重復(fù)經(jīng)顱磁刺激對缺血性腦卒中患者運動功能和血清MMP-9、hs-CRP的影響

劉超猛，孟瑤，李浩浩，張桂青

全球每年約有1 500萬人罹患腦卒中［1］，其中我國每年新增150～200萬人，且以缺血性腦卒中（ischemic stroke，IS）居多［2］。研究顯示，急性期過后，高強度的功能鍛煉對誘導(dǎo)IS患者運動功能恢復(fù)作用有限［3］。重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS）的設(shè)備包括一把舒適的椅子與一個計算機化的機電頭支持系統(tǒng)，機器可快速產(chǎn)生交替或脈沖式的磁場并與大腦皮質(zhì)離散區(qū)域引導(dǎo)的電流相感應(yīng)，從而達(dá)到治療IS目的［4］。研究表明，rTMS作為一種非侵入性的新型、無痛的神經(jīng)電生理技術(shù)［5］，可有效改善卒中患者的運動功能［6-7］，但少有從分子生物學(xué)水平研究證實。研究發(fā)現(xiàn)，基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）和超敏C反應(yīng)蛋白（hs-CRP）在卒中發(fā)病和愈后過程中起重要作用［8］，而運動功能的恢復(fù)是卒中患者康復(fù)進(jìn)程中的重要標(biāo)志，本研究通過對接受低頻、高頻和假刺激治療的IS患者行酶聯(lián)免疫吸附（ELISA）測定其血清中MMP-9和hs-CRP水平，并結(jié)合相關(guān)量表，擬對rTMS改善腦卒中患者運動功能的作用機制做初步探討。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2017年3月—2018年3月在本院住院的IS患者75例，分別排除因患者梗死面積差異過大（6例）、肢體癱瘓程度差異過大（8例）、病情不穩(wěn)定（4例）以及患側(cè)M1區(qū)運動電位不能引出（3例）的患者，最終納入54例。按照隨機數(shù)字表法均分為2個rTMS治療組（低頻與高頻刺激組）和假刺激組，3組各18例，性別、年齡、病程（2個月以內(nèi)為短，2～4個月為中，4～6個月為長）、文化程度（小學(xué)至初中為低，高中至大專為中，本科及以上為高）和民族等一般資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義，組間具有可比性，見表1。本研究患者均簽署知情同意書并經(jīng)醫(yī)院倫理審查部門批準(zhǔn)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：符合全國第四屆腦血管病學(xué)術(shù)會議制定的IS診斷標(biāo)準(zhǔn)［9］，并經(jīng)頭顱CT或MRI確診，初次發(fā)病，病程在6個月內(nèi)；小學(xué)及以上文化程度，意識清楚，無認(rèn)知或構(gòu)音障礙，配合治療；無精神病史、藥物濫用史和酒精依賴史等；患側(cè)M1（primary motor cortex area）區(qū)運動誘發(fā)電位能測定；受試者或其家屬簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：病情不穩(wěn)定或伴有重大基礎(chǔ)疾病者；存在交流障礙，不能正確表達(dá)身體感覺者；安裝有心臟助搏器、耳蝸助聽器和頭顱金屬物體者；治療過程中病情加重，無法完成評估或rTMS治療者；受試者或其家屬強行要求退出，溝通無效者。

Tab.1 Comparison of general data between the three groups表1 3組受試對象一般資料比較 （n=18）

1.2 方法

1.2.1 rTMS治療方法 3組在一般神經(jīng)內(nèi)科處理（如擴張血管、營養(yǎng)支持、控制血壓、血糖等）與康復(fù)功能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，低頻組給予健側(cè)大腦MI區(qū)0.5 Hz的rTMS，刺激強度為90%的運動閾值（motor threshold，MT），刺激時間15 s，間歇5 s，重復(fù)80次；高頻組給予患側(cè)大腦MI區(qū)10 Hz的rTMS，刺激強度為80%的MT，刺激時間10 s，間歇15 s，重復(fù)120次；假刺激組只有儀器工作時的聲音，線圈不導(dǎo)電。3組患者治療時間均為25 min/次，每天1次，5次/周，共3周。

1.2.2 ELISA法測定血清MMP-9和hs-CRP的水平 所有受試者均在治療前3 d和治療3周后早晨8：00，空腹抽取肘正中靜脈血5 mL，離心（4℃下3 000 r/min，共10 min）后采用競爭ELISA法一次性檢測血清MMP-9和hs-CRP的水平，試劑盒由伊萊瑞特生物科技有限公司提供（編號為E-EL-0032D和E-EL-0036C）。

1.2.3 運動功能評估 于治療前3 d和治療3周后對3組受試者患側(cè)上下肢運動能力進(jìn)行簡易運動功能評分（fuelmeyer assessment，F(xiàn)MA）［10］，分為上肢和下肢，重點評定反射、屈伸肌協(xié)同運動和關(guān)節(jié)穩(wěn)定性等，上肢共10個大項，33個小項，下肢共7個大項，17個小項。

1.2.4 神經(jīng)電生理指標(biāo)測定 運動誘發(fā)電位（motor evoked potential，MEP）潛伏期，即從設(shè)備工作到產(chǎn)生運動感覺的時間，當(dāng)患側(cè)大腦皮層MI區(qū)接受刺激以后，選擇投射在對側(cè)上肢拇短展肌上規(guī)律出現(xiàn)且振幅較寬的波形，做好記錄；中樞運動傳導(dǎo)時間（central motor conduction time，CMCT），行頸部脊髓刺激時，陽極在上，陰極位于第7頸椎棘突旁，測試頭位于上肢大魚際肌處?；贾炊陶辜∮涗浀腗EP減去大魚際肌處測得的脊髓刺激潛伏期，即CMCT［11］。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理。符合正態(tài)分布的計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，治療前后比較采用配對t檢驗，多組間比較采用單因素方差分析，組間多重比較采用LSD-t法，計數(shù)資料比較采用χ2檢驗；相關(guān)性分析正態(tài)分布資料用Pearson相關(guān)（r），P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 治療前后MMP-9和hs-CRP水平比較 治療前3組血清MMP-9和hs-CRP水平差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；治療后，3組血清MMP-9及hs-CRP水平均低于治療前，低頻和高頻刺激組血清MMP-9及hs-CRP水平均低于假刺激組（P＜0.05），而低頻和高頻刺激組差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表2。

Tab.2 Comparison of MMP-9 and hs-CRP concentrations before and after treatment between the three groups表2 3組治療前后MMP-9和hs-CRP水平比較 （n=18，±s）

Tab.2 Comparison of MMP-9 and hs-CRP concentrations before and after treatment between the three groups表2 3組治療前后MMP-9和hs-CRP水平比較 （n=18，±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；a與假刺激組相比，P＜0.05，表3、4同

組別假刺激組低頻刺激組高頻刺激組F MMP-9（μg/L）hs-CRP（mg/L）治療前262.17±31.718 248.17±34.988 242.39±36.368 1.572治療后223.11±35.380 150.11±15.320a 146.39±14.242a 58.242＊＊t t 3.266＊＊10.980＊＊10.430＊＊治療前9.57±1.453 9.20±0.935 9.27±0.920 0.551治療后7.07±0.892 5.10±0.942a 5.52±0.793a 25.211＊＊6.221＊＊13.110＊＊13.100＊＊

2.2 治療前后運動功能評分比較 治療前3組上肢和下肢FMA得分差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；治療后，低頻和高頻刺激組上下肢FMA得分均高于治療前（P＜0.05），而假刺激組僅上肢FMA得分高于治療前（P＜0.05），低頻刺激組、高頻刺激組上下肢FMA評分均高于假刺激組（P＜0.05），而低頻和高頻刺激組上下肢FMA得分差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表3。

Tab.3 Comparison of FMA scores of upper and lower limbs before and after treatment between the three groups表3 3組治療前后上下肢FMA評分比較 （n=18，分，±s）

Tab.3 Comparison of FMA scores of upper and lower limbs before and after treatment between the three groups表3 3組治療前后上下肢FMA評分比較 （n=18，分，±s）

治療后34.22±4.67 40.28±6.98a 38.78±7.16a 4.411＊組別假刺激組低頻刺激組高頻刺激組F上肢FMA得分下肢FMA得分治療前29.22±7.03 29.78±8.25 30.11±7.66 0.062 t t 2.513＊4.122＊＊3.508＊＊治療前16.28±6.31 15.22±7.26 16.44±6.72 0.172治療后19.83±6.83 24.28±5.38a 24.61±5.28a 3.715＊1.620 4.254＊＊4.056＊＊

2.3 治療前后神經(jīng)電生理指標(biāo)比較 治療前，3組間MEP潛伏期和CMCT比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；治療3周后，低頻和高頻刺激組MEP潛伏期和CMCT較治療前均縮短（P＜0.01），假刺激組MEP潛伏期和CMCT較治療前差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），低頻和高頻刺激組MEP潛伏期和CMCT較假刺激組縮短（P＜0.05），低頻和高頻刺激組MEP潛伏期和CMCT差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表4。

Tab.4 Comparison of MEP latency and CMCT before and after treatment between the three groups表4 3組治療前后MEP潛伏期和CMCT比較 （n=18，±s）

Tab.4 Comparison of MEP latency and CMCT before and after treatment between the three groups表4 3組治療前后MEP潛伏期和CMCT比較 （n=18，±s）

治療后23.26±0.67 21.67±0.97a 21.72±0.90a 20.628＊＊組別假刺激組低頻刺激組高頻刺激組F MEP潛伏期（s）CMCT（s）治療前23.11±0.76 23.61±0.92 23.67±0.84 2.384 t t 0.628 6.157＊＊6.720＊＊治療前11.56±0.51 11.67±0.69 11.50±0.51 0.390治療后11.50±0.51 9.56±0.71a 9.78±0.32a 47.146＊＊0.353 9.042＊＊12.120＊＊

2.4 rTMS治療組血清因子水平和運動功能評分的相關(guān)性 3周后rTMS治療組（高頻組與低頻組）血清MMP-9和hs-CRP水平與相對應(yīng)的上下肢FMA評分均呈負(fù)相關(guān)（P＜0.01），見表5。

2.5 不良反應(yīng) 高頻刺激組出現(xiàn)2例不適，表現(xiàn)為眩暈、面部潮紅和頭皮麻木感，經(jīng)休息2 h后癥狀緩解，繼續(xù)完成了后續(xù)治療，其他未見明顯不適，最終納入研究的54例患者均完成了后續(xù)治療，無中途退出者。

Tab.5 Correlation between serum factor concentration and FMA score in rTMS treatment group after three weeks表5 3周后rTMS治療組血清因子水平和上下肢FMA評分的相關(guān)性

3 討論

rTMS技術(shù)借助一種漸變的、有一定強度的磁場作用于皮層特定位置，激發(fā)出的感應(yīng)電流通過調(diào)控神經(jīng)細(xì)胞的動作電位，進(jìn)而影響糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝和神經(jīng)電活動，對難治性抑郁癥、精神分裂癥、帕金森和阿爾茨海默病等療效顯著［12］。關(guān)于rTMS治療腦卒中作用機制的研究較多，其中交互性半球間抑 制 學(xué) 說（reciprocal interhemispheric inhibition，rIHI）最為大眾所接受，兩側(cè)大腦半球彼此配合又相互制約，使雙側(cè)肢體運動功能呈現(xiàn)出一種平穩(wěn)有序的狀態(tài)，單側(cè)半球受損后，這種制約協(xié)調(diào)關(guān)系改變，卒中患者運動功能障礙的形成可能與此有關(guān)［13］。通常情況下，按照刺激參數(shù)，rTMS可分成低頻（＜5 Hz）和高頻（≥5 Hz）兩類，通常低頻刺激作用在非受累腦區(qū)可以制約亢進(jìn)的運動神經(jīng)元，高頻刺激作用在受累腦區(qū)可以喚醒沉睡的運動神經(jīng)元，兩組密切配合，可逐步疏通閉塞的運動傳導(dǎo)環(huán)路，促進(jìn)突觸小節(jié)的重建，進(jìn)而對受損的運動功能進(jìn)行重新整合與管理［14］。

研究表明，F(xiàn)MA量表能準(zhǔn)確評估卒中患者偏癱肢體的運動模式變化［15］。在本次研究中，3組受試者治療后較治療前FMA評分均增多，考慮到本研究是在一般神經(jīng)內(nèi)科處理與康復(fù)功能訓(xùn)練的基礎(chǔ)上進(jìn)行的試驗，結(jié)果符合預(yù)期，治療3周后，與假刺激組相比，rTMS刺激組運動功能明顯改善，可能是rTMS加速了IS患者運動功能的恢復(fù)，這與薛慧等［16］研究結(jié)果類似，而低頻與高頻rTMS治療組肢體FMA評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義，考慮可能與觀察時間較短有關(guān)。

作為鋅離子依賴的基質(zhì)金屬蛋白酶家族（matrix metalloproteinases,MMPs）中的重要一員，MMP-9在早期腦梗死區(qū)大量表達(dá)，可通過破壞神經(jīng)血管基質(zhì)，進(jìn)而加重周圍細(xì)胞水腫和出血；hs-CRP是一類由肝細(xì)胞合成的敏感度較高的機體炎癥反應(yīng)指標(biāo)，可造成血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，加重腦組織細(xì)胞缺氧，可作為中風(fēng)死亡危險因素的獨立預(yù)測因子［17］。本研究表明，IS發(fā)生后患者血清MMP-9和hs-CRP水平急劇升高，患者肢體運動功能明顯減退，這與朱衛(wèi)香等［18］研究結(jié)果類似，不同的是本研究縱向觀察了治療前后IS患者血清2種因子的表達(dá)變化，治療3周后，與假刺激組相比，rTMS組患者血清MMP-9和hs-CRP表達(dá)均減少，且與相對應(yīng)的上下肢FMA評分呈負(fù)相關(guān)，兩者相互印證，進(jìn)一步肯定了rTMS加速改善IS患者運動功能的有效性。

MEP潛伏期和CMCT是探測神經(jīng)系統(tǒng)反射弧完整性和皮質(zhì)運動區(qū)細(xì)胞興奮性的敏感指標(biāo)［19］，在本次研究中，與治療前相比，除了假刺激組，rTMS治療組MEP潛伏期和CMCT均縮短，治療后3周，與假刺激組相比，rTMS治療組神經(jīng)電生理功能均大幅度改善；高頻與低頻rTMS組在治療前后MEP潛伏期和CMCT差異均無統(tǒng)計學(xué)意義，考慮原因是rTMS能重建大腦半球的交互與平衡，對疏通閉塞的運動傳導(dǎo)通路有利。在為期3周的治療過程中，僅有高頻刺激組出現(xiàn)2例不適，經(jīng)休息后癥狀緩解，余例均完成了后續(xù)治療，因此，rTMS治療IS患者的安全性值得肯定，但限于樣本量，結(jié)論的說服力有待于大樣本和多中心的研究進(jìn)一步驗證。