據(jù)統(tǒng)計,腦卒中已成為導致我國國民死亡、殘疾的首要原因,且超70%患者遺留不同類型、程度的功能障礙
。盡管康復技術不斷進步,如何快速高效地恢復患者功能障礙依然是腦卒中康復領域的難題。迷走神經(jīng)刺激術(Vagus Nerve Stimulation,VNS)作為一項經(jīng)典的神經(jīng)調控技術,既往主要用于難治性癲癇、疼痛與抑郁癥等
。近年來,許多研究提示VNS可能也適用于腦卒中康復
。本文對VNS對腦卒中后多種功能障礙的臨床應用、可能的作用機制、優(yōu)勢及不足之處進行綜述,旨為腦卒中康復治療提供新思路。
4)滿足《水文巡測規(guī)范》(SL195-2015)4.2.4條 a要求,水位流量關系經(jīng)單值化處理后水位流量關系線呈單一線,流量定線達到本標準規(guī)定的允許誤差,故該站流量可實行巡測。
1.1 VNS在腦卒中后運動障礙中的應用 90%的腦卒中患者存在運動障礙,主要表現(xiàn)為不同程度肌力下降、肌張力異常及關節(jié)活動范圍受限等
。運動障礙不僅對腦卒中患者的步行能力、獨立生活能力有著重要影響,也是影響腦卒中患者整體恢復和功能獨立的關鍵因素
。近年來,越來越多的臨床研究提示,VNS有助于腦卒中后運動功能恢復。
Dawson等
將21例腦卒中患者隨機分為2組,對照組患者接受常規(guī)康復治療,治療組患者在此基礎上加用VNS,與對照組相比,治療組患者Fugl-Meyer上肢運動功能評定量表(Fugl-Meyer Assessment Upper Extremity Scale,FMA-UE)評分有顯著提高。隨后,Dawson等
對對照組患者進行6周的VNS,并隨訪1年,結果顯示2組患者FMA-UE評分平均增加了9.2分,提示VNS可能還具有“長時程效應”。Kimberley等
招募17例腦卒中患者隨機分為對照組與治療組,對照組患者接受常規(guī)康復治療,治療組患者在此基礎上加用VNS,治療組和對照組的治療有效率分別為88%和33%。
分析師預測、投資機會與投資強度..................................................................................................................馮戈堅 張曉倩 王建瓊(41)
1.1 研究對象 本研究選取青島市某三甲醫(yī)院規(guī)范化培訓護士162名作為研究對象。納入標準為2016年醫(yī)學院校畢業(yè)入院工作、完成2年規(guī)范化培訓的本科學歷護士。其中,男33名、女129名,年齡(25.04±1.18)歲。
近年來,非侵入性VNS逐漸進入臨床試驗。Capone等
將14例慢性腦卒中患者隨機分為2組,對照組患者接受常規(guī)機器人訓練,治療組患者在此基礎上加用經(jīng)皮左耳VNS,治療組患者上肢運動功能顯著提高。Redgrave等
招募13名亞急性腦卒中患者進行左耳VNS聯(lián)合康復訓練,結果表明FMA-UE評分平均增加17.1分,患者肢體功能改善。最近,Wu等
將21例亞急性腦卒中伴上肢運動功能障礙患者隨機分為2組,對照組予以常規(guī)康復訓練,試驗組在此基礎上行經(jīng)點狀電極刺激左側耳甲,2組患者的FMA-UE均有改善,試驗組改善更明顯。
2.3 增強神經(jīng)突觸可塑性 VNS增強神經(jīng)突觸可塑性是卒中后功能恢復的主要機制。刺激頸部迷走神經(jīng)可以通過迷走神經(jīng)傳入纖維激活腦干孤束核,進一步激活基底核和藍斑神經(jīng)元,這些神經(jīng)元在整個大腦皮層釋放神經(jīng)遞質,如乙酰膽堿和去甲腎上腺素;同時,VNS還增加了腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子和堿性成纖維細胞生長因子水平,共同增強神經(jīng)突觸可塑性,促進大腦網(wǎng)絡重組和神經(jīng)再生
。卒中后吞咽障礙的研究提出,一方面刺激頸部迷走神經(jīng)可以促進神經(jīng)突觸連接,增強食管運動誘發(fā)電位,誘發(fā)吞咽
;另一方面考慮到迷走神經(jīng)解剖特點,即從上神經(jīng)節(jié)至腹腔,可分為咽支、喉上神經(jīng)、喉返神經(jīng)等,其中咽支支配咽與軟腭的肌群;喉上神經(jīng)外支支配咽縮肌和環(huán)甲??;喉返神經(jīng)支配內(nèi)喉肌,推測經(jīng)頸迷走神經(jīng)刺激也可直接下傳至吞咽相關肌群誘導吞咽。
2.1 抗炎效應 腦卒中后可引起廣泛的神經(jīng)炎癥反應。VNS通過激活膽堿能抗炎通路抑制炎癥反應,起到神經(jīng)保護的作用。研究顯示,迷走神經(jīng)通過激活小膠質細胞的α7煙堿型乙酰膽堿受體釋放乙酰膽堿,還上調缺血半影區(qū)過氧化物酶體增殖物激活受體γ的表達,下調促炎基因,抑制促炎介質(如腫瘤壞死因子-α、白細胞介素1β)的產(chǎn)生,抑制免疫細胞活化,從而減小腦缺血梗死范圍,減輕神經(jīng)元損傷,促進卒中后的功能恢復
。Ay等
對腦梗塞的大鼠進行非侵入性VNS和偽刺激,與對照組相比,VNS組大鼠的孤束核激活作用增強,激活的小膠質細胞數(shù)和炎性細胞因子(如腫瘤壞死因子-α)的細胞數(shù)均明顯減少,再次證實了VNS的抗炎效應。
目前迷走神經(jīng)刺激改善卒中后吞咽障礙的臨床研究甚少。一項個案報道對延髓背外側梗死后嚴重吞咽困難并接受鼻飼6個月的女性進行為期6周的經(jīng)皮VNS,治療結束后患者完全經(jīng)口進食,食道上段X線檢查造影劑可自由通過食管上段括約肌
。一項臨床研究報道了迷走神經(jīng)磁刺激改善卒中后吞咽障礙中的療效。Lin等
將28例腦卒中后吞咽障礙患者隨機分為治療組和對照組。治療組予以左側乳突部5 Hz,共600脈沖的磁刺激,對照組予以偽刺激,為期2周。在治療前后分別通過誤吸量表及澳大利亞治療結果量表評分、X線造影、環(huán)咽肌運動誘發(fā)電位評估患者吞咽功能,結果提示迷走神經(jīng)磁刺激可有效改善卒中后吞咽障礙,干預后無嚴重并發(fā)癥或不良反應。
2.2 血腦屏障完整性 血腦屏障的破壞和水腫的形成在腦卒中后神經(jīng)功能障礙的發(fā)生發(fā)展中起著關鍵作用。VNS可以保護血腦屏障破壞,縮小腦梗死體積,減輕損傷腦區(qū)的神經(jīng)功能缺陷。Yang等
建立大鼠腦梗塞模型后分別予以非侵入性VNS和偽刺激,與對照組相比,VNS組磁共振顯示梗死面積明顯縮小,病變區(qū)血腦屏障轉移率明顯降低,且與梗死面積的縮小呈空間相關性;此外,組織免疫學顯示血清免疫球蛋白G漏出量顯著降低,提示VNS保護微血管中的血管緊密連接蛋白免受破壞。此外,Chen等
使用雙光子成像證明,VNS改善了大鼠大腦皮質微梗死后的血腦屏障完整性。
1.2 VNS在腦卒中后吞咽障礙中的應用 29%~81%的腦卒中患者存在吞咽障礙,表現(xiàn)為不同程度的進食障礙、吞咽嗆咳和流涎,易合并脫水、營養(yǎng)不良、吸入性肺炎等,嚴重時導致死亡
。目前常用的治療方法如傳統(tǒng)吞咽訓練、球囊導管擴張術等改善卒中后吞咽障礙的療效有限
;VNS作為新型輔助技術,近年來在卒中后吞咽障礙的臨床治療中展開應用。
1.3 VNS在腦卒中后感覺障礙中的應用 約11%~74%的腦卒中患者遺留感覺功能障礙,以觸覺、溫度、本體感覺和痛覺異常為特征
。肢體的運動和感覺功能障礙往往是同時存在的,若感覺障礙可能會阻礙卒中患者運動功能恢復,日常生活中肢體執(zhí)行能力顯著下降。幾項研究初步證實VNS可改善卒中后感覺功能障礙。Kilgard等
報道一名卒中后感覺功能障礙患者接受植入式VNS聯(lián)合上肢多模式觸覺療法后顯著改善觸覺閾值、關節(jié)位置感和立體識別能力,提出VNS聯(lián)合感覺刺激可能是促進慢性卒中患者神經(jīng)可塑性和感覺恢復的一種新方法。基于這一結果,Baig等
對12例慢性缺血性腦卒中患者進行6周的經(jīng)左耳VNS聯(lián)合特定運動任務訓練,頻率25Hz、電流強度為患者最大耐受強度、脈寬100μs;研究表明,非侵入性VNS結合運動訓練后上肢感覺和運動功能均得到改善。
2016年及2017年水稻季各處理全生育期Kc多數(shù)在1.1左右,W1N1F2和W1N1F1處理的Kc在1.0左右。N0處理下2016年水稻季的Kc大于2017年水稻季,而N1處理下則小于2017年水稻季。而不同灌溉模式和施肥次數(shù)對Kc的影響則沒有一定的規(guī)律。
2.4 其他機制 其他研究顯示,除上述可能機制外,VNS可能通過激活神經(jīng)元和星形膠質細胞、增加腦缺血半暗帶miR-210表達,從而抑制腦細胞凋亡和氧化應激反應起到神經(jīng)保護作用
。研究發(fā)現(xiàn),VNS還可能增強生長分化因子11、內(nèi)皮型一氧化氮合酶和血管內(nèi)皮生長因子等血管生成因子的表達,誘導內(nèi)皮細胞增殖,刺激血管生成,增加腦血流量,從而縮小梗死體積,改善神經(jīng)功能
。
VNS用于腦卒中康復治療具有獨特的優(yōu)勢。首先,VNS不僅有助于腦卒中后運動、吞咽、感覺功能的恢復
,對腦卒中意識
、認知障礙
,乃至焦慮抑郁可能也具有潛在的應用價值
,具有單一靶點刺激,多重獲益的優(yōu)勢。其次,VNS具有抗癲癇療效,對合并癲癇的腦卒中患者友好
。
然而,VNS用于腦卒中康復治療仍存在一些問題。首先,傳統(tǒng)的VNS系有創(chuàng)手術,技術要求高、并發(fā)癥多,臨床應用受限
;非侵入性VNS依然昂貴,且技術尚不成熟
;迷走神經(jīng)磁刺激雖是有益的嘗試,但僅是個案報道,相關機制、安全性與有效性均需進一步探討。其次,雖然有部分研究已證實了VNS有助于改善患者運動、吞咽與感覺功能,但療效評價多局限于半定量指標,相關療效還缺乏神經(jīng)電生理、神經(jīng)影像等定量指標的進一步證實。再次,如其它神經(jīng)調控技術一樣,不同的刺激參數(shù)的VNS所發(fā)揮的療效可能不同
,不同類型的腦卒中功能障礙的最佳刺激參數(shù),國內(nèi)外尚無統(tǒng)一意見,仍有待更多研究繼續(xù)探討。
綜上,盡管在臨床應用方面還有很多問題亟待解決,但現(xiàn)有的研究表明VNS有助于改善腦卒中患者的功能障礙,提高患者生活質量。傳統(tǒng)的VNS因其固有的劣勢,臨床使用受限,非侵入性VNS與迷走神經(jīng)磁刺激是未來更具潛力的發(fā)展方向。隨著上述技術的發(fā)展與成熟,VNS有望成為腦卒中康復領域又一有效的輔助策略,使這項經(jīng)典的神經(jīng)調控技術在新的領域煥發(fā)出新的活力。
[1] 《中國腦卒中防治報告2019》編寫組. 《中國腦卒中防治報告2019》概要[J].中國腦血管病雜志, 2020, 17(5): 272-281.
[2] Feigin VL, Nguyen G, Cercy K, et al. Global, Regional, and Country-Specific Lifetime Risks of Stroke, 1990 and 2016[J]. N Engl J Med, 2018, 379(25): 2429-2437.
[3] Dawson J, Pierce D, Dixit A, et al. Safety, Feasibility, and Efficacy of Vagus Nerve Stimulation Paired With Upper-Limb Rehabilitation After Ischemic Stroke[J]. Stroke, 2016, 47(1): 143-150.
[4] Stinear CM, Byblow WD, Ackerley SJ, et al. Proportional Motor Recovery After Stroke: Implications for Trial Design[J]. Stroke, 2017, 48(3): 795-798.
[5] van der Vliet R, Selles RW, Andrinopoulou E-R, et al. Predicting Upper Limb Motor Impairment Recovery after Stroke: A Mixture Model[J]. Ann Neurol, 2020, 87(3): 383-393.
[6] Dawson J, Engineer ND, Prudente CN, et al. Vagus Nerve Stimulation Paired With Upper-Limb Rehabilitation After Stroke: One-Year Follow-up[J]. Neurorehabil Neural Repair, 2020, 34(7): 609-615.
[7] Kimberley TJ, Pierce D, Prudente CN, et al. Vagus Nerve Stimulation Paired With Upper Limb Rehabilitation After Chronic Stroke[J]. Stroke, 2018, 49(11): 2789-2792.
[8] Capone F, Miccinilli S, Pellegrino G, et al. Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation Combined with Robotic Rehabilitation Improves Upper Limb Function after Stroke[J]. Neural Plast, 2017, 2017: 7876507.
[9] Jessica N Redgrave,Lucy Moore,Tosin Oyekunle,et al.Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation with Concurrent Upper Limb Repetitive Task Practice for Poststroke Motor Recovery: A Pilot Study[J].J Stroke Cerebrovasc Dis.2018,27(7):1998-2005.
[10] Wu D, Ma J, Zhang L, et al. Effect and Safety of Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation on Recovery of Upper Limb Motor Function in Subacute Ischemic Stroke Patients: A Randomized Pilot Study[J]. Neural Plast, 2020, 2020: 8841752.
[11] Alamer A, Melese H, Nigussie F. Effectiveness of Neuromuscular Electrical Stimulation on Post-Stroke Dysphagia: A Systematic Review of Randomized Controlled Trials[J]. Clin Interv Aging, 2020, 15: 1521-1531.
[12] 陳鳳俠, 李紅玲, 龐亞濤, 等. 腦卒中后吞咽障礙治療方法研究進展[J]. 中國康復, 2021, 36(3): 189-192.
[13] Yuan Y, Wang J, Wu D, et al. Effect of Transcutaneous Vagus Nerve Stimulation in Dysphagia After Lateral Medullary Infarction: A Case Report[J]. Am J Speech Lang Pathol, 2019, 28(4): 1381-1387.
[14] Lin WS, Chou CL, Chang MH, et al. Vagus nerve magnetic modulation facilitates dysphagia recovery in patients with stroke involving the brainstem - A proof of concept study[J]. Brain Stimul, 2018, 11(2): 264-270.
[15] Doyle S, Bennett S, Fasoli SE, et al. Interventions for sensory impairment in the upper limb after stroke[J]. Cochrane Database Syst Rev, 2010(6): CD006331.
[16] Kilgard MP, Rennaker RL, Alexander J, et al. Vagus nerve stimulation paired with tactile training improved sensory function in a chronic stroke patient[J]. NeuroRehabilitation, 2018, 42(2): 159-165.
[17] Baig SS, Falidas K, Laud PJ, et al. Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation with Upper Limb Repetitive Task Practice May Improve Sensory Recovery in Chronic Stroke[J]. J Stroke Cerebrovasc Dis, 2019, 28(12): 104348.
[18] Jiang Y, Li L, Liu B, et al. PPARgamma upregulation induced by vagus nerve stimulation exerts anti-inflammatory effect in cerebral ischemia/reperfusion rats[J]. Med Sci Monit, 2015, 21: 268-275.
[19] Ay I, Nasser R, Simon B, et al. Transcutaneous Cervical Vagus Nerve Stimulation Ameliorates Acute Ischemic Injury in Rats[J]. Brain Stimul, 2016, 9(2): 166-173.
[20] Yang Y, Yang LY, Orban L, et al. Non-invasive vagus nerve stimulation reduces blood-brain barrier disruption in a rat model of ischemic stroke[J]. Brain Stimul, 2018, 11(4): 689-698.
[21] Chen X, He X, Luo S, et al. Vagus Nerve Stimulation Attenuates Cerebral Microinfarct and Colitis-induced Cerebral Microinfarct Aggravation in Mice[J]. Front Neurol, 2018, 9: 798.
[22] Ma J, Qiao P, Li Q, et al. Vagus nerve stimulation as a promising adjunctive treatment for ischemic stroke[J]. Neurochem Int, 2019, 131: 104539.
[23] Lang IM, Medda BK, Babaei A, et al. Role of peripheral reflexes in the initiation of the esophageal phase of swallowing[J]. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol, 2014, 306(8): 728-737.
[24] Zhao JJ, Wang ZH, Zhang YJ, et al. The mechanisms through which auricular vagus nerve stimulation protects against cerebral ischemia/reperfusion injury[J]. Neural Regen Res, 2022, 17(3): 594-600.
[25] Ma J, Zhang L, Niu T, et al. Growth differentiation factor 11 improves neurobehavioral recovery and stimulates angiogenesis in rats subjected to cerebral ischemia/reperfusion[J]. Brain Res Bull, 2018, 139: 38-47.
[26] Jiang Y, Li L, Ma J, et al. Auricular vagus nerve stimulation promotes functional recovery and enhances the post-ischemic angiogenic response in an ischemia/reperfusion rat model[J]. Neurochem Int, 2016, 97: 73-82.
[27] V aldés-Cruz A, Magdaleno-Madrigal VM, Martínez-Vargas D, et al. Long-term changes in sleep and electroencephalographic activity by chronic vagus nerve stimulation in cats[J]. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 2008, 32(3): 828-834.
[28] Fischer R, Ventura-Bort C, Hamm A, et al. Transcutaneous vagus nerve stimulation (tVNS) enhances conflict-triggered adjustment of cognitive control[J]. Cogn Affect Behav Neurosci, 2018, 18(4): 680-693.
[29] Carreno FR, Frazer A. Vagal Nerve Stimulation for Treatment-Resistant Depression[J]. Neurotherapeutics, 2017, 14(3): 716-727.
[30] Song GF, Wang HY, Wu CJ, et al. A retrospective study of transcutaneous vagus nerve stimulation for poststroke epilepsy[J]. Medicine (Baltimore), 2018, 97(31): e11625.
[31] Buell EP, Loerwald KW, Engineer CT, et al. Cortical map plasticity as a function of vagus nerve stimulation rate[J]. Brain Stimul, 2018, 11(6): 1218-1224.