針刺治療肌萎縮側(cè)索硬化癥機(jī)制的研究進(jìn)展

趙丹,許娜,于天洋,趙廣然,王仕林,李禹明,孫遠(yuǎn)征

(1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué),哈爾濱 150040;2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院,哈爾濱 150001)

肌萎縮側(cè)索硬化癥(ALS),是一種相對罕見的成人發(fā)病、快速進(jìn)展的致命性疾病,是最常見的5 種運(yùn)動神經(jīng)元疾病(MND)中的一種,每 10 萬人中約有 2 人患病。ALS 主要針對運(yùn)動皮層、腦干和脊髓的上下運(yùn)動神經(jīng)元。特征是脊髓、腦干和運(yùn)動皮層的運(yùn)動神經(jīng)元逐漸喪失,導(dǎo)致骨骼肌迅速進(jìn)行性、不可逆萎縮。像大多數(shù)神經(jīng)退行性疾病一樣,開始于局部并擴(kuò)散進(jìn)展到幾乎所有骨骼肌的癱瘓。ALS 的預(yù)后不良,ALS 患者通常在確診后3～5 年內(nèi)死于呼吸麻痹。目前還沒有科學(xué)證明可以治愈 ALS,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)治療大多是支持性的,利魯唑是目前治療ALS 的標(biāo)準(zhǔn)藥物,它僅能延長患者2～3 個(gè)月的壽命,價(jià)格昂貴并有惡心、疲勞等不良反應(yīng)?？紤]到患者病情的嚴(yán)重程度和缺乏有效治療藥物,大多數(shù)ALS 患者考慮采用針刺等作為替代療法。針刺治療可能比任何其他治療方式更有效地幫助減輕痛苦的癥狀和提高患者的生活質(zhì)量[1]。因?yàn)獒槾虒?jīng)絡(luò)中的氣血有直接和間接的刺激,沒有不良反應(yīng)。本文從針刺角度出發(fā),發(fā)揮針刺優(yōu)勢,總結(jié)針刺治療ALS 的機(jī)制研究。

1 針刺治療肌萎縮側(cè)索硬化癥的機(jī)制研究

臨床研究證實(shí)針刺療法對 ALS 作用顯著,可以有效地改善患者運(yùn)動功能、延緩發(fā)病、延長生存期、提高患者的生活質(zhì)量。目前針刺治療ALS 的研究包括以下機(jī)制。

1.1 針刺對谷氨酸毒性的影響

谷氨酸是興奮性神經(jīng)遞質(zhì),對維持神經(jīng)細(xì)胞的正常生理功能,具有至關(guān)重要的作用,當(dāng)谷氨酸水平過高時(shí),對神經(jīng)元具有毒性作用。谷氨酸興奮性毒性可以導(dǎo)致運(yùn)動神經(jīng)元死亡,是 ALS 發(fā)病機(jī)制中最重要的假說之一,迄今為止唯一被美國 FDA 批準(zhǔn)的有效治療靶點(diǎn)就是抗谷氨酸興奮性毒性。在神經(jīng)肌肉接頭處,囊狀谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體將谷氨酸裝載到突觸前末端的突觸小泡中。動作電位傳播到突觸前末端,觸發(fā)谷氨酸釋放到突觸間隙。谷氨酸激活突觸膜上的谷氨酸受體。然后被谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體移除以準(zhǔn)備另一個(gè)信號。預(yù)防谷氨酸毒性作用在于防止突觸間谷氨酸的水平升高[2]。谷氨酸清除也可以阻止因谷氨酸受體過度激活而引起的神經(jīng)興奮性毒性。其途徑包括減少突觸前膜的釋放,增加突觸間隙的轉(zhuǎn)運(yùn),減少突觸后膜與受體的結(jié)合等。孫遠(yuǎn)征等[3]通過實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)夾脊電針治療降低ALS-SOD1G93A轉(zhuǎn)基因小鼠血清谷氨酸含量,延緩發(fā)病,延長轉(zhuǎn)基因小鼠的生存期。與其他對照組相比,夾脊電針組ALS-SOD1G93A轉(zhuǎn)基因小鼠腰髓谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體EAAT2 表達(dá)上調(diào),通過增加突觸間隙轉(zhuǎn)運(yùn)體的數(shù)量,平衡谷氨酸的水平;夾脊電針治療后,小鼠的AMPA受體GluR2亞基表達(dá)上調(diào),AMPA 受體是谷氨酸的一種重要離子型受體,AMPA 受體的Ca2+通透性依賴于GluR2 亞基,GluR2在穩(wěn)態(tài)阻斷Ca2+流入細(xì)胞質(zhì)中起作用。含有缺乏GluR2亞基的 AMPA 受體的神經(jīng)元細(xì)胞表現(xiàn)出較高的 Ca2+通透性和對興奮毒性的脆弱性,帶有GluR2 亞基的AMPA受體GluR2 亞基可以阻止Ca2+內(nèi)流引起的神經(jīng)毒性反應(yīng)[4]。HE 染色觀察各組小鼠腰髓前角運(yùn)動神經(jīng)元數(shù)量,可以發(fā)現(xiàn)電針組小鼠腰髓前角運(yùn)動神經(jīng)元數(shù)目較模型組明顯增多。由此認(rèn)為夾脊電針拮抗谷氨酸興奮性毒性對ALS 發(fā)揮治療作用。

1.2 針刺對自噬的影響

自噬(autophagy)是廣泛存在于真核細(xì)胞中的生命現(xiàn)象,是細(xì)胞維持穩(wěn)態(tài)的一種機(jī)制,在真核生物的生存中起著關(guān)鍵作用。細(xì)胞利用溶酶體將胞漿內(nèi)多余的大分子物質(zhì)或受損的細(xì)胞器在膜包囊泡中大量降解,以維持蛋白代謝平衡及細(xì)胞環(huán)境穩(wěn)定。所有自噬通路的終點(diǎn)都是溶酶體,即微自噬、伴侶介導(dǎo)的自噬和巨自噬 3 種主要的自噬通路,利用不同的信號分子和蛋白機(jī)制來促進(jìn)溶酶體降解[5]。自噬降解是氨基酸、核苷酸和脂肪酸的重要來源,特別是對于細(xì)胞無法從細(xì)胞外環(huán)境中獲得足夠的營養(yǎng)以維持ATP 的生產(chǎn)和生物合成。還具有阻止細(xì)胞死亡,清理病原體,免疫和內(nèi)分泌功能[6]。ALS 脊髓組織中自噬小體的數(shù)量増加,提示ALS發(fā)病過程中自噬被激活。郭穎[7]采用夾脊電針治療轉(zhuǎn)ALS-SOD1G93A基因小鼠,通過上調(diào)自噬相關(guān)蛋白 LC3-Ⅱ、Beclinl 的表達(dá),加強(qiáng)自噬功能,促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)異常蛋白清除,起到保護(hù)運(yùn)動神經(jīng)元的作用,神經(jīng)元丟失,延緩發(fā)病,延長生存期。在ALS 發(fā)病過程中自噬相關(guān)蛋白 LC3-Ⅱ、Beclinl 的表達(dá)上調(diào)。有研究表明,Beclin-lc 是候選抑癌基因,參與介導(dǎo)前自噬體的形成[8]。哺乳動物自噬體的過程依賴于LC3-Ⅱ的修飾過程。還有研究表明,LC3-Ⅱ能與新形成的膜結(jié)合,直到自隧溶酶體的形成。提示夾脊電針通過加強(qiáng)自噬功能改善ALS 神經(jīng)元的功能[9]。

1.3 針刺對神經(jīng)炎性反應(yīng)的影響

神經(jīng)炎癥是許多神經(jīng)退行性疾病的病理標(biāo)志,ALS中有明顯的炎性表現(xiàn)[10]。其特點(diǎn)是小膠質(zhì)細(xì)胞的活化和增殖,以及在神經(jīng)變性部位浸潤 T 淋巴細(xì)胞的積累[11]。雖然神經(jīng)炎癥反應(yīng)被認(rèn)為是神經(jīng)功能障礙和死亡的后果,但操縱這種反應(yīng)可能改變疾病的進(jìn)展。研究表明膠質(zhì)細(xì)胞在運(yùn)動神經(jīng)元變性和死亡中的重要性。小膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)系統(tǒng)的固有免疫細(xì)胞,在所有 ALS病例中都被激活,早期發(fā)病與星形膠質(zhì)細(xì)胞相關(guān),晚期則與小膠質(zhì)細(xì)胞相關(guān)[12]。衛(wèi)彥等[13]應(yīng)用夾脊電針干預(yù)ALS-SOD1G93A轉(zhuǎn)基因小鼠,觀察轉(zhuǎn)基因鼠腰髓的前角運(yùn)動神經(jīng)元P-P38 表達(dá)下調(diào),P38 MAPK 的活化受到抑制,對神經(jīng)元細(xì)胞起到有效保護(hù)作用。P38 絲裂原活化蛋白激酶(P38 MAPK)是MAPK 家族的主要成員,參與神經(jīng)炎癥反應(yīng),幾乎在所有組織中表達(dá)。P38MAPK 信號通路是組織炎癥性損傷的“經(jīng)典”途徑,介導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞的活化,可以激活小膠質(zhì)細(xì)胞釋放的細(xì)胞毒性因子[14-15]。P38 MAPK 信號通路激活還參與細(xì)胞凋亡過程,不同刺激下磷酸化的P38 MAPK(P-P38 MAPK),作為上游因子,誘導(dǎo)凋亡發(fā)生[16]。該研究揭示夾脊電針對抗神經(jīng)炎性反應(yīng)和凋亡發(fā)揮對神經(jīng)元細(xì)胞的保護(hù)作用。

1.4 針刺對器官炎癥反應(yīng)和免疫的影響

ALS 動物和患者的多器官功能紊亂,包括肺、脾、肝和腎的炎癥反應(yīng)。Finkelstein A 等[17]報(bào)道了ALS-SOD1G93A轉(zhuǎn)基因小鼠的肝臟異常和萎縮,以及細(xì)胞因子和肝淋巴細(xì)胞的增加。Jonsson PA 等[18]報(bào)道,通過對 ALS 患者的免疫組化分析,在肝臟和腎臟中檢測到突變SOD1 蛋白顆粒狀炎癥包涵體。在ALS-SOD1G93A轉(zhuǎn)基因小鼠腎小管或腎小球觀察到癥狀炎癥相關(guān)蛋白的表達(dá)增加,包括Iba-1、COX2、TNF-α。Lee SH 等[19]在ALS 動物模型中,應(yīng)用蜂針治療,通過減少炎癥的蛋白 質(zhì) tumor necrosis factor(TNF)-α,Iba-1,cyclooxygenase 2(COX2)的水平,減少轉(zhuǎn)基因鼠肝臟、脾臟和腎臟的炎癥反應(yīng)。該研究證實(shí)蜂針治療聯(lián)合針刺刺激可以防止有癥狀的 hSOD1G93A轉(zhuǎn)基因小鼠的脊髓運(yùn)動神經(jīng)元死亡和增強(qiáng)抗炎作用,且效果優(yōu)于單純蜂針治療。蜂毒針刺(BVA)已經(jīng)被用于治療東方醫(yī)學(xué)中的炎性疾病和調(diào)節(jié)免疫。ALS 引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)炎癥參與了免疫機(jī)制的發(fā)生。脾臟的免疫相關(guān)組件與 anti-Iba-1、anti-COX2、anti-TNF-α強(qiáng)烈結(jié)合。ALS 患者的免疫細(xì)胞參與改變了免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)[20]。免疫細(xì)胞 T-regulatory(T-reg)細(xì)胞和 CD14+單核細(xì)胞顯著降低。血液中T-reg 細(xì)胞的減少,激活A(yù)LS 退變中的小膠質(zhì)細(xì)胞影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)[21]。蜂針處理足三里可以通過減少hSOD1G93A轉(zhuǎn)基因小鼠脾臟的炎癥蛋白來增強(qiáng)免疫應(yīng)答,調(diào)節(jié)免疫。

2 思考和展望

ALS 的患病率低,但快速致死率極高。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,目前全世界有 1500 多萬人死于這種疾病。ALS的發(fā)病機(jī)制尚不明確,可能涉及氧化應(yīng)激[22]、興奮性谷氨酸毒性[23]、線粒體功能障礙[24]、蛋白質(zhì)異常聚集和錯(cuò)誤折疊[25]、神經(jīng)炎性反應(yīng)[11]、凋亡[26]、神經(jīng)營養(yǎng)因子的缺失和異常[27]及神經(jīng)絲異常磷酸化[28]等。ALS 的病因研究仍處于假說階段,眾多機(jī)制之間可能存在協(xié)同或因果關(guān)系,說明ALS 機(jī)制并非單一因素決定,可能受多因素影響。ALS 沒有臨床療效確切無不良反應(yīng)的治療藥物。利魯唑是目前經(jīng)美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA),唯一批準(zhǔn)治療 ALS 的藥物,不能阻止疾病的進(jìn)展,僅能延長患者2～3 個(gè)月的生存期,且價(jià)格昂貴、不良反應(yīng)強(qiáng)烈。醫(yī)學(xué)界迫切需要明確該病的發(fā)病機(jī)制和尋找有效的治療方法。ALS 新興的研究主題包括 RNA代謝和蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)功能障礙,核質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)有特定缺陷,內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激誘導(dǎo),核糖核蛋白體動力學(xué)受損,如RNA 顆粒通過液相分離過程組裝[29]。由于分子遺傳技術(shù)的進(jìn)步,與ALS 易感性相關(guān)的基因正以越來越快的速度被識別出來[30]。ALS 發(fā)病機(jī)制的遺傳機(jī)制似乎對約10%的患者產(chǎn)生重大影響,但在某種程度上,遺傳因素可能是大多數(shù)ALS 患者患病風(fēng)險(xiǎn)的重要組成部分。最近在肌萎縮性側(cè)索硬化癥的生物學(xué)方面,遺傳形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)方面取得的非凡進(jìn)展,為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)對肌萎縮性側(cè)索硬化癥的治療提供了新的樂觀的理由,但仍然需要不斷地深入探索。

在中醫(yī)典籍中沒有關(guān)于肌萎縮側(cè)索硬化癥病名的相關(guān)記載?！夺t(yī)宗必讀》載：“手足痿軟而無力,百節(jié)緩縱而不收,證名曰痿?！逼渑R床癥狀和體征與 ALS患者所表現(xiàn)的上、下運(yùn)動神經(jīng)元同時(shí)受損一致。因此,ALS 屬中醫(yī)學(xué)“痿證”范疇。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為痿證病位在筋脈肌肉,而根為臟腑的羸弱,以脾、肝、腎三臟為本,臟腑虧虛,氣血津液不足以濡養(yǎng)筋脈肌肉,虧損日久,四肢羸弱不用而成。標(biāo)實(shí)多為痰瘀或濕、熱、毒邪等,晚期則陰陽俱損。由于各家對該病病因病機(jī)的認(rèn)識不同,對本病的論述多集中在脾胃虧虛、氣血不足、肝腎虧虛、陰虛火旺等方面[31-35]。治療思路不一,治療主要為補(bǔ)益脾胃、調(diào)補(bǔ)肝腎、滋陰降火等,絕大多數(shù)是經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和個(gè)案報(bào)告。

ALS 為世界性難題,雖為中醫(yī)“痿證”范疇,但屬難治痿證。ALS 發(fā)病罕見,快速死亡率高,無法給 ALS研究帶來充足的研究樣本。近年來,不少醫(yī)家充分發(fā)揮中醫(yī)針刺的特色與優(yōu)勢治療該病[36-40]。馬騰等[41]根據(jù)陽明“多氣多血”“主潤宗筋”和“主束骨而利關(guān)節(jié)”的特點(diǎn)。以“治痿獨(dú)取陽明”為理論基礎(chǔ),處方以手足陽明經(jīng)穴為基本施治。程永德[42]從“督脈論治”ALS,以督脈為諸陽之海,四肢為督脈之本為理論依據(jù),突出了督脈對臟腑和經(jīng)脈的橋梁作用,突出了督脈氣血對四肢經(jīng)脈的調(diào)節(jié)作用。雖然在臨床上取得了一定的療效,但尚未實(shí)現(xiàn)機(jī)制的研究。目前ALS 的研究對象為轉(zhuǎn)基因鼠模型,該模型雖然得到國際認(rèn)可,但僅用于家族遺傳型ALS 的研究,也不能等同于人的全部特性,不完全契合中醫(yī)學(xué)整體觀念,掣肘針刺機(jī)制研究。國外僅有寥寥幾篇關(guān)于蜂針治 ALS 的機(jī)制研究,幾年前國內(nèi)孫遠(yuǎn)征教授開啟了電針治療 ALS 機(jī)制研究的先河,探討夾脊電針對ALS-SOD1G93A轉(zhuǎn)基因鼠谷氨酸毒性、自噬和神經(jīng)炎性反應(yīng)的影響。孫遠(yuǎn)征教授及其博士團(tuán)隊(duì)采用美國Jackson 實(shí)驗(yàn)室提供的ALS-SOD1G93A基因小鼠作為動物模型,觀察夾脊電針對家族型ALS-SOD1G93A基因小鼠行為學(xué)和生存期的影響,并進(jìn)一步深入研究發(fā)現(xiàn)夾脊電針可以減輕谷氨酸毒性,減輕神經(jīng)炎性反應(yīng),加強(qiáng)自噬作用。通過目前研究初步認(rèn)為家族性ALS 并非單因素影響,該觀點(diǎn)與國內(nèi)外學(xué)術(shù)觀點(diǎn)契合。同時(shí),說明夾脊電針通過多靶點(diǎn)干預(yù)ALS[3,7,13]。國內(nèi)對ALS 針刺治療的研究范圍小,研究層次尚淺,治療方法相對單一。不利于發(fā)揮針刺優(yōu)勢,對于攻克世界難題,這還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。需要更加全面深入地探討針刺治療ALS 的機(jī)制,根據(jù)腧穴具有特異性、不同的腧穴配伍方法、針刺刺激量和刺激方式的不同研究針刺治療ALS 的機(jī)制。