針刺電場療法治療脊髓損傷的研究進展

佟丹，王東巖

（1. 黑龍江中醫藥大學，黑龍江 哈爾濱150040；2. 黑龍江中醫藥大學附屬第二醫院，黑龍江 哈爾濱150000）

2016 年，全球有超過90 萬例脊髓損傷（SCI）新病例［1］。我國SCI 發病率較高，Meta 分析結果顯示SCI 年患病率在37 人次/100 萬左右［2］。截至2020 年，脊髓損傷尚沒有有效的治療方法，但給人類和醫療保健帶來的負擔卻每年都在增加［3］。不同程度的SCI 會影響甚至完全切斷損傷部位下方從大腦到脊髓的功能通訊，導致損傷水平以下的運動、感覺和自主神經功能障礙，包括呼吸困難、肢體麻痹和尿道功能障礙等癥狀。脊髓損傷修復的主要挑戰是損傷部位的不利微環境不支持神經再生［4-5］。有研究嘗試改變微環境以增加神經元軸突的再生，但功能性脊髓修復所必需的定向軸突生長和髓鞘形成失敗［6-8］。臨床上治療脊髓損傷多通過抗炎、抗焦慮抑郁、康復訓練、呼吸訓練、支具、物理因子治療、針刺、護理和手術等措施。近年來針刺治療SCI 的研究逐漸增加，特別是針刺電場療法，取得了不錯的臨床療效，探究其治療機制對提高針刺治療脊髓損傷療效尤為重要。

1 現代醫學對脊髓損傷的認識

1.1 脊髓損傷的病因

脊髓是中樞神經系統（CNS）的重要組成部分，它的3個主要作用是將運動命令從大腦發送到身體，將感覺信息從身體發送到大腦，以及協調反射。脊髓損傷是一種中樞神經系統破壞性事件，會破壞身體和大腦之間的管道，并可能導致感覺、運動和自主神經調節的缺陷，甚至死亡，通常由創傷性或非創傷性事件引起［9］。創傷性因素包括骨折、刀傷、揮鞭傷等，導致SCI的物理力包括壓縮、撕裂、剪切和拉伸。創傷性事件通過影響大腦和位于脊髓中的神經元之間的連接，導致損傷下方運動的自主控制受損［10］。非創傷性因素包括脊柱腫瘤、腰椎間盤突出、血管畸形和感染等，也是造成脊髓損傷的重要因素。陳星月等［2］通過檢索多個數據庫進行分析，得出中國脊髓損傷的病因主要是交通事故和高空墜落。

1.2 影響脊髓損傷后神經修復的因素

脊髓損傷后，脊髓神經元死亡和軸突剪切可導致感覺和運動功能喪失、多系統功能障礙，甚至慢性神經病理性疼痛［11］。目前尚未找到完全修復SCI 和改善功能恢復的有效治療方法。SCI 發生后，受損脊髓組織中的神經細胞會丟失，導致神經功能障礙，恢復能力有限，而膠質瘢痕、神經炎癥、Ca2+內流等繼發性損傷限制了神經可塑性和組織再生。

1.2.1 膠質瘢痕

有研究認為，軸突再生是SCI 后神經修復最重要的方面，星形膠質細胞線性重新定向可能有助于軸突定向生長［12］。在脊髓損傷后，星形膠質細胞通過活化并增生性生長形成膠質瘢痕，使脊髓結構上完整，從而保護鄰近組織免受進一步損傷［13-15］，對神經組織起到一定的營養和支持作用。但是，持續的激活使膠質瘢痕阻礙了突觸的傳遞，同時抑制了損傷區域的神經元生長［16］。因此，有學者指出SCI 中恢復的一個主要障礙是惡劣的微環境，尤其是在損傷部位迅速形成膠質/纖維化疤痕，它不僅充當機械屏障，也分泌抑制軸突生長的細胞外基質（ECM）成分［17-18］。

1.2.2 炎癥

炎癥反應在SCI 的急性和慢性階段都起著至關重要的作用。對SCI 的最初反應是駐留的神經膠質細胞，它募集中性粒細胞、單核細胞和巨噬細胞，然后逐漸浸潤淋巴細胞和抗原呈遞細胞（APC）［19］。這些細胞介導炎癥發展，依次釋放腫瘤壞死因子－α（TNF－α）和各種其他細胞因子和白細胞介素，還通過進一步的炎癥加劇脊髓組織損傷，包括脫髓鞘、損傷修復和瘢痕肥大［20］。SCI 后最具有代表性的炎癥通路為核因子－κB（NF－κB）、Janus 激酶/信號轉導與轉錄激活子（JAK/STAT）、絲裂原活化蛋白激酶和Wnt，與凋亡、神經元壞死、脊髓損傷后神經痛等表型相關聯。炎癥反應增加了脊髓神經修復的難度，是SCI 后繼發性損傷級聯反應的關鍵點［21-22］。

1.2.3 Ca2+內流

有研究表明［23］，脊髓損傷患者在受傷之后，其損傷處會出現內生性損傷電流，這種電流會導致細胞內陽離子Na+、Ca2+超載，Ca2+會對患者的神經絲產生損傷。這種損傷電流是導致脊髓繼發性損害及軸突退變的根本原因。Ca2+的大量內流也是各種細胞死亡方式的最后共同通路［24］。因此，調控Ca2+內流，也是治療脊髓損傷的關鍵。

2 中醫學對脊髓損傷的認識

本病屬于“痿證”“痿躄”等范疇，病因多與跌仆外傷有關，病位在脊柱和脊髓，與肝、脾、腎等關系密切。主要病機是外傷后導致督脈、腎經等經脈受損，陽氣失運而致運動障礙。《靈樞·經脈》曰：“腎足少陰之脈……貫脊屬腎絡膀胱。”《難經·二十八難》云：“督脈者，起于下極之俞，并于脊里，上至風府，入屬于腦。”可見腎經、督脈與脊髓和腦關系密切，且督脈“總督諸陽”，行于后正中線，為“陽脈之海”。手、足三陽經均與督脈交會，督脈損傷則氣血凝滯，不能濡養四肢，筋經失養，而致感覺、運動功能障礙；如果累及膀胱經、大腸經，則二便功能失常。本病經早期治療仍肢體癱瘓者，多表現為氣血、肝腎虧虛，血瘀，痰瘀阻絡的狀態。

3 針刺電場療法

針刺電場療法屬于電針治療方法（EA）是基于針灸療法，將針灸針刺入穴位并連接微量脈沖電流，形成電場治療疾病。針刺治療不完全脊髓損傷有一定療效，對橫斷完全損傷無效［25］。目前治療脊髓損傷的針刺電場療法主要為夾脊電場療法和督脈電場療法。也有學者選用外置電極板產生電場治療SCI，并取得了一定的療效。

3.1 督脈電場療法

孫申田教授治療不完全性脊髓損傷選取督脈的大椎穴、命門穴，針刺深度達到接近脊髓硬膜處，刺入50～60 mm（2～2.5寸），應用“督脈電針療法”通以電針形成電場，以雙下肢不自主抽動為佳。損傷節段夾脊穴通電，波形選取斷續波，頭部運動區應用“經顱重復針刺法”配以電針，通過刺激脊髓損傷節段促進脊髓損傷修復，療效確切［25］。盧虎英等［26］運用督脈電針療法治療脊髓損傷引起的神經源性膀胱，通過尿流動力學的檢查發現此方法可以降低痙攣型神經源性膀胱逼尿肌壓力。吳金隆等［27］采用督脈電針治療SCI，選取腰俞穴（向上斜刺）、長強穴（從后下向前上刺）、阿是穴（脊髓損傷處上下脊椎棘突之間）連電針儀，聯合康復訓練，治療后可提高患者美國脊柱損傷委員會脊髓損傷神經學分類標準（ASIA）評分、改良Barthel 指數（MBI）評分。黃月秋等［28］治療SCI患者，運用督脈電針療法，選取大椎、上星、腰俞、腰陽關、命門等穴，可有效調節C 反應蛋白（CRP）水平及纖維蛋白原（FIB）濃度，止痛并改善括約肌功能。郭現軍等［29］在督脈上選取脊髓損傷部位上、下端針刺，治療30 d 后患者的ASIA 評分、功能獨立性評定量表（FIM）、MBI評分增加。

督脈電場療法采用針刺直達病所，具有活血化瘀作用，并利用脈沖電流在病變局部刺激，使經氣疏通、上下相通，陽氣通達于周身。現代醫學理論指出，督脈電針療法可以促進損傷區域局部組織的微循環，提高腦脊液流動速度，緩解了SCI 區域的水腫以及對血腫的壓迫與粘連，有效控制繼發性損傷［29］。

3.2 夾脊電場療法

夾脊電場療法是選取夾脊穴針刺得氣之后，連接電針儀正、負極導線，形成電場，對針刺局部肌肉和深部脊神經節起到刺激作用。高維濱教授［30］在脊髓病灶的上下，各選取一對夾脊穴，針刺后將導線在同側上（正極）、下（負極）相連，通以脈沖電流，從而產生了夾脊電場，弛緩癱患者電針儀波形選用疏波，痙攣癱患者用密波，神經的再生與電流產生的電場強度成正比，臨床上取得了一定的療效。許瀟杰［31］運用夾脊電針治療不完全脊髓損傷（C 級），觀察治療前后患者的步行能力，治療后患者的ASIA 運動及感覺功能評分、表面肌電值、脊髓損傷步行指數Ⅱ（WISCI Ⅱ）評分均較治療前改善。鄭清華等［32］治療SCI 后神經病理性疼痛，運用夾脊電針聯合頭針的方法，降低了患者治療后的視覺模擬評分（VAS）和神經功能缺損評分，還能改善腫瘤壞死因子－α，白細胞介素－6 水平，同時提高了世界衛生組織生活質量測定量表評分。唐祎周等［33］治療SCI 后肌痙攣，運用夾脊電針法，取損傷節段上下各一對夾脊穴，電極上正下負，頻率100 Hz，連續波，治療后患者的痙攣指數、肌張力、Barthel 指數評分均有改善。尹鴻娜等［34］通過實驗得出夾脊電針可通過改善溶酶體功能、促進自噬通量、抑制壞死性凋亡和神經元丟失來促進SCI 后大鼠的運動功能恢復，表明夾脊電針治療的機制涉及溶酶體、自噬流、壞死性凋亡通路。

夾脊穴的位置距離脊柱脊髓較近，其下分布著大量的脊神經后支和動靜脈，脈沖電流刺激直接可以作用于損傷脊髓及其包膜，從而增強脊髓神經元興奮性，調節病灶區域血流供應，興奮神經纖維，通過刺激可影響到交感神經，治療疾病。

3.3 針刺電場療法機制

針刺電場療法屬于電針療法，電針廣泛用于各種急慢性疾病。研究表明，電針可通過調節微生物群和代謝物并調節5－羥色胺系統來改善SCI［35］。EA 可減少神經元細胞凋亡［36］，促使神經干細胞或前體細胞增殖并分化成神經元［37］，促進軸突再生和髓鞘再生，加速SCI 后的神經功能恢復［35］，并且通過H19/EZH2 軸抑制Notch 信號通路促進脊髓損傷大鼠康復［38］。電針甚至可以抑制核因子Kappa B 信號通路［39］，可以通過抑制C57BL/6 野生小鼠中白細胞介素（IL）－1β 和NF－κB的表達來減輕炎癥［40］，對SCI后Rho/ROCK 信號通路也具有顯著的抑制作用［41］。促進脊髓損傷小鼠磷酸化哺乳動物雷帕霉素靶蛋白（p－mTOR）水平，抑制染色體缺失的磷酸酶及張力蛋白（PTEN）的表達［42］。電針通過減輕炎癥反應和氧化應激來保護脊髓損傷后的神經元和有髓軸突，可以通過載脂蛋白E（ApoE）依賴性機制保護脊髓損傷后的神經元和有髓軸突［43］。

目前，脊髓損傷尚無有效的治療方法［44］，預后極差，急需尋求有效的治療方法。最近的研究重點主要聚焦在誘導和支持神經萌發以及定向生長方面。許多研究結果表明，外加電場可以促進損傷軸突再生，抑制炎癥反應，振蕩電場可明顯減少星形膠質細胞數量，減輕膠質瘢痕增生，促進功能恢復［45-47］。脊髓損傷后損傷局部組織Ca2+的大量內流是繼發性損傷發生的主要誘因［48］，Ca2+的流動可受到外加直流電場的調節［49］。此時應用電針外置電場，在脊髓損傷適當部位放置督脈電針或夾脊電針并給予外源性電場后，產生的微電流可平衡患者體內內生性損傷電流，電流的方向剛好與內生性損傷電流的方向相反，從而預防軸突退變與繼發性損傷。

外加電場能促使軸突向陰極生長，但有學者通過研究得出，陽極一側的軸突刺激時間太長會出現萎縮，通過電場強度的定期變換，就能夠促使神經軸突在陽極排斥生長之前向陰極生長，進而達到軸突的雙向平衡生長［50-51］。另一項研究則指出，早期應用電場刺激可減弱急性SCI 大鼠的繼發性凋亡反應并在4 周內發揮神經保護作用［52］。

4 小結

臨床上，針刺電場療法已經廣泛用于脊髓損傷及其并發癥的治療，是針刺效應和電場效應的結合，中醫學認為夾脊穴、督脈與腦、肝、脾、腎等臟腑聯系密切，有調理臟腑、疏通經脈、醒腦開竅、通利關節的作用；現代醫學研究表明夾脊電場療法與督脈電場療法不僅能促進軸突再生和髓鞘再生，還可以通過抑制Notch、核因子Kappa B、Rho/ROCK 等信號通路加速脊髓損傷后的神經功能恢復，而且通過調節微生物群、代謝物、內源物質等改善神經系統功能。針刺電場療法操作簡單，具備了針刺和電場的雙重療效，可改善脊髓損傷后部分功能障礙，增強了患者日常生活能力和運動能力。關于其治療機制的研究已經取得了一定的進展。

近年來，關于脊髓損傷的動物實驗的研究取得了一定的成果，但作用機制還未完全揭示清楚，更是缺乏臨床觀察的深入研究，針刺電場療法通過哪些信號通路，如何調控表達還有待進一步探討。夾脊與督脈電場療法還缺乏臨床應用的標準化與量化，電針治療儀頻率、波形、脈寬等參數如何選擇，電場強度是否需要定期變換，針刺選穴標準、中西醫結合方式等仍需緊隨科學發展的步伐，及時補充或創新。單一的針刺電場療法并不能解決脊髓損傷患者的康復需求，在生物－心理－社會醫學模式基礎上，多學科如何有效的合作才能縮短脊髓損傷患者病程，幫助患者早日回歸家庭和社會是研究人員未來研究的重要課題。