【中西合璧】针刺对慢性神经性疼痛的调节及其与脑功能特性的关系—针刺对神经性疼痛的影响

健康   2024-12-12 06:02   上海  


背景

神经病理性疼痛的定义是由躯体感觉系统的病变或疾病引起的疼痛,如果持续时间超过数月,则被归类为慢性神经病理性疼痛。在美国,慢性神经病理性疼痛的发病率为 15.7%,造成了沉重的经济负担。与非神经病理性疼痛相比,慢性神经病理性疼痛对睡眠、生活质量以及焦虑和抑郁症状的影响更大。指南建议主要以药物治疗为主,但在临床上,一线药物的止痛效果并不令人满意。针灸等非药物治疗策略在慢性疼痛疾病的治疗中展现出了广阔的前景。越来越多的证据表明,针灸对三叉神经痛、带状疱疹后遗神经痛和坐骨神经痛等慢性神经病理性疼痛可能是安全有效的。然而,针灸治疗慢性神经病理性疼痛的内在机制尚不清楚,阻碍了针灸治疗策略的进一步推广。

既往研究表明,体感皮层神经元的可塑性和同步性在动物模型慢性神经病理性疼痛的调节中发挥着重要作用,而电针可以激活体感皮层的抑制性神经回路,从而缓解神经病理性疼痛。此外,许多针对神经性疼痛患者的功能性磁共振成像(fMRI)研究发现初级躯体感觉皮层(S1)功能异常或重建。并且针灸可以调节S1神经可塑性的变化并增强慢性疼痛患者的体感传入。这些研究结果表明体感皮层可能对慢性神经病理性疼痛的针刺镇痛有重要贡献。

这项研究利用静息态 fMRI(rs-fMRI)数据和低频波动振幅分数(fALFF)分析来探讨针刺治疗慢性坐骨神经痛(CS)的潜在脑功能机制。fALFF 方法在探索自发神经活动方面具有很高的灵敏度和特异性。此外,研究人员还利用监督机器学习技术(支持向量回归,SVR)构建针灸疗效的预测模型,假设针灸会对 CS 患者产生镇痛效果疗效将与体感皮层的功能特性相关。这项研究可能对神经性疼痛的临床实践,促进针灸治疗的发展。

方法
这是一项探索性研究,旨在观察针灸治疗 CS 的作用机制。考虑到患者流失率和头部过度运动引起的低质量图像,每组招募30名患者。在该研究中,研究人员同时收集了30名 CS 患者的临床和fMRI数据。为了确保足够的样本量,研究人员再次招募了 30 名 CS 患者参与神经影像学研究,并按照 1:1 的比例将这 30名患者随机分配到针灸组(AG)和假针灸组(SG)。随机序列由一名独立研究人员使用SAS 9.3软件生成,每5人一组。在对符合条件的患者进行基线评估后,由固定人员通过手机短信将随机号码告知针灸师。共有60名CS 患者被分配到 AG组和SG组。患者的组别分配均为盲法,并在封闭的病房中接受治疗。由于干预措施的性质,针灸师不能对再治疗的分配情况设盲,而其他研究人员则对治疗分配情况设盲。在治疗前后,对CS患者进行了两次核磁共振扫描。

纳入标准:符合北美脊柱学会诊断标准的患者可考虑入组,CS的诊断由脊柱专科医生(该研究中该医生被设盲)根据临床就诊和影像检查(磁共振成像 [MRI] 或计算机断层扫描 [CT])进行评估。主要纳入标准如下 (1) 年龄在18岁至 75 岁之间;(2) 单侧膝下放射性腿痛超过3个月(不包括双腿均有症状的患者),伴有直腿抬高试验阳性或相应的神经功能缺损(麻痹、肌无力或反射异常),MRI 或 CT 证实为椎间盘突出症;(3) 腿痛强度在 0-100 毫米视觉模拟量表(VAS)上超过40毫米;(4) 右撇子,以排除撇子对神经影像学结果的影响。

排除标准:(1)腰椎间盘突出症以外的其他疾病引起的坐骨神经痛;(2)有严重的脊柱疾病或严重的进行性神经系统症状;(3)有心血管、肝脏、肾脏、造血系统疾病、精神健康障碍或其他严重共存疾病;(4)试验期间孕妇、哺乳期妇女或者计划怀孕的;(5)正在服用对坐骨神经痛有治疗效果的药物的;(6)近一年内曾做过腰椎间盘手术的;(7)治疗期间计划接受手术或者介入治疗的;(8)近一年内曾接受坐骨神经痛针灸治疗;(9)有MRI扫描禁忌症。

图2:研究流程图


干预措施

针灸或假针灸由至少有3年治疗经验的执业针灸师进行。该研究使用的腧穴和非腧穴如图1a所示。AG采用半标准化针刺治疗,选取双侧BL25、BL26为应穴。然后根据具体证候,取GB30、GB31、GB33、GB34、GB39、BL36、BL40、BL54、BL57、BL60 5个单侧腧穴作为辅助腧穴。预设7个定位于远离相对经络的非穴位进行假针灸治。对周围皮肤消毒后,在穴位放置粘胶泡沫垫。AG用0.30×75mm的一次性不锈钢针插入患侧BL25、BL26、GB30和BL54,针头长度约为40-50 mm。其他穴位用0.30×40 mm的针头治疗。通过旋转、提、刺等手法达到“得气”感(疼痛、麻木、肿胀或沉重)。在SG中,钝尖针(0.30 ×25 mm)插入粘性泡沫垫中,大多数非穴位不穿透皮肤。为非穴位5设计了穿透手术,将常规针灸针插入25-40 mm,以促进致盲。假针干预不进行任何手法,不试图诱发“得气”感。在4周内共进行10次治疗,治疗频率从前2周的每周3次减少到其余几周的每周2次。每节30分钟,根据患者的需要,给难以忍受疼痛的患者开西乐葆作为抢救药物。在试验期间,不支持对坐骨神经痛进行额外治疗。

图1:针刺与假针刺示意图

临床结果

主要结局:(1)腿部疼痛的VAS评分,0表示“完全没有疼痛”,100毫米表示“我的疼痛非常严重”,(2)Oswestry功能障碍指数(ODI),表示在10项日常生活活动中有残疾。0等同于无残疾,100表示最大残疾指数。主要结局指标的最小临床意义改善(MCII)为VAS评分15 mm, ODI评分7分。

次要结局:(1) 背痛 VAS (2) 坐骨神经痛频率和困扰程度 (SFBI) ,两个领域得分分别为0到24。所有CS患者在治疗前(第一次治疗前一天内)和治疗后(最后一次治疗后一周内)均进行上述所有评估。此外,所有患者在基线时均进行了一次包含身体和精神成分评分的36项简短健康调查 (SF36)。为了评估盲法的成功与否,所有参与者都被要求猜测他们在随机分组后第 4 周接受了哪种类型的针灸(针灸、假针灸、不确定)

统计分析

采用SPSS 21.0软件进行统计分析。使用直方图的目测检查和Shapiro-Wilk检验评估数据的正态分布。不符合正态分布的数据使用非参数检验进行分析。我们使用了以下统计检验:卡方检验和Mann-Whitney U检验。采用双侧检验进行统计分析,显著性水平设为0.05。定量统计以中位数(下四分位数,上四分位数)表示。采用James盲化指数(范围0-1)评估盲化(0,完全无盲;1,完全盲法;0.5,完全随机盲法)。

结果

60例CS患者被纳入这项影像学研究,10例患者未完成研究。AG组的两名患者和SG组的一名患者由于计划问题而停止了研究。SG组中有2例患者因预后不理想而停药。此外,由于冠状病毒大流行,AG的3名患者和SG的2名患者停止了治疗。因此,50例患者(AG区25例,SG区25例)被纳入最终的神经影像学分析。在该研究的4周观察期内,没有患者报告使用止痛药。对所有60例患者进行了安全性和耐受性监测。AG组3例患者报告穴位周围有轻度瘀伤。

基线特征

所有患者的基线人口统计学和临床特征总结于表1。

表1:纳入患者的基线人口统计学和临床特征


临床结果

分析AG和SG的临床结果,以确定从基线到4周治疗结束时的变化。两组治疗后下肢疼痛VAS评分和ODI评分均下降(图3)。正如预期的那样,与假针灸相比,针灸显著减轻了VAS评分的腿部疼痛(表2;Cohen d = -0.901, P = 0.003)和ODI测量的减轻残疾(表2;Cohen d = -0.678, P = 0.021)。重要的是,AG组的主要结局变化大于MCII组。

次要结局方面,与针刺前相比,针刺后CS患者有显著改善(4周减去基线,图3)。背部疼痛的VAS评分(Cohen d = -0.645, P = 0.027)、频率的SFBI评分(Cohen d = -0.767, P = 0.009)、困扰程度的SFBI评分(Cohen d = -0.955, P = 0.001)组间差异均有统计学意义(表2)。James致盲指数为0.58,95%CI的上界为0.70(>0.5),表明AG与SG之间没有足够的证据表明是解盲的。因此,受试者可能在第4周不知道治疗分配。

表2:针刺对临床结果的影响


神经影像学结果

通过混合效应分析,右顶叶上小叶(SPL) fALFF值升高(图4a和4B,表3),右侧中央后回(PoCG;图4c和4D,表3)针刺治疗4周后发现(组间和时间交互作用,GRF校正,体素P < 0.01,聚类P < 0.05)。

表3:两组CS患者的fALFF脑区变化


针刺组的主要结局预测结果

由于与4周ODI值有显著相关性,我们选择了4个特征(1个脑指标[右侧SPL fALFF]和3个基线临床因素[职业、ODI、SF-36]。4周ODI预测值与实际值相关性显著(r = 0.420, P = 0.037, RMSE = 9.298;图5b)。具有相同特征的SVR预测模型预测值与实际4周ODI值的SG相关性不显著(r = 0.218, P = 0.300, RMSE = 13.586;图5c)。然而,无法建立有效的VAS腿痛预测模型。在Spearman相关分析中,仅发现基线SPL的fALFF值与4周VAS对腿痛的影响呈弱相关(图5a)。在Pearson或Spearman相关分析中,没有基线临床测量与第4周VAS腿部疼痛显著相关(图5a)。

图5:针刺疗效预测




在该研究中,研究者使用rs-fMRI检查了CS患者针灸治疗4周后的脑功能机制。首先发现针灸治疗诱导的VAS对腿痛和ODI评分的降低明显大于假针灸。这些针灸显著降低疼痛水平和改善腰椎功能障碍的临床发现与先前的临床试验一致,支持了针灸治疗慢性神经性疼痛的适宜性和有效性。针灸可作为慢性神经性疼痛的另一种解决方案。此外,针刺治疗后右侧SPL和右侧PoCG的fALFF值显著升高,提示针刺调节机制涉及脑功能活动。最后,结合右侧SPL的fALFF值、ODI评分、体质评分SF-36以及基线时的职业类型,可以预测针刺治疗后的临床反应。这是一项新颖的基于神经影像学的临床试验,旨在研究针灸治疗慢性神经性疼痛的潜在神经机制,并探索可以预测针灸疗效的因素。

fMRI结果显示,针刺可增强右侧PoCG和右侧SPL功能活动,治疗后右侧SPL基线值与ODI评分相关。PoCG是S1的解剖区域,参与疼痛和感觉信息处理。之前的一项研究表明,S1激活会增加痛觉,电针可能通过减轻痛觉来减轻慢性疼痛。与此相一致,该研究结果也支持PoCG (S1)参与针灸治疗慢性神经性疼痛的神经机制。此外,顶叶皮层专门负责体感功能,并含有几个不同的处理功能。SPL是感觉关联皮层的一部分,参与各种感觉传入和运动协调的整合。不同于以往的研究只发现针刺对慢性疼痛的S1调节机制,感觉关联皮层涉及到一个复杂的感觉刺激加工过程,这可能与神经性疼痛复杂的病理机制有关。此外,一项荟萃分析显示,顶叶和额叶的调节作用是针灸治疗慢性疼痛的重要中枢机制。针刺可改善脑卒中患者肢体运动功能,这与针刺后顶叶fALFF值升高有关。结合这些研究,我们推测针灸可以通过调节SPL影响感觉信息整合和传递到运动皮层的过程,从而改善CS患者的肢体感觉和运动功能。

考虑到WHO推荐的骨关节疾病的一级防治目标是预防功能残疾和维持患者的生理功能,故将ODI作为评价针刺治疗效果的主要结局之一。基线ODI评分、体格评分SF-36、职业类型结合脑功能指标可以预测治疗后的ODI值。这些关联与之前的临床研究一致,这些研究表明SF-36的身体功能和职业因素可以作为腰椎功能改善的重要预测因素。SF-36的身体反映了一个人的整体身体功能,包括由腰痛和腿痛引起的特定残疾问题。因此,CS患者的整体身体功能与腰椎功能(如ODI值)可能的改善密切相关。较高的职业体力负荷通常与更严重的椎间盘退变相关。此外,并导致更多的治疗困难,促使基于不同职业类型的治疗策略的发展。

研究者还发现AG中的机器学习模型在预测SG中的假治疗反应方面并不成功。因此推断该模型是针对针灸干预的。基于CS患者的预处理临床数据成功预测治疗反应将促进个体化治疗或“精准医学”。此外,针刺镇痛效果显著,但该研究并未成功建立VAS对腿部疼痛的预测模型,提示需要收集更多对针刺治疗慢性疼痛有重要作用的临床信息,如心理因素等。

这项研究有一定的局限性。首先,相对较小的样本量可能会限制结果和预测模型的普遍性。其次,治疗持续时间仅为4周,与中短期效果相对应。未来需要更大样本量和更长的随访期的研究来澄清这些担忧。第三,这是一项观察针灸治疗慢性神经性疼痛患者疗效的神经相关因素的探索性研究,需要进一步深入研究以建立脑功能与针灸疗效之间的关联。


译稿:陈怡辉 潘炳发
述评:宋建钢


原始文献:

Wei, Xiao-Ya et al. Acupuncture Modulation of Chronic Neuropathic Pain and Its Association With Brain Functional Properties. The Journal of Pain, Volume 25, Issue 11, 104645

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