降钙素基因相关肽介导针刺治疗偏头痛作用机制研究进展*

孙晓宇，王天宇，张保云，杨佃会

(1.山东中医药大学，山东 济南 250355；2.山东中医药大学附属医院，山东 济南 250014；3.单秋华全国名老中医药专家传承工作室，山东 济南 250014)

偏头痛是一种反复发作的神经血管性疾病。临床以发作性、中重度和搏动样疼痛为主要表现，多为偏侧，可伴恶心、呕吐、和(或)畏光和畏声等症状，是全球公认的重要致残性疾病之一，给患者和社会带来沉重的精神和经济负担[1]。但其病理机制研究仍是具有挑战性的课题。近年来，降钙素基因相关肽(Calcitonin gene-related peptide,CGRP)及其受体拮抗剂作为临床治疗偏头痛的药物被陆续开发并投入临床应用，偏头痛的治疗正处在新时代的风口浪尖[2]。CGRP是一种广泛存在于三叉神经系统的具有促炎作用、血管活性作用及致痛作用的神经递质[3]。通过调节颅内外血管、激活肥大细胞的生物功能、触发卫星胶质细胞炎性反应和放大三叉神经二级神经元痛觉信号等作用参与到偏头痛各项生理病理过程中[4]。因此CGRP成为了偏头痛治疗的重要靶点。

针灸在偏头痛的防治中也取得了较好的临床疗效[5]。相关机制研究表明针灸可通过降低血液中的CGRP浓度起到即刻缓解偏头痛的作用[6]。近年来相关研究增多，笔者将针刺与CGRP介导神经通路相关性研究进展进行总结并简述如下。

1 偏头痛中医概述

偏头痛，是患者自觉头部疼痛的一类病证，属于中医“头风”“厥头痛”的范畴。中医认为其发作常与外感风寒、饮食、情志、痰浊和瘀血等内外因素相关。病位在头，“脑为髓海”，且为诸阳之会，清阳之府，有赖于脾胃运化精微及肝肾精血的濡养，故与肝脾肾三脏关系密切。据其临床表现可知，此病病机以风、火、痰和寒等标实阻滞为主[7]，“肝经风火上扰”是偏头痛的重要病机。早在《素问》中便有记载:“肝病……气逆，则头痛”，因此肝与偏头痛的发作关系密切，从“疏肝”角度论治偏头痛在缓解偏头痛相关症状和改善患者偏头痛发作方面均取得较好疗效。在现代临床，常以“通调经脉，调理气血”作为治疗原则。

多种中医疗法均在偏头痛的临床治疗方面取得了较好的疗效，针灸作为传统中医的重要组成部分，在早期文献中便有许多关于针灸治疗偏头痛的记载，《标幽赋》中有“头痛头风，刺申脉与金门”；《玉龙歌》中有“偏正头风痛难医，丝竹金针亦可施，沿皮向后透率谷”等。针灸治疗偏头痛具有副作用小、操作简便和起效快等优势，易于医者操作和病人接受，具有良好的发展前景。现有临床研究表明针刺对不同分型的偏头痛均具有较好临床疗效[8-10]，针灸可以降低偏头痛患者头痛发作频次并缩短其愈后周期；针刺联合平肝熄风中药能有效缓解急性偏头痛患者的疼痛并改善其后脑血液流速；针对先兆性偏头痛的患者，针刺可改善患者的眩晕状态，提高患者生活质量。相关神经机制研究表明，针刺效应对脑部微循环具有调节作用，针刺相应穴位可对神经肽类物质CGRP含量进行调节，继而通过CGRP所介导的相关神经通路发挥治疗偏头痛的作用。

2 CGRP与偏头痛

在临床上，偏头痛更倾向于被定义为神经血管类疾病。自1963年Wolff等发现了偏头痛病人发作时存在颞浅动脉的扩张，提出血管扩张学说作为偏头痛发作机制的假说，随后又出现了皮层扩散抑制学说、神经元炎性介质学说和三叉神经血管机制学说等假说。目前临床最受关注的机制学说是三叉神经血管机制学说，此学说认为偏头痛发作可由来源于脑膜及脑膜血管周围的三叉神经末梢传入刺激所起始[11]。其发作可来源于皮层、丘脑和下丘脑的中枢传入机制或来源于三叉神经及颈神经根C1～3的周围传入刺激所起始。内源性疼痛控制系统损伤致使脊神经节或三叉神经的感觉兴奋去抑制，脊神经节或三叉神经产生感觉兴奋，传入的兴奋被面神经介导的副交感神经支配的颈动脉内部血管扩张所增强并维持，导致三叉神经传入的痛觉中枢兴奋，继而诱发偏头痛。

神经肽类物质CGRP是三叉神经血管系统激活的生物学标志物[12]。CGRP是一种主要由37种氨基酸组成的神经肽类物质，是降钙素基因原转录物选择性剪接产生的一种有效的血管扩张剂和降压肽，当机体出现炎症和神经性疼痛时CGRP的含量呈现上升的趋势[13]。CGRP有α-CGRP和β-CGRP两种表现形式，其分布存在差异，α-CGRP在感觉神经中占主导地位，主要存在于背根神经节和三叉神经节；而β-CGRP在运动神经元中占主导地位，主要存在于肠道内神经系统。CGRP的受体存在于硬脑膜血管平滑肌细胞、三叉神经节神经元和三叉神经尾核神经元卫星胶质细胞上。早期研究表明，CGRP及其受体在三叉神经血管系统中的分布与偏头痛的病理生理学作用部位是一致的[14]。Moskowitz认为三叉神经颈髓复合体区自身存在缺陷，当刺激分布于硬脑膜的三叉神经时，引起CGRP等血管活性物质释放，继而产生神经源性炎症，这是导致偏头痛发作的关键[15]。因此CGRP的血管扩张作用是这一机制的核心组成之一。

3 针刺介导CGRP神经通路机制

3.1 针刺调节颅内外血管收缩舒张

徐东升等[16]通过Phalloidin染色后观察大鼠“太冲”穴区血管显微结构发现附近细小血管周围存在游离CGRP阳性神经纤维伴行，这既可能是针灸效应直接相关的物质基础，又可能是针灸作用的载体。刘秋佳等[17]研究发现电针刺激大鼠少阳经穴后血管活性物质CGRP的表达显著下调。且有研究[18]发现巨刺可调节偏头痛患者体内一氧化氮(Nitric oxide，NO)的生成，影响CGRP对血管的舒张作用，缓解患者偏头痛。

在三叉神经血管机制中，CGRP所诱导的血管扩张存在两种不同途径，NO依赖性途径或NO独立途径[19]。在NO独立途径中，神经突触通过胞吐作用释放CGRP，CGRP直接与位于血管平滑肌上的受体结合激活钙离子通道，通过改变Ca2+内流或细胞膜对Ca2+的通透性，使得血管扩张；而NO依赖途径中，CGRP与内皮细胞上的受体结合，触发磷酸激酶A介导的级联，激活内皮一氧化氮合酶a，产生NO扩散到邻近的血管平滑肌使血管扩张。针灸刺激穴区可直接减少神经末梢CGRP释放或减少CGRP舒血管机制中间物质NO的释放，经以上两种途径解除颅内外血管尤其是硬脑膜血管平滑肌过度舒张状态，从而达到缓解偏头痛的效果。

3.2 针刺调节肥大细胞脱颗粒率

肥大细胞是一种聚集于小血管、粘液腺和毛囊周围神经丛的先天性免疫细胞[20]。在病理状态下，存在释放组胺、细胞趋化因子和神经肽等特殊物质的脱颗粒现象[21]。CGRP参与偏头痛发作的过程还在于其可诱导硬脑膜肥大细胞脱颗粒[22]。在硬脑膜肥大细胞上明确存在CGRP受体，研究证实针刺可以改变肥大细胞的数量和脱颗粒状态[23]，对肥大细胞脱颗粒具有双向调节作用[24]，生理状态下，穴区附近的肥大细胞数目与脱颗粒率成正比；而在病理状态下，肥大细胞数目与疾病的发生程度呈正相关，针刺后肥大细胞脱颗粒率呈现下降趋势，这表明针刺对肥大细胞脱颗粒现象具有负向调节作用。且有研究表明[25]电针刺激模型大鼠穴区后，观察CGRP受体表达在激活型肥大细胞上的变化发现，电针刺激相关腧穴具有镇痛作用可能与脑膜中CGRP变化相关。刘琼等[26]发现针灸刺激“足三里”穴区可通过瞬时受体电位离子通道影响肥大细胞及相关神经肽的表达而发挥作用。

由此推断，当患者处于偏头痛病理状态下时，针刺效应或可通过影响CGRP的表达，负向调节肥大细胞的脱颗粒率，循经影响偏头痛病理状态下相应部位肥大细胞脱颗粒状态，减少炎性介质及致炎因子的释放。由于CGRP及所释放的炎症介质及致炎因子在感觉神经元细胞中存在正反馈机制，当神经源性炎症活化的CGRP持续释放状态被打破，神经源性炎症被阻断，脑膜伤害性感受器中枢敏化及活化状态被改善，使得偏头痛缓解。

3.3 针刺调节神经胶质细胞炎症反应

神经元和胶质细胞是脑内两大重要的神经细胞，具有神经递质传递和神经修护功能[27]。神经胶质细胞即可以维持神经系统内环境的稳定又可以促进神经元的新生[28]。CGRP可通过正反馈调节、自分泌和旁分泌功能及刺激NO及促炎因子释放等作用调节三叉神经元及卫星胶质细胞的活性[29]。现有研究通过对模型大鼠进行针刺对照实验发现针刺干预可改善大鼠胶质细胞的炎性反应发挥神经保护作用[30]。王爱成等[31]针刺大鼠“风池”穴区后进行观察，发现大脑中动脉的受体活性修饰蛋白1(Receptor activity-modifying protein,RAMP1)及G蛋白耦联降钙素样受体的含量下降。CGRP作为一种初级传入发射器，其受体主要分布三叉神经节和三叉神经尾核的神经元及卫星胶质细胞上[32]。与其他G蛋白耦联受体不同的是功能性CGRP受体需要两种异体化成分共同构成才能发挥其作用[33]。RAMP1使受体具有结合性[34]；受体成分蛋白(Receptor component protein,RCP)是信号传递的关键，可使其与Gs蛋白有效耦合，调节细胞膜反应,激活下游神经效应[35]。

由此可见，在偏头痛状态下时神经末梢可释放大量的CGRP，使神经胶质细胞被激活而处于致敏状态。针灸可通过影响神经胶质细胞中CGRP受体的表达而干预CGRP的表达。从而调节下游神经效应，当CGRP表达下调时，炎症介质释放减少，炎症回路被抑制，偏头痛患者神经敏感性和炎症状态得到改善而偏头痛的发作被缓解。

3.4 针刺调节三叉神经痛觉信号表达

两类CGRP，α-CGRP和β-CGRP，其中α-CGRP在感觉神经中占主导地位，主要存在于外周的三叉神经节(Trigeminal ganglion, TRG)，被认为与偏头痛发作存在关联[36]。相关研究表明当三叉神经血管系统处于致敏状态下时，CGRP起到介导偏头痛的作用[37]。Burstein等认为CGRP释放可调制三叉神经尾束核区(Trigeminal nucleus caudalis, TNC)二级伤害神经元反应[38]。王萌萌等[39]通过实验证实针刺可抑制TNC、中脑中的CGRP表达而缓解偏头痛。

三叉神经痛觉传导分为3级，一级神经元为假单级神经元，发出的神经纤维在外周支配脑动脉、硬脑膜动脉以及硬脑膜[40]。脑膜及脑膜动脉是疼痛敏感的主要部位，当感受到刺激时可以将信息通过其神经纤维传入TNC部的二级神经元，导致中枢敏化，刺激再被投射到位于丘脑的三级神经元，最终传入大脑皮层痛觉中枢产生痛觉。起源于三叉神经节的伤害性神经纤维丛，分为非髓鞘C纤维和稀疏有髓的Aδ纤维，纤维轴突末端含有CGRP或其受体。三叉神经节和脑干是三叉神经传导的特殊区域，神经节内的三叉神经细胞体将轴突投射延伸到脑干核，而脑干核介导伤害性信息传递到疼痛感觉高级中枢。综上所述，针刺效应可通过调控位于TNC部的CGRP表达，影响二级神经元信号传导，将外周传入的痛觉信号阻断于大脑皮层感觉中枢之外，改善中枢敏化状态，从而起到缓解偏头痛的作用。

4 讨论

4.1 注重多靶点关联

针灸效应治疗偏头痛可通过CGRP所介导神经通路，影响颅内外血管收缩舒张、调节肥大细胞脱颗粒率、改善卫星胶质细胞炎性反应和阻断三叉神经系统信号传导等多种途径，达到治疗偏头痛的效果。多途径、多靶点和双向调节是针灸治疗偏头痛的特色所在，这正体现了中医的整体治疗观念。相关研究表明针灸可调节血浆中CGRP与血管内皮素-1的含量，使两者达到相对平衡状态从而缓解偏头痛[41]。且有机制研究表明除CGRP外，针灸效应可影响P物质、血管活性肠肽和垂体腺苷酸环化酶激活肽等多种神经肽类物质的浓度。可见针刺效应并非单一调节CGRP含量，多种物质之间或可存在相互关联或促进。根据针刺多通路全面调控的特点，结合现代技术，可进一步探究在针刺效应通过CGRP介导相关神经通路缓解偏头痛的过程中，CGRP是否与其他物质存在协同作用，多种神经肽类物质之间如何协同发挥作用，是否还存在新的神经肽研究靶点。

4.2 完善CGRP感觉神经传导通路

基于目前临床研究，针刺通过CGRP介导相关通路发挥作用的效应机制研究虽已取得一定成果。但关于针刺如何触发CGRP在三叉神经系统表达下调，针刺如何调控CGRP介导相关神经纤维、神经递质及免疫细胞的作用通路的下游神经效应，通过何种中间递质构成针刺治疗偏头痛的神经通路环路仍有待进一步深化完善。CGRP人源化单克隆抗体Galcanezumab以神经元离子通道上相关受体作为靶点，改善外周神经元和神经胶质的活化从而发挥疗效[42]。其相关机制研究或可为偏头痛针刺效应机制研究提供相应借鉴。偏头痛作为一种多基因疾病，明确其神经离子通道机制可帮助研究者认清其致病过程，对针刺治疗偏头痛效应机制研究及发展是至关重要的。

4.3 规范实验研究

目前针刺治疗偏头痛神经机制的实验研究尚需要进行更多大样本、多中心的临床随机实验研究。在实验模型方面，由于三叉神经血管机制学说是目前的主流学说，今后的研究仍可侧重选择硬脑膜神经炎性反应模型[43]。此外，还可选用多次炎症刺激硬脑膜的慢性偏头痛模型进行针刺预防性机制研究。在针刺规范操作方面，由于腧穴的特异性、腧穴配伍及手法差异均可对实验产生影响，若可对实验所采用针刺方法进行规范化处理，可减小差异使日后研究具有可比性；在对照方面，非穴区对照设立存在差异，无明确研究证实何种设立方法更为科学。且目前机制研究多以动物实验为主，缺乏对人体研究的探索。针刺干预偏头痛的临床试验研究仍是偏头痛治疗相关研究的主要方向之一，因此，对实验研究进行相应的规范，可增加相关结论的可证实性，减少实验中的干扰因素对实验准确性造成的影响。

5 总结

CGRP作为影响偏头痛发作的关键神经肽类物质，在国外，已成为治疗偏头痛药物研究的重要靶点，在国内也有越来越多研究倾向于探索其与针刺镇痛效果的相关性。针刺治疗偏头痛的机制研究已经取得了一定的成果，但是由于作用机制复杂影响因素众多，仍有待日后进一步研究探索。且国内现有研究从微循环及血液流变学领域进行探讨的较多，而在CGRP所介导相关通路的神经机制研究方面，虽已有临床及基础研究作为基础，但为明确其机制仍需大量高质量研究所支撑。

针灸治疗偏头痛的临床选穴常以头面部局部取穴配合寻经远端取穴，多以传统中医学归经、特定穴和腧穴主治等理论及局部解剖学断面特征为依据。若可通过神经示踪法将以CGRP为代表的相关神经肽类物质在针刺治疗偏头痛的效应途径中的神经环路进行可视化探究，将腧穴的神经支配关系与相应神经通路环路的理论进行结合及深化，或可为针灸临床治疗偏头痛的选穴组方提供相应的依据。综上，CGRP介导相关神经通路在针灸治疗偏头痛作用机制中发挥了较为重要的作用[44]，但针刺治疗偏头痛是多通路多机制共同作用的结果，日后可进一步深入探究CGRP介导神经通路与其他效应机制共同参与偏头痛疾病过程的机制。针刺对神经递质的调节是研究偏头痛的重要方面，如何通过规范的实验研究多靶向结合，完善从合成、释放及降解等方面评价针刺效应并阐明其治疗机制或可作为未来研究的重点，以期为临床针灸治疗偏头痛提供理论基础，并最大程度发挥针刺治疗偏头痛的临床优势。