针刺电场疗法治疗脊髓损伤的研究进展

佟丹，王东岩

（1. 黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨150040；2. 黑龙江中医药大学附属第二医院，黑龙江 哈尔滨150000）

2016 年，全球有超过90 万例脊髓损伤（SCI）新病例［1］。我国SCI 发病率较高，Meta 分析结果显示SCI 年患病率在37 人次/100 万左右［2］。截至2020 年，脊髓损伤尚没有有效的治疗方法，但给人类和医疗保健带来的负担却每年都在增加［3］。不同程度的SCI 会影响甚至完全切断损伤部位下方从大脑到脊髓的功能通讯，导致损伤水平以下的运动、感觉和自主神经功能障碍，包括呼吸困难、肢体麻痹和尿道功能障碍等症状。脊髓损伤修复的主要挑战是损伤部位的不利微环境不支持神经再生［4-5］。有研究尝试改变微环境以增加神经元轴突的再生，但功能性脊髓修复所必需的定向轴突生长和髓鞘形成失败［6-8］。临床上治疗脊髓损伤多通过抗炎、抗焦虑抑郁、康复训练、呼吸训练、支具、物理因子治疗、针刺、护理和手术等措施。近年来针刺治疗SCI 的研究逐渐增加，特别是针刺电场疗法，取得了不错的临床疗效，探究其治疗机制对提高针刺治疗脊髓损伤疗效尤为重要。

1 现代医学对脊髓损伤的认识

1.1 脊髓损伤的病因

脊髓是中枢神经系统（CNS）的重要组成部分，它的3个主要作用是将运动命令从大脑发送到身体，将感觉信息从身体发送到大脑，以及协调反射。脊髓损伤是一种中枢神经系统破坏性事件，会破坏身体和大脑之间的管道，并可能导致感觉、运动和自主神经调节的缺陷，甚至死亡，通常由创伤性或非创伤性事件引起［9］。创伤性因素包括骨折、刀伤、挥鞭伤等，导致SCI的物理力包括压缩、撕裂、剪切和拉伸。创伤性事件通过影响大脑和位于脊髓中的神经元之间的连接，导致损伤下方运动的自主控制受损［10］。非创伤性因素包括脊柱肿瘤、腰椎间盘突出、血管畸形和感染等，也是造成脊髓损伤的重要因素。陈星月等［2］通过检索多个数据库进行分析，得出中国脊髓损伤的病因主要是交通事故和高空坠落。

1.2 影响脊髓损伤后神经修复的因素

脊髓损伤后，脊髓神经元死亡和轴突剪切可导致感觉和运动功能丧失、多系统功能障碍，甚至慢性神经病理性疼痛［11］。目前尚未找到完全修复SCI 和改善功能恢复的有效治疗方法。SCI 发生后，受损脊髓组织中的神经细胞会丢失，导致神经功能障碍，恢复能力有限，而胶质瘢痕、神经炎症、Ca2+内流等继发性损伤限制了神经可塑性和组织再生。

1.2.1 胶质瘢痕

有研究认为，轴突再生是SCI 后神经修复最重要的方面，星形胶质细胞线性重新定向可能有助于轴突定向生长［12］。在脊髓损伤后，星形胶质细胞通过活化并增生性生长形成胶质瘢痕，使脊髓结构上完整，从而保护邻近组织免受进一步损伤［13-15］，对神经组织起到一定的营养和支持作用。但是，持续的激活使胶质瘢痕阻碍了突触的传递，同时抑制了损伤区域的神经元生长［16］。因此，有学者指出SCI 中恢复的一个主要障碍是恶劣的微环境，尤其是在损伤部位迅速形成胶质/纤维化疤痕，它不仅充当机械屏障，也分泌抑制轴突生长的细胞外基质（ECM）成分［17-18］。

1.2.2 炎症

炎症反应在SCI 的急性和慢性阶段都起着至关重要的作用。对SCI 的最初反应是驻留的神经胶质细胞，它募集中性粒细胞、单核细胞和巨噬细胞，然后逐渐浸润淋巴细胞和抗原呈递细胞（APC）［19］。这些细胞介导炎症发展，依次释放肿瘤坏死因子－α（TNF－α）和各种其他细胞因子和白细胞介素，还通过进一步的炎症加剧脊髓组织损伤，包括脱髓鞘、损伤修复和瘢痕肥大［20］。SCI 后最具有代表性的炎症通路为核因子－κB（NF－κB）、Janus 激酶/信号转导与转录激活子（JAK/STAT）、丝裂原活化蛋白激酶和Wnt，与凋亡、神经元坏死、脊髓损伤后神经痛等表型相关联。炎症反应增加了脊髓神经修复的难度，是SCI 后继发性损伤级联反应的关键点［21-22］。

1.2.3 Ca2+内流

有研究表明［23］，脊髓损伤患者在受伤之后，其损伤处会出现内生性损伤电流，这种电流会导致细胞内阳离子Na+、Ca2+超载，Ca2+会对患者的神经丝产生损伤。这种损伤电流是导致脊髓继发性损害及轴突退变的根本原因。Ca2+的大量内流也是各种细胞死亡方式的最后共同通路［24］。因此，调控Ca2+内流，也是治疗脊髓损伤的关键。

2 中医学对脊髓损伤的认识

本病属于“痿证”“痿躄”等范畴，病因多与跌仆外伤有关，病位在脊柱和脊髓，与肝、脾、肾等关系密切。主要病机是外伤后导致督脉、肾经等经脉受损，阳气失运而致运动障碍。《灵枢·经脉》曰：“肾足少阴之脉……贯脊属肾络膀胱。”《难经·二十八难》云：“督脉者，起于下极之俞，并于脊里，上至风府，入属于脑。”可见肾经、督脉与脊髓和脑关系密切，且督脉“总督诸阳”，行于后正中线，为“阳脉之海”。手、足三阳经均与督脉交会，督脉损伤则气血凝滞，不能濡养四肢，筋经失养，而致感觉、运动功能障碍；如果累及膀胱经、大肠经，则二便功能失常。本病经早期治疗仍肢体瘫痪者，多表现为气血、肝肾亏虚，血瘀，痰瘀阻络的状态。

3 针刺电场疗法

针刺电场疗法属于电针治疗方法（EA）是基于针灸疗法，将针灸针刺入穴位并连接微量脉冲电流，形成电场治疗疾病。针刺治疗不完全脊髓损伤有一定疗效，对横断完全损伤无效［25］。目前治疗脊髓损伤的针刺电场疗法主要为夹脊电场疗法和督脉电场疗法。也有学者选用外置电极板产生电场治疗SCI，并取得了一定的疗效。

3.1 督脉电场疗法

孙申田教授治疗不完全性脊髓损伤选取督脉的大椎穴、命门穴，针刺深度达到接近脊髓硬膜处，刺入50～60 mm（2～2.5寸），应用“督脉电针疗法”通以电针形成电场，以双下肢不自主抽动为佳。损伤节段夹脊穴通电，波形选取断续波，头部运动区应用“经颅重复针刺法”配以电针，通过刺激脊髓损伤节段促进脊髓损伤修复，疗效确切［25］。卢虎英等［26］运用督脉电针疗法治疗脊髓损伤引起的神经源性膀胱，通过尿流动力学的检查发现此方法可以降低痉挛型神经源性膀胱逼尿肌压力。吴金隆等［27］采用督脉电针治疗SCI，选取腰俞穴（向上斜刺）、长强穴（从后下向前上刺）、阿是穴（脊髓损伤处上下脊椎棘突之间）连电针仪，联合康复训练，治疗后可提高患者美国脊柱损伤委员会脊髓损伤神经学分类标准（ASIA）评分、改良Barthel 指数（MBI）评分。黄月秋等［28］治疗SCI患者，运用督脉电针疗法，选取大椎、上星、腰俞、腰阳关、命门等穴，可有效调节C 反应蛋白（CRP）水平及纤维蛋白原（FIB）浓度，止痛并改善括约肌功能。郭现军等［29］在督脉上选取脊髓损伤部位上、下端针刺，治疗30 d 后患者的ASIA 评分、功能独立性评定量表（FIM）、MBI评分增加。

督脉电场疗法采用针刺直达病所，具有活血化瘀作用，并利用脉冲电流在病变局部刺激，使经气疏通、上下相通，阳气通达于周身。现代医学理论指出，督脉电针疗法可以促进损伤区域局部组织的微循环，提高脑脊液流动速度，缓解了SCI 区域的水肿以及对血肿的压迫与粘连，有效控制继发性损伤［29］。

3.2 夹脊电场疗法

夹脊电场疗法是选取夹脊穴针刺得气之后，连接电针仪正、负极导线，形成电场，对针刺局部肌肉和深部脊神经节起到刺激作用。高维滨教授［30］在脊髓病灶的上下，各选取一对夹脊穴，针刺后将导线在同侧上（正极）、下（负极）相连，通以脉冲电流，从而产生了夹脊电场，弛缓瘫患者电针仪波形选用疏波，痉挛瘫患者用密波，神经的再生与电流产生的电场强度成正比，临床上取得了一定的疗效。许潇杰［31］运用夹脊电针治疗不完全脊髓损伤（C 级），观察治疗前后患者的步行能力，治疗后患者的ASIA 运动及感觉功能评分、表面肌电值、脊髓损伤步行指数Ⅱ（WISCI Ⅱ）评分均较治疗前改善。郑清华等［32］治疗SCI 后神经病理性疼痛，运用夹脊电针联合头针的方法，降低了患者治疗后的视觉模拟评分（VAS）和神经功能缺损评分，还能改善肿瘤坏死因子－α，白细胞介素－6 水平，同时提高了世界卫生组织生活质量测定量表评分。唐祎周等［33］治疗SCI 后肌痉挛，运用夹脊电针法，取损伤节段上下各一对夹脊穴，电极上正下负，频率100 Hz，连续波，治疗后患者的痉挛指数、肌张力、Barthel 指数评分均有改善。尹鸿娜等［34］通过实验得出夹脊电针可通过改善溶酶体功能、促进自噬通量、抑制坏死性凋亡和神经元丢失来促进SCI 后大鼠的运动功能恢复，表明夹脊电针治疗的机制涉及溶酶体、自噬流、坏死性凋亡通路。

夹脊穴的位置距离脊柱脊髓较近，其下分布着大量的脊神经后支和动静脉，脉冲电流刺激直接可以作用于损伤脊髓及其包膜，从而增强脊髓神经元兴奋性，调节病灶区域血流供应，兴奋神经纤维，通过刺激可影响到交感神经，治疗疾病。

3.3 针刺电场疗法机制

针刺电场疗法属于电针疗法，电针广泛用于各种急慢性疾病。研究表明，电针可通过调节微生物群和代谢物并调节5－羟色胺系统来改善SCI［35］。EA 可减少神经元细胞凋亡［36］，促使神经干细胞或前体细胞增殖并分化成神经元［37］，促进轴突再生和髓鞘再生，加速SCI 后的神经功能恢复［35］，并且通过H19/EZH2 轴抑制Notch 信号通路促进脊髓损伤大鼠康复［38］。电针甚至可以抑制核因子Kappa B 信号通路［39］，可以通过抑制C57BL/6 野生小鼠中白细胞介素（IL）－1β 和NF－κB的表达来减轻炎症［40］，对SCI后Rho/ROCK 信号通路也具有显著的抑制作用［41］。促进脊髓损伤小鼠磷酸化哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（p－mTOR）水平，抑制染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白（PTEN）的表达［42］。电针通过减轻炎症反应和氧化应激来保护脊髓损伤后的神经元和有髓轴突，可以通过载脂蛋白E（ApoE）依赖性机制保护脊髓损伤后的神经元和有髓轴突［43］。

目前，脊髓损伤尚无有效的治疗方法［44］，预后极差，急需寻求有效的治疗方法。最近的研究重点主要聚焦在诱导和支持神经萌发以及定向生长方面。许多研究结果表明，外加电场可以促进损伤轴突再生，抑制炎症反应，振荡电场可明显减少星形胶质细胞数量，减轻胶质瘢痕增生，促进功能恢复［45-47］。脊髓损伤后损伤局部组织Ca2+的大量内流是继发性损伤发生的主要诱因［48］，Ca2+的流动可受到外加直流电场的调节［49］。此时应用电针外置电场，在脊髓损伤适当部位放置督脉电针或夹脊电针并给予外源性电场后，产生的微电流可平衡患者体内内生性损伤电流，电流的方向刚好与内生性损伤电流的方向相反，从而预防轴突退变与继发性损伤。

外加电场能促使轴突向阴极生长，但有学者通过研究得出，阳极一侧的轴突刺激时间太长会出现萎缩，通过电场强度的定期变换，就能够促使神经轴突在阳极排斥生长之前向阴极生长，进而达到轴突的双向平衡生长［50-51］。另一项研究则指出，早期应用电场刺激可减弱急性SCI 大鼠的继发性凋亡反应并在4 周内发挥神经保护作用［52］。

4 小结

临床上，针刺电场疗法已经广泛用于脊髓损伤及其并发症的治疗，是针刺效应和电场效应的结合，中医学认为夹脊穴、督脉与脑、肝、脾、肾等脏腑联系密切，有调理脏腑、疏通经脉、醒脑开窍、通利关节的作用；现代医学研究表明夹脊电场疗法与督脉电场疗法不仅能促进轴突再生和髓鞘再生，还可以通过抑制Notch、核因子Kappa B、Rho/ROCK 等信号通路加速脊髓损伤后的神经功能恢复，而且通过调节微生物群、代谢物、内源物质等改善神经系统功能。针刺电场疗法操作简单，具备了针刺和电场的双重疗效，可改善脊髓损伤后部分功能障碍，增强了患者日常生活能力和运动能力。关于其治疗机制的研究已经取得了一定的进展。

近年来，关于脊髓损伤的动物实验的研究取得了一定的成果，但作用机制还未完全揭示清楚，更是缺乏临床观察的深入研究，针刺电场疗法通过哪些信号通路，如何调控表达还有待进一步探讨。夹脊与督脉电场疗法还缺乏临床应用的标准化与量化，电针治疗仪频率、波形、脉宽等参数如何选择，电场强度是否需要定期变换，针刺选穴标准、中西医结合方式等仍需紧随科学发展的步伐，及时补充或创新。单一的针刺电场疗法并不能解决脊髓损伤患者的康复需求，在生物－心理－社会医学模式基础上，多学科如何有效的合作才能缩短脊髓损伤患者病程，帮助患者早日回归家庭和社会是研究人员未来研究的重要课题。