束后，這些雪旺細胞在遠端的神經內膜內形成Büngner帶，有助于促進和引導新生的軸芽通過損傷部位并順利進入遠端神經內膜管[17]。團隊在大鼠坐骨神經再生室模型電針效應平臺上，通過免疫組化法觀察了雪旺細胞特異蛋白S-100表達，結果發現電針5 Hz組S-100蛋白的表達高于其他各組[7]。臨床實踐證明缺血對神經損傷后的修復及治療均增加了難度，而且肢體低血流量必然加重局部變性壞死、氧化應激、缺血再灌注損傷，推遲損傷神經再生時間，嚴重影響了神經功能的恢復，然而損傷局部血管再生數量過多也會加重局部炎性反應，同樣不利于神經功能恢復。團隊通過大鼠坐骨神經橫斷傷缺血模型電針效應平臺研究發現，電針可使缺血性坐骨神經局部血流平穩增加，降低局部促炎遞質IL-1蛋白含量[18-20]。

1.2.2 電針對受損周圍神經元胞體的作用機制 PNI后，受損軸突的胞體及其周圍的膠質細胞也會發生一系列的變化。在損傷后6 h內，神經元胞體內出現染色質溶解，同時其周圍膠質細胞被激活增殖，破壞了原有神經元之間的突觸關系[21]。研究顯示被切斷軸突的神經元胞體在脊神經節內的凋亡率為20%～50%，而運動神經胞體發生的凋亡率要低于感覺神經元胞體，損傷越靠近胞體，胞體凋亡率就越高[22]。團隊通過大鼠坐骨神經鉗夾傷模型電針效應平臺，采用Elisa法檢測脊髓組織中凋亡相關蛋白的表達情況，結果發現電針降低脊髓中凋亡促進蛋白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 電針對受損周圍神經支配靶器官的作用機制 當骨骼肌失神經支配后，其收縮功能喪失，血液瘀積在靜脈系統內，組織內動脈血灌注量會相應的減少，致使血管床重塑、微循環減退，出現相對缺氧的代謝環境，出現細胞皺縮、核固縮、核周池擴大、染色質濃縮等細胞凋亡的形態學改變[23]。團隊在大鼠坐骨神經再生室模型電針效應平臺上，發現電針組可顯著提高靶器官腓腸肌肌糖原含量，顯著降低乳酸含量[24]。在大鼠坐骨神經橫斷傷模型電針效應平臺研究發現，電針促進靶器官骨骼肌中具有干細胞功能的肌衛星細胞增殖，降低肌肉組織中凋亡促進蛋白caspase-3含量，同時提高抗凋亡蛋白胰島素樣生長因子-1（IGF-1）的含量。進一步深入研究發現電針延緩失神經肌萎縮的機制可能與IGF-1/PI3K/AKT信號通路密切相關。

2 電針干預PNI的臨床研究

糖尿病是威脅人類健康和生命的常見病、多發病，其發病率呈逐年上升趨勢。糖尿病周圍神經病變是糖尿病最常見的慢性并發癥和主要致殘因素之一，其引起的肢體麻木、疼痛、肌無力和萎縮等癥狀，嚴重影響患者的生命質量及工作能力。目前對于慢性并發癥的治療，尚缺乏行之有效的方法和藥物，然而這正是中醫學治療之優勢所在。團隊在大量動物實驗的基礎上，將實驗結果應用于臨床，采用經皮穴位電刺激的方法治療糖尿病周圍神經病變，并設立口服西藥組作為對照，觀察療效，探討機制，為糖尿病周圍神經病變的治療尋找確實有效的方法。

依據糖尿病性多發性神經病變的診斷標準，制定納入、排除標準后，在天津中醫學院第一附屬醫院內分泌科收治的糖尿病周圍神經病變患者68例。在常規治療的基礎上，按就診順序隨機分成經皮穴位電刺激觀察組（以下簡稱觀察組）和口服西藥彌可保對照組（以下簡稱對照組）各34例。其中觀察組34例，男22例，女12例;平均年齡（61.06±1.76）歲;平均病程（13.15±1.86）個月。對照組34例，男17例，女17例;平均年齡（56.41±2.37）歲;平均病程（15.88±2.09）個月。

對納入的每位患者給予口服維生素B1 20 mg，3次/d，肌肉注射維生素B1 20.5 mg，1次/d的常規治療。對照組在常規治療基礎上，加口服彌可保（甲鈷胺）0.5 mg，3次/d。10 d為1個療程，每療程間隔3 d，共觀察2個療程。電針組，在常規治療基礎上，加經皮穴位電刺激治療。主穴為胰俞、腎俞;下肢重者加足三里、陽陵泉、三陰交、太溪、太沖;上肢重者加曲池、外關、合谷。根據患者病變部位選擇以上部分穴位，然后根據中醫辨證分型，隨證加減穴位。氣滯血瘀型加血海;寒凝血虛型：加關元、氣海;濕熱侵淫型加陰陵泉。選用頻率為50 Hz的疏密波，強度以肌肉微顫患者能耐受為度，每次治療30 min，1次/d，10 d為1個療程，每療程間隔3 d，共觀察2個療程。

分別記錄2組在治療前后主要癥狀、神經系統體征、生命質量及對植物神經系統癥狀影響的情況并評分;檢測并記錄2組治療前后的神經肌電圖情況，包括脛神經及腓總神經的運動神經傳導速度（MNCV）、腓腸神經的感覺神經傳導速度（SNCV）、及其潛伏時間、振幅等。檢測并記錄2組在治療前后的血流變指標，包括全血黏度（高切、中切、低切）、血漿黏度、紅細胞壓積、紅細胞聚集指數、剛性指數、變形指數、纖維蛋白原、血小板聚集性以和血脂指標包括總膽固醇、三酰甘油、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白、脂蛋白（a）、載脂蛋白A、載脂蛋白B等。

研究結果顯示，2組治療后在感覺、振動覺、堅持工作方面均較治療前差異有統計學意義（P<0.01），2組間比較差異無統計學意義;觀察組在大小便及心慌方面較治療前差異有統計學意義（P<0.01），與對照組比較差異有統計學意義（P<0.01）;2組在跟腱反射、膝腱反射及自由活動、生活自理方面與治療前比較差異無統計學意義，見圖3～6。

肌電圖結果顯示，與治療前比較，2組的腓腸神經的潛伏時間均較治療前有明顯縮短（P<0.05），脛神經、腓總神經的潛伏時間與治療前比較差異無統計學意義（P>0.05）;血脂檢測結果顯示，觀察組明顯優于對照組，其中以低密度脂蛋白、脂蛋白（a）改善最優（P<0.01），膽固醇、載脂蛋白A次之（P<0.05）;血流變檢測結果顯示，觀察組的全血黏度（高切、低切）、血漿黏度、紅細胞壓積、纖維蛋白原、血小板聚集率改善顯著的優于對照組P<0.05）[7]。

臨床研究結果表明，經皮穴位電刺激治療糖尿病周圍神經病變不僅能夠明顯改善DPN患者的臨床癥狀，提高生命質量，改善受損周圍神經的功能，還可以改善患者的血脂和血流變指標。鑒于經皮穴位電刺激操作方便、無不良反應且療效顯著的有點，團隊認為該療法值得在臨床上推廣使用。

3 總結

團隊通過不同的模型平臺，明確了電針治療PNI的效應并發現了電針頻率5 Hz效果最佳;在PNI局部，發現了電針刺激可通過促進雪旺細胞功能及增殖，調節局部血流、降低局部炎性反應促進神經再生;在神經元保護方面，發現了電針刺激可抑制受損神經元胞體凋亡，有效的保護了存活的神經元;在靶器官方面，發現了電針刺激可增加靶器官骨骼肌糖原含量、降低乳酸，抑制肌細胞凋亡，延緩了失神經肌萎縮。在臨床研究方面，明確了經皮穴位電刺激不經能改善病變神經的功能，在改善血脂、血流變及生命質量方面亦有很好的作用。上述的研究結果，一方面推動了電針治療PNI在臨床廣泛應用，另一方面為進一步探究電針治療PNI的機制奠定了基礎。

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（2020-03-10收稿 責任編輯：王明）