電針刺激治療敗血癥及其相關疾病的研究進展

孫虓 劉成霞 王娜 郝佳慧 儲琳琳

濱州醫學院附屬醫院消化內科，濱州 256600

敗血癥是國內外危重癥患者死亡的主要原因，其引發的器官功能障礙是導致高病死率的關鍵。近年來，電針治療敗血癥已成為研究熱點，電針足三里調控炎性反應，改善器官功能障礙的作用機制已在肺臟、腎臟、腦、腸道等器官中取到進展性的研究［1］。尤其是腸道作為機體的消化及吸收器官，往往被認為是導致多器官功能障礙綜合征（multiple organ dysfunction syndrome，MODS）的“導火索”。因此，探索電針治療敗血癥及其相關并發癥的作用機制，有望為敗血癥的研究提供新的方向。

電針刺激調控敗血癥的作用機制

在敗血癥中，存在于細菌壁中的脂多糖等內毒素是誘發炎性反應的關鍵因素。脂多糖與免疫細胞膜表面的Toll樣受體4（TLR4）結合，誘導細胞內信號因子MyD88的激活，刺激下游的κB抑制因子激酶（IKK）磷酸化，磷酸化的IKK進而誘導I-κB磷酸化，使靜息狀態下I-κB與核因子（NF）-κB的無活性結合體分離［2］，NF-κB攜帶者p65亞基轉移到細胞核中，與相關DNA結合，轉錄和翻譯炎性細胞因子，如腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素（IL）-1β、IL-6等［3］。近幾年關于抑制炎性反應機制的研究有許多，如激活鈣蛋白酶2/轉錄激活因子3通路、激活膽堿能抗炎通路等，其中激活膽堿能抗炎通路是近幾年來對敗血癥治療研究的一項最為顯著的成果，膽堿能抗炎通路在平衡敗血癥的促炎與抗炎反應和氧化還原反應中起到極其顯著的作用［4］。膽堿能抗炎通路的激活是由乙酰膽堿轉移酶陽性T細胞（ChAT+T細胞）釋放乙酰膽堿（ACh）作用于免疫細胞表面的α7介導的乙酰膽堿受體（α7nAChR），被激活的膽堿能通路抑制TLR4-MyD88-NF-κB炎癥通路，其中主要抑制的是磷酸化的IKK對I-κB和NF-κB無活性結合體作用的過程，從而抑制炎癥因子的產生，達到減輕炎性反應的作用［5］。現有最新研究表明，針刺足三里穴可以激活該穴位中的一群特殊細胞——PROKR2，從而發揮有效的抗炎作用，其抗炎作用的發揮與激活迷走神經-腎上腺素能軸有關［6］。PROKR2神經元主要分布于四肢的深層筋膜組織中，與足三里位置相符合，電針足三里刺激PROKR2神經元，驅動迷走神經-腎上腺素能軸，使腎上腺分泌兒茶酚胺，如去甲腎上腺素、多巴胺等，這些兒茶酚胺可以促使ChAT+的淋巴細胞（如ChAT+T細胞）分泌ACh作用于免疫細胞表面的α7nAChR，啟動膽堿能通路發揮抗炎作用。隨著電針刺激治療各種疾病的日益興起，其作用機制越來越明確，這為未來敗血癥及其相關疾病的治療提供了廣闊的發展前景。

電針及穴位

針灸是中醫的一種常見治療方法，而電針則是對針灸的一種改進，用電刺激來代替傳統操作，通過刺激不同穴位達到對不同疾病治療的效果［7］。與傳統針灸相比，電針的優點是可以在有效穴位提供強烈和持續的刺激，以提高對疾病的治療效果。電針對敗血癥的治療運用正是中醫里“活血化瘀，清熱解毒”的理論，其與位于小腿外側、犢鼻下3寸的足三里穴位有著密切聯系［8］。Yang等［9］的研究表明，足三里在提高機體免疫方面相較于機體其他穴位作用最強，故電針足三里在調節機體免疫功能和炎癥方面發揮主要作用。足三里穴位作為臨床上公認的治療敗血癥的有效穴位，它可以通過神經-內分泌調控來改善炎癥進而減輕敗血癥引起的組織損傷及器官功能障礙。現已有許多研究證明通過電針刺激足三里穴位可以有效發揮抗炎作用，其作用機制復雜多樣，現認可度較高的是通過激活迷走神經發揮抗炎作用。中醫的針灸治療現已廣泛應用于臨床，其療效確切、操作簡便、經濟實惠、不良反應少等優點被日益受到重視，作為針灸治療的改進手段——電針，其在急性胃腸損傷［10］、便秘［11］、三叉神經痛［12］、骨關節炎［13］等疾病中表現出極其有效的治療作用。

電針在敗血癥相關疾病中的應用

敗血癥作為一種全身性疾病，可引起肺臟、腎臟、心臟、胃腸道及腦等器官功能障礙，使敗血癥的病死率顯著增加［14］。越來越多的研究表明電針刺激對不同疾病的治療和預后都起到了較為顯著的效果，相較于傳統療法也有著更加顯著的療效和優點。隨著電針激活膽堿能抗炎通路來治療敗血癥及其相關疾病的研究逐漸成熟，探討電針刺激在敗血癥相關疾病中的應用及其作用機制對敗血癥患者的治療和預后有著很大的幫助。

1.電針在敗血癥相關肺損傷中的應用

在膿毒血癥導致多器官功能障礙中，肺臟是最早受累的器官。目前認為，嬰兒猝死綜合征是導致急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）的重要原因之一。Eworuke等［15］研究發現，大約有50%的嚴重敗血癥患者會發生ARDS，并且目前臨床上尚無特效藥物可對其治療。有最新證據表明，ARDS的發生和發展與肺泡上皮細胞的鐵死亡有著密切聯系，而鐵下垂是一種程序性細胞死亡，其主要特征是細胞內鐵積累和脂質氧化，肺泡上皮細胞內鐵的積累會對細胞產生毒性影響，并產生大量的活性氧（ROS）對細胞造成損害［16］。Zhang等［17］研究表明，在脂多糖誘導的ARDS小鼠中，脂多糖會促進鐵死亡，肺組織細胞中出現鐵水平過度升高和脂質過度氧化，同時脂多糖會引起過度的炎性反應，造成炎性細胞因子的大量生成。而電針刺激足三里可以顯著減輕脂多糖誘導的ARDS小鼠肺組織細胞中的鐵死亡和抑制過度炎性反應，達到發揮保護肺組織的作用，其作用機制主要與α7介導的膽堿能通路有關［17］。在該研究中，電針刺激足三里的ARDS小鼠與未電針刺激足三里的ARDS小鼠相比，其炎性細胞因子和ROS的產生減少，肺泡腔中的蛋白質和炎性細胞滲出減少，肺組織的病理學變化得到改善。并且電針刺激足三里的ARDS小鼠中α7nAChR的表達水平較未電針刺激足三里的ARDS小鼠顯著升高。此外，運用α7nAChR的選擇性拮抗劑甲基烏頭堿（MLA）可以抑制電針刺激引起的抑制鐵死亡、炎性反應和保護肺臟的作用。

綜上所述，電針刺激足三里通過激活α7介導的膽堿能抗炎通路來抑制脂多糖誘導的肺泡上皮細胞鐵死亡和抑制炎癥通路，過度的氧化應激和炎性反應被抑制，脂多糖導致的肺損傷得到緩解。目前，對于急性肺損傷（ALI）/ARDS患者沒有有效的治療策略，通過電針刺激足三里激活α7nAChR抗炎通路調控肺泡上皮細胞的鐵死亡及炎性反應很大可能成為未來治療ALI或ARDS的主要干預方法。

2.電針在敗血癥相關腎臟損傷中的應用

敗血癥是導致急性腎損傷（acute kidney injury，AKI）的常見原因，也是急性腎衰竭的獨立危險因素之一，其中TNF-α的增加是敗血癥期間AKI發生的主要原因。Schrier和Wang［18］的研究發現，敗血癥合并急性腎功能衰竭或AKI的病死率超過70%，其發病機制主要與組織灌注減少和腎臟毛細血管內皮細胞的損傷有關。這是因為長期的炎癥會導致心輸出量減少，組織灌注隨之減少，腎臟毛細血管內皮細胞受到損傷，從而腎臟的功能受損，腎臟的血液清除能力下降、尿量減少［19-21］。尿素是肝臟分解蛋白質和氨基酸的最終產物，其在腎臟中過濾隨尿液排出，所以尿素水平可以作為檢測急性腎衰竭的參數之一；肌酐是磷酸肌酸代謝分解的產物，也通過尿液排出體外，用于測量腎小球濾過能力和監測腎臟疾病的進展［22］。故我們可以通過檢測尿液中尿素和肌酐水平對腎功能進行臨床評估。Harpin等［23］研究證明，電針足三里通過α7介導的膽堿能通路減輕敗血癥大鼠腎臟損傷和炎性反應，提高其生存率。在該研究中脂多糖誘導的敗血癥腎損傷小鼠的尿液中尿素和肌酐水平明顯升高，尿量明顯減少，血液中炎性細胞因子明顯增多，并且腎臟組織發生病理改變，而在電針足三里的敗血癥腎損傷小鼠中，這些指標得到充分的改善。此外，在該研究數據結果中電針足三里的敗血癥腎損傷小鼠中α7nAChR的表達水平較敗血癥腎損傷小鼠明顯升高。

綜上所述，電針治療對敗血癥相關腎損傷具有保護作用，其主要通過α7介導的膽堿能通路減輕炎性反應，增加心輸出量，改善腎臟組織灌流，從而達到減輕腎臟組織損傷的效果。Yu等［24］研究表明，電針還可以增加抗氧化酶的活性和減少脂質過氧化物的產生，從而對腎臟起到保護作用。目前，針對腎損傷的治療側重于早期藥物治療，其治療效果不佳，病死率居高不下。而運用電針刺激這種治療方法改善炎癥來對腎臟產生損傷作用是通過神經體液調節和神經內分泌免疫機制發揮作用的，具有不良反應小、損傷周圍組織的可能性小的優點，這為未來敗血癥并發AKI或急性腎衰竭的治療提供了新的方向，并有極大希望提高該疾病的生存率。

3.電針在敗血癥相關腦損傷中的應用

敗血癥相關性腦病（sepsis-associated encephalopathy，SAE）是敗血癥常見的并發癥之一，其通常會導致認知功能障礙，影響患者生活質量。SAE是由脂多糖或其他內毒素引起的機體免疫反應異常，而不是腦部的直接感染［25］。根據流行學研究報道，有高達70%的嚴重敗血癥患者會伴有SAE，并且在進行抗生素治療后，至少有20%的患者遺留長期的身體或認知障礙［26-27］。有證據表明，SAE與過度的神經炎癥和氧化應激有關，這兩者是導致認知功能障礙的主要因素，并且產生的炎性細胞因子和ROS之間可以相互作用進一步加劇了認知功能障礙［28-29］。Han等［30］研究表明，電針可以增加海馬中α7nAChR的表達，減輕過度的炎性反應和氧化應激，從而達到改善認知功能障礙的作用。這是因為電針可以抑制脂多糖導致的α7nAChR蛋白、ACh含量的減少和ChAT活性的降低，并且電針可以顯著降低脂多糖小鼠海馬中的丙二醛（MDA）和過氧化氫（H2O2）含量，增加過氧化氫酶（CAT）和谷胱甘肽（GSH）含量。電針脂多糖小鼠的認知功能較脂多糖小鼠得到明顯的改善［30］。電針促進脂多糖小鼠海馬中α7nAChR蛋白的表達，顯著增加ACh含量和ChAT活性，降低AChE活性，并且電針還抑制了氧化應激，降低海馬中MDA和H2O2的含量，增加CAT和GSH的含量。此外，電針脂多糖小鼠與脂多糖小鼠比較，海馬中IL-1β、IL-6和TNF-α等炎性細胞因子的水平明顯降低。

綜上所述，電針通過迷走神經激活膽堿能抗炎通路，抑制了過度炎性反應及氧化應激，使SAE導致的認知功能障礙得到緩解。目前，SAE的有效治療有限，上述研究表明電針在治療SAE方面具有廣闊的發展前景，以期更好改善預后和認知，提高SAE患者的生活質量。

4.電針在敗血癥相關的腸道損傷中的應用

敗血癥在胃腸道方面主要影響腸道黏膜屏障，而腸黏膜屏障的作用是防止腸內的細菌、毒素穿過腸黏膜進入人體內其他器官、組織和血液循環，而功能失調或“泄漏”的腸道屏障會使腸腔中的抗原、內毒素和細菌等滲透到血液中，推動全身炎性反應綜合征的發生［31-32］。張玉潔等［33］研究證明在敗血癥中，過度的炎癥狀態會導致腸道的緊密連接蛋白發生改變，腸上皮功能發生紊亂，這是因為過度炎性反應分泌的大量炎性細胞因子TNF-α可以降低腸上皮屏障的跨上皮電阻，γ干擾素（IFN-γ）能下調Occludin、ZO-1等緊密連接蛋白的表達水平，使腸上皮的通透性增加，并且炎癥通路中NF-κB的表達可以直接破壞腸黏膜屏障，從而導致嚴重敗血癥的發生。Adelman等［34］研究表明，敗血癥患者的腸道菌群往往會被破壞，失調的腸道菌群也會加重機體的炎性反應，促進敗血癥的進展。此外，敗血癥還會導致促凋亡蛋白Bax的增加，減少抑制凋亡的Bcl-2蛋白的表達，使腸道免疫細胞和腸上皮細胞大量凋亡，腸道免疫功能下降，細菌、內毒素等更易通過腸黏膜屏障［35］。電針足三里可以通過減輕炎性反應和調節腸道菌群達到改善敗血癥相關的腸道損傷的目的，其發生機制與電針足三里調控TLR4-MyD88-NF-κB信號通路密切相關［36］。我們在敗血癥小鼠的腸道組織中可以觀察到：Occludin、ZO-1等緊密連接蛋白的表達水平明顯降低，NF-κB的表達明顯增多，代表腸道通透性的D-乳酸含量明顯升高，腸道免疫細胞及腸上皮細胞大量凋亡，腸道菌群紊亂，鏡下觀腸道組織發生病理學改變，而在電針足三里的刺激下，這些指標均得到明顯改善。

綜上所述，電針足三里通過抑制TLR4-MyD88-NF-κB炎癥信號通路和調節腸道菌群來減少導致腸黏膜屏障破壞的各種因素，如TNF-α、IFN-γ、NF-κB等，并且抑制敗血癥導致的腸上皮細胞凋亡，達到改善敗血癥引起的腸黏膜屏障損傷。目前，針對敗血癥腸道損傷的治療方法如腸內外營養支持、抗TNF-α的抗體治療、藥物治療等有著較多的不良反應，而現有的諸多研究證實電針刺激的治療方法對敗血癥及其相關疾病有著明顯的治療效果，并且無明顯不良反應的產生。此外，足三里穴位是中醫中的胃經合穴，已有研究證實電針足三里在功能性胃腸疾病、便秘、胃食管反流病、炎癥性腸病等胃腸道疾病的治療上發揮著顯著的效果［37-38］。因此，電針足三里在治療敗血癥引起的胃腸道功能障礙方面有著廣闊的發展前景。

總結及展望

敗血癥中失控的炎性反應和氧化應激導致全身炎癥綜合征的發生，分泌的大量炎性細胞因子和ROS開始破壞組織細胞，引起機體器官的功能障礙，如敗血癥引起的ARDS/ALI、AKI、SAE、心臟損傷、腸黏膜屏障損傷等，這些均是導致敗血癥患者病死率居高不下的重要原因。隨著電針治療的興起，利用電針刺激來抑制過度炎性反應和氧化應激，為敗血癥及其相關器官功能障礙的治療和預后提供了嶄新而有效的方向。電針的作用機制多種多樣，近年來，膽堿能抗炎通路作為一種全新的抗炎途徑，通過電針激活來治療敗血癥及其相關器官功能障礙，具體來說是通過膽堿能通路來抑制炎癥通路如TLR4-MyD88-NF-κB，降低“炎癥因子風暴”的生成，從而減輕炎性細胞因子對組織及器官的損傷，最終達到改善器官功能障礙的效果。此外，與藥物激活膽堿能抗炎通路相比，電針激活膽堿能抗炎通路有著操作簡單、治療效果強且沒有明顯不良反應的優點，這標志著電針刺激作為激活膽堿能通路發揮抗炎作用的“誘導劑”具有很高的臨床應用價值。

本綜述中納入的研究結果表明，電針刺激通過激活膽堿能抗炎通路發揮改善敗血癥及其相關器官功能障礙的作用，在肺臟、腎臟、腦等相關器官中得到了證實。然而，腸道的腸黏膜屏障作為阻擋機體細菌、內毒素等病原體入血的重要“門窗”，是否與電針治療敗血癥相關肺損傷、腎損傷和SAE的機制相似，都是通過刺激迷走神經激活α7介導的膽堿能抗炎通路來發揮作用。與之相關的研究尚未完善，以期進一步的研究證實。

作者貢獻聲明孫虓：提供寫作思路，搜集并閱讀相關文獻，起草和撰寫稿件；劉成霞：分析，指導，對文章的知識性內容作批評性審閱，獲取研究經費，行政、技術或材料支持；王娜、郝佳慧、儲琳琳：指導