中医外治法治疗腰椎间盘突出症的实验研究进展▲
2023-01-04覃书颖雷龙鸣陈广辉凌春燕
覃书颖 雷龙鸣 陈广辉 凌春燕
(1 广西中医药大学,南宁市 530200,电子邮箱:www.644429288@qq.com;广西中医药大学第一附属医院2 推拿科,3 康复科,南宁市 530200)
【提要】 腰椎间盘突出症(LDH)是临床常见病,发病率呈逐年上升趋势,早诊断、早治疗对患者预后有重要意义。近年来,中医外治法治疗LDH取得较好疗效,但其相关治疗机制尚未明了。为探讨其治疗机制研究者们进行了大量的实验研究。本文对近年来有关中医外治法治疗LDH的实验研究进展进行综述,以期为临床应用提供理论依据。
腰椎间盘突出症(lumbar disc herniation,LDH)是临床常见病、多发病,其发病机制主要包括机械压迫学说、免疫炎症学说、基质金属蛋白酶学说、生物力学机制等[1]。腰椎间盘变性是LDH的主要病理改变,其可导致纤维环部分或完全断裂、髓核突出,从而压迫神经根、脊髓、马尾神经,引起腰腿痛和神经功能障碍等临床症状[2]。LDH属中医学“腰痛”“痹证”范畴。洪秋阳等[3]认为,该病的病因病机属本虚标实,多由肝肾、气血亏虚,或外感风寒湿邪闭阻经脉,致气滞血瘀、筋脉失养而发病。流行病学调查显示,我国LDH的患病率为7.62%,25~55岁人群的患病率最高[4-5]。目前,西医多采用抗炎、止痛、脱水、营养神经、牵引等方法治疗LDH,严重者给予手术治疗,这些方法虽能在一定程度上改善症状,但远期效果不理想。有学者发现,中医药预防及治疗LDH均有较好效果,尤其是中医外治法,具有治疗费用低、操作简便、疗效确切、患者易于接受等优点[4]。近年来,中医外治法治疗LDH的临床报告较多,但缺乏相关治疗机制的研究。本文对近年来中医外治法治疗LDH的实验研究进展进行综述,包括用于实验研究的模型、评价指标以及干预机制等,为中医外治法更好地运用于LDH提供参考。
1 用于研究LDH的动物模型
目前,在LDH实验研究中应用最广泛的动物是新西兰兔和大鼠,这些动物具有价格低廉、基因学与人类较接近、操作重复性高、便于大规模实验等优点。造模方法分为直接损伤和间接诱发损伤。直接损伤包括腰椎间盘或神经根的直接损伤,该方法具有造模时间短、成功率较高等优点,但对动物的损伤较大[6]。其中椎间盘直接损伤建模方法包括终板损伤法、纤维环损伤法、针刺损伤法、手术损伤法、基因改造法、化学损伤法;神经根直接损伤模型建模方法包括自体髓核移植法、异体髓核移植法、异物压迫法、化学损伤法。间接诱发损伤造模主要通过外界压力或自身脊柱失稳而诱导其椎间盘退变,最终造成椎间盘突出,该类模型能够更好地模拟人类LDH发展的过程,具有较高的临床相似性,但造模周期过长,成功率较低。近年来,开展实验研究时动物种类、造模方法的选择范围不断扩大,研究者应根据研究目的及动物的解剖生理,选择与人类疾病相似度高、重复性好的LDH动物模型,从而能够进一步明确LDH的病因病机及治疗的作用机制。
2 中医外治法治疗LDH的效果评价或作用机制分析的实验观察指标
2.1 行为学指标 行为学是观察LDH动物模型治疗效果的最基本指标。造模成功后大鼠会出现步态改变、运动功能障碍等症状,目前多采用步态分析法或通过检测机械性缩足反射阈值(mechanical paw withdrawal threshold,MPWT)、热缩足反射潜伏期(thermal paw withdrawal latency,TPWL)等指标来评估动物模型行为学的改变。其中,步态分析法应用广泛且方法多样,主要分析动物的步态以及肢体、躯干、肢段的活动距离与角度等情况[7]。运动功能评价BBB量表为评估动物后肢运动功能的工具[8],有学者采用该量表对LDH大鼠的综合运动功能进行评价[9]。还有学者[10]采用CatWalk步态分析系统采集大鼠脚爪位置、长度、接触面积等步态指标来评估推拿手法对LDH步态的影响。研究表明,大多炎症递质是导致神经元产生异常电位而使痛阈下降引发痛觉过敏的因素[11-12]。而神经根受损伤的主要特征表现是痛觉过敏。裴文娅等[13]的实验研究表明,当TPWL、MPWT均<15 s时表示自体髓核移植致神经根性疼痛模型造模成功。何智菲等[14]在确认大鼠脊髓未损伤的基础上,根据TPWL评估是否出现痛觉过敏,当出现痛觉过敏时提示造模成功。由此可见,检测MPWT、TPWL对判定造模是否成功具有重要意义,亦是判定干预效果的有效指标。
2.2 组织的病理变化和神经相关因子表达情况 目前,常采用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin,HE)染色、尼氏染色、免疫组化法等方法处理组织标本,在光镜及电镜下观察LDH动物模型的组织病理变化、神经相关因子的表达情况等。例如,崔成埈等[15]采用HE染色观察LDH模型大鼠L5神经根的组织病理变化,发现针刀干预后有髓纤维出现新生的髓鞘,施万细胞胞质水肿减轻,受损神经得以修复。张鸿嫣等[16]运用免疫组化法测定LDH模型大鼠L5背根神经节中P物质、神经生长因子的含量,证实刮痧疗法能降低P物质含量以减轻疼痛反应,增加神经生长因子含量以促进神经元的分化和发育、修复受损神经细胞。
2.3 炎性因子 炎性因子与LDH的发生密切相关,在疼痛发生中起重要作用。参与LDH局部炎症反应的因子包括肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor,TNF)-α、白细胞介素(interleukin,IL)-1、IL-6等。TNF-α是最重要的炎症因子,当机体受到刺激时,巨噬细胞分泌TNF-α,而TNF-α又可反作用于巨噬细胞,促进其活化,诱发炎症反应[17]。此外,TNF受体1信号传导可以启动炎性反应通路,能在细胞核亚细胞水平上激发一系列级联反应或瀑布效应,诱导IL-1、IL-6等多种炎症因子表达上调,以促进白细胞迁移,改变内皮细胞和毛细血管的通透性,从而导致炎症反应的发生[18-19]。有研究表明,在突出腰椎间盘组织中加入TNF-α、IL-1会促使椎间盘细胞释放前致炎物质磷脂酶A2、前列腺素E2,从而引起组织损伤,加剧疼痛、神经根水肿[20-21]。由此说明,下调炎性因子表达可减轻LDH所致的炎症反应,缓解疼痛症状。因此,可通过观察动物模型体内炎性因子的表达变化情况,了解中医外治法治疗LDH的作用机制。除以上指标外,还有其他的致炎物质,如β-内啡肽、降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide,CGRP)、P物质、神经肽Y等神经肽[22-23],以及超氧化物歧化酶、一氧化氮合酶、基质金属酶等酶类物质[24],也常作为探讨中医外治法治疗LDH作用机制的观察指标。
3 中医外治法治疗LDH的作用机制
3.1 针灸疗法
3.1.1 针刺法:张寒等[5]研究发现,LDH大鼠的感觉神经传导速度和运动神经传导速度明显下降,针刺其肾俞穴能有效缓解神经根受压或刺激的情况,从而提高感觉和运动神经传导速度。刘凤阁等[25]报告,针刺夹脊穴能改善LDH大鼠的综合运动能力,提高坐骨神经传导速度,推测针刺可能通过促进神经轴突再生,从而减轻大鼠神经损害。吕玉娥等[26]采用针刺后溪-环跳对穴治疗LDH大鼠,结果显示大鼠的疼痛缓解,且血浆IL-6、一氧化氮、前列腺素E2含量明显降低,提示该治疗方法可能通过减轻炎症反应以缓解疼痛症状。马文珠等[27]采用平衡针针刺LDH大鼠的腰痛穴、臀痛穴,发现大鼠促肾上腺皮质激素(adrenocorticotropic hormone,ACTH)含量明显降低。而有研究显示,手术创伤可使机体下丘脑-垂体-肾上腺轴功能亢进,加速ACTH的合成和分泌,从而可能会抑制机体的免疫功能[28]。故推测平衡针治疗LDH的作用机制可能是通过减少ACTH分泌而调节机体应激状态,从而促进机体功能恢复,减轻疼痛症状。
3.1.2 电针法:王树东等[29]报告,电针LDH大鼠的肾俞穴可以下调下丘脑、脊髓组织匀浆液中神经激肽1受体和神经激肽2受体的mRNA表达水平,说明电针可以抑制疼痛物质受体的释放,发挥修复神经、镇痛、抗炎的作用。林元杰[30]观察发现,电针可改善LDH大鼠的MPWT,并降低脊髓磷酸化Janus激酶2、磷酸化信号转导子和转录激活因子3的表达水平;其认为电针治疗可抑制该信号通路的激活、减少炎症因子释放以及抑制中枢痛敏化的形成,从而缓解LDH引起的疼痛。赵丽云等[31]发现,电针治疗可提高LDH大鼠的痛阈,促进神经根修复,减轻神经根及背根神经节损伤程度。 封迎帅等[32]的实验研究显示,电针环跳、委中穴可有效抑制LDH家兔血清IgG、IgM的表达水平,改善家兔的触觉、步态功能等。而髓核突出后即发生免疫反应,局部产生的抗体进入外周血使血清IgG、IgM等免疫因子含量增高,这些抗体可导致神经根水肿而引发疼痛[33]。电针环跳、委中穴可减少免疫炎症因子释放,这或许是电针治疗能有效缓解LDH疼痛症状的机制之一。
3.1.3 温针灸法:谢艳艳等[34]研究发现,温针灸能修复LDH大鼠受损的神经根组织结构,减轻神经纤维及背根节周围组织的炎症反应;其治疗机制可能与调控受压腰神经根组织中的前磷脂酶A2、前列腺素E2、IL-1、IL-6、TNF-α、基质金属蛋白酶等炎症因子水平有关。宓轶群等[35]研究发现,温针灸治疗可以有效改善LDH大鼠神经根背根节细胞形态及超微结构,抑制一氧化氮合酶、CGRP的释放,继而起到治疗LDH所致神经根压迫损伤的作用。
3.1.4 艾灸法:艾灸疗法是中医外治的重要组成部分,在临床中被广泛用于治疗LDH。有学者研究发现,艾灸可以调节免疫功能,增强细胞的吞噬作用,改善血液循环,降低神经兴奋性,消除神经炎症[36]。这或许是艾灸治疗LDH的作用机制之一。王婷婷等[37]的研究结果显示,艾灸能降低LDH大鼠的神经功能评分,改善其下肢功能障碍症状,同时,艾灸可能通过抑制血清IL-1β的表达而发挥抗炎作用,从而缓解化学性炎症对神经根的损害。
3.1.5 针刀法:冯涛等[38]发现针刀松解能降低外周血八肽胆囊收缩素含量、提高5-羟色胺含量,从而缓解大鼠疼痛症状。朴起范等[39]研究发现,针刀治疗可减轻大鼠根性神经痛症状,其治疗机制可能与抑制IL-1、IL-6水平有关。张伟夫[40]采用针刀干预LDH大鼠,发现大鼠背根神经节内的P物质和CGRP含量降低,认为针刀治疗可能是通过调节背根神经节内P物质和CGRP含量而发挥治疗作用。王美琴等[10]研究发现,针刀疗法可能是通过调节血栓素B2和6-酮-前列腺素F1α(6-keto-prostaglandin F1α,6-K-PGF1α)的含量,从而改善LDH大鼠背根神经节局部微循环,并促进炎症因子代谢,最终发挥缓解疼痛的作用。在生理状态下,血栓素B2和6-K-PGF1α生物活性都很强,两者处于动态平衡,当两者失衡时可能会导致血小板聚集、 血管痉挛或血栓形成,引起炎症加重和扩散[41]。因此,推断针刀治疗LDH的机制可能是与调节血栓素B2/6-K-PGF1α的平衡有关。
3.1.6 刺络放血法:刺络放血疗法治疗LDH的作用机制是直接将血液中的致痛物质放出,如K+、H+、5-羟色胺等,减少其在体内堆积,并且放血形成的负压可促使新鲜血液流向病灶,稀释局部致病物质浓度,从而改善局部微循环,促进炎症吸收,修复损伤组织[42]。易受乡等[43]探讨三棱针点刺委中穴放血治疗LDH的作用机制,结果显示委中穴放血后LDH家兔的坐骨神经传导速度明显加快,髓核组织中IL-1α、磷脂酶A2含量及血浆中前列腺素E2含量均明显降低,推测减轻局部炎症反应可能是点刺委中穴放血治疗LDH的机制之一。
3.2 刮痧疗法 张鸿嫣等[44]观察发现,刮痧可有效降低LDH大鼠背根神经节中炎症因子磷脂酶A2、前列腺素E2的含量,促进损伤神经的修复,并抑制血清疼痛因子P物质和神经肽Y的表达,以发挥抗炎和神经调节作用。推测刮痧的作用机制可能是促使局部血凝块 (出痧) 溃散以引起自体溶血作用,从而形成新的刺激源,增强局部的新陈代谢。杨红等[45]运用通阳刮痧疗法干预LDH大鼠,发现刮痧疗法可增加组织胺类物质的释放,以提高机体的免疫功能,从而发挥治疗LDH的作用。 陈丽虹等[46]研究发现,刮痧疗法可通过调节LDH大鼠的甘氨酸、 丝氨酸、苏氨酸、丙酮酸和柠檬酸循环代谢而减轻炎症反应,通过调节精氨酸、脯氨酸代谢达到镇痛作用。
3.3 推拿疗法 林坚等[47]的研究结果显示,推拿按法治疗LDH大鼠的机制可能与改善大鼠背根神经节中IL-23、IL-23受体的表达水平有关。IL-23/IL-23受体是一条重要的信号轴,能促进N-甲基-D-天冬氨酸受体亚单位NR1的磷酸化,诱导背根神经节产生IL-17、IL-6等炎症因子而发生感觉神经元的外周敏化。推拿按法可抑制背根神经节IL-23、IL-23受体的表达,改善大鼠步态,调控周围神经系统的外周敏化而达到镇痛作用。何涛等[48]研究发现,推拿能减轻LDH大鼠体内的炎症反应,缓解疼痛症状,其作用机制可能与抑制Toll样受体4/髓样分化因子88信号通路,下调炎症因子TNF-α、IL-6、IL-1β等水平有关。林志刚等[49]研究发现,推拿的按揉手法可改善LDH大鼠的热痛阈值,其机制可能是通过抑制大鼠脊髓背角神经激肽1受体的表达而发挥镇痛效应。黄永等[50]的实验结果显示,推拿可以改善LDH家兔的步态功能,抑制其痛敏反应,其机制可能与下调神经根组织中的5-羟色胺、前列腺素E2的表达以及降低血浆血栓素B2/6-Keto-PGF1α比值,从而减轻炎性反应和痛敏反应、改善机体微循环有关。
3.4 其他中药外治疗法 治疗LDH的其他中药外治法主要有中药熏蒸、熏洗、药膏、贴膏等,多采用活血祛瘀、疏通经络、强筋壮骨、祛风止痛等中药。阿如罕等[51]发现,蒙药熏蒸可缩短LDH大鼠的TPWL、MPWT,抑制缺血引起的血管钙化及瘢痕组织形成,减轻炎症反应,促进局部组织新陈代谢,从而加速组织修复。包玉龙等[52]的研究表明,腰痛贴膏通过降低LDH大鼠神经根周围组织的前列腺素E2和组织胺的含量,进而起到消除无菌性炎症反应的作用。蔡萍等[53]的实验结果表明,在LDH大鼠L4~L5棘突周围外涂铁包金按摩膏,可降低脊背神经根中磷脂酶A2的活性,认为这可能是铁包金按摩膏治疗LDH的作用机制之一。李蜀平等[54]研究发现,壮骨镇痛贴能通过降低急性LDH大鼠全血黏度、血浆黏度而发挥活血化瘀的作用,并具有抗炎效果。黄超[55]的研究表明, 四生贴膏能降低风寒湿阻型LDH兔的外周血IL-1β、TNF-α含量,从而发挥抗炎作用。
3.5 综合疗法 朱峰等[56]运用电针联合中频干预腰神经受压大鼠,结果提示该方案具有良好的消炎、镇痛作用,其通过降低血栓素B2含量、升高前列腺素F1α含量而改善微循环状态,这可能是该治疗方案的作用机制之一。林志汉[57]运用针刺联合穴位注射治疗LDH兔,发现该治疗方法可下调模型兔椎间盘组织中B细胞淋巴瘤-2相关X蛋白、含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶3的表达水平,上调B淋巴细胞瘤-2基因表达水平,从而降低腰椎间盘组织内细胞对凋亡的敏感性,增强其抗凋亡能力,从而减少细胞凋亡,进而改善腰椎间盘退变。
4 小结与展望
近年来,中医外治法被广泛应用于LDH的临床治疗,其具有疗效确切、不良反应少等优势。研究者们在中医基础理论的基础上结合现代医学方法,进行大量的实验研究,探讨中医外治法治疗LDH的作用机制。目前中医外治法治疗LDH的实验研究主要是以观察受损组织的形态学改变,椎间盘组织或血清中炎性因子含量变化、氧自由基代谢变化、局部超微结构变化等来探讨其治疗机制。其中,对TNF-α、IL、磷脂酶及前列腺素的研究相对较多,并证实中医外治法能够通过抑制炎症因子释放等途径发挥治疗作用。随着研究的不断深入,信号通路、免疫学等也逐渐成为研究热点,为研究LDH的临床治疗方法提供新方向。
但动物模型实验研究还存在一定的局限:(1)缺乏与临床病例结合,建立的LDH动物模型与临床实际病例有差异,中医强调辨证论治,而LDH动物模型的中医外治均未进行辨证论治。(2)缺乏与其他动物模型的比较,未能探讨何种造模方法更适合哪一方面的研究。(3)研究深度不够,范围较局限,研究往往只说明某项指标的变化情况,缺乏整体反应的深入研究过程。(4)缺乏影像学观察,不能直观地观察干预前后损伤组织的变化情况。随着中医药的不断发展和现代科技的不断进步,未来中医外治法治疗LDH的实验研究将更加细致化和规范化,更好地为临床治疗提供实验依据,进而提高治疗效果、改善患者预后。