A型肉毒毒素注射對(duì)痙攣型腦癱患兒小腿肌肉生長發(fā)育影響的前瞻性研究

何璐 李金玲 楊旭博 鄭韻 徐開壽

廣州市婦女兒童醫(yī)療中心康復(fù)科 510120

腦癱（cerebral palsy，CP）是導(dǎo)致兒童肢體殘疾最常見的原因之一，其中80%CP 患兒的核心癥狀表現(xiàn)為痙攣［1］。研究提示CP 患兒的痙攣肌群生長發(fā)育速度緩慢，一方面表現(xiàn)在生長發(fā)育過程中，CP 患兒的痙攣肌群與骨骼生長速度不匹配，會(huì)導(dǎo)致繼發(fā)性肌肉骨骼變形，影響其日常生活能力［2］；另一方面與同齡典型發(fā)育兒童相比，CP患兒痙攣肌群的體積、厚度和肌束長度明顯減小，且這一現(xiàn)象會(huì)伴隨年齡的增長越發(fā)明顯［3］。此外，有研究發(fā)現(xiàn)相比于同齡正常發(fā)育兒童，CP 患兒痙攣肌群的肌節(jié)高度拉伸、肌纖維直徑縮小、肌腱延長，這一改變可導(dǎo)致肌肉收縮能力下降、力量變小，進(jìn)而影響患兒的整體運(yùn)動(dòng)能力［4-5］。因此，肢體痙攣問題是當(dāng)前CP治療中最迫切需要解決的問題。

目前國內(nèi)外常使用A 型肉毒毒素（Onabotulinum toxin A，BoNT-A）注射、物理治療、矯形器和外科手術(shù)等方法管理肌肉痙攣［6］，其中BoNT-A 因其有效性和安全性在臨床上得到廣泛應(yīng)用［7］。多項(xiàng)臨床研究已經(jīng)證實(shí)BoNT-A 注射可明顯緩解CP 患兒的肢體痙攣，改善其踝關(guān)節(jié)背屈角度和步態(tài)穩(wěn)定性［8-9］。Novak等［6］通過系統(tǒng)性綜述明確在管理CP患兒肢體痙攣方面，BoNT-A的證據(jù)水平為優(yōu)先推薦等級(jí)。為進(jìn)一步探討B(tài)oNT-A 的作用機(jī)制，近年研究開始關(guān)注BoNT-A對(duì)靶肌群形態(tài)學(xué)特征的影響。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)顯示BoNT-A 會(huì)使正常靶肌群及毗鄰肌群的肌體積減小及力量下降［10］；Williams 等［11］觀察到BoNT-A 注射后 5 周，CP 患兒的腓腸肌體積減少而比目魚肌體積增加。Barber 等［12］發(fā)現(xiàn)，單次或多次BoNT-A 注射后12 個(gè)月，CP 患兒的腓腸肌體積、長度及生理橫截面積均有改善；Park 等［13］則發(fā)現(xiàn) BoNT-A 注射后1 個(gè)月與3 個(gè)月，CP 患兒的內(nèi)側(cè)腓腸肌肌肉厚度、羽狀角度明顯增加。這些研究爭議促使我們深入分析BoNT-A 對(duì)CP患兒肌肉生長發(fā)育的潛在影響。

超聲成像（ultrasound imaging，USI）技術(shù)是一種實(shí)時(shí)、無創(chuàng)、便捷、精確、可重復(fù)性高的測量肌肉形態(tài)結(jié)構(gòu)的成像技術(shù)［14］，但目前較少研究使用USI 技術(shù)觀察CP 患兒主動(dòng)肌和拮抗肌的肌肉結(jié)構(gòu)特征，尤其關(guān)于BoNT-A 注射后引起的形態(tài)結(jié)構(gòu)變化了解甚少［15］。因此，本研究旨在探討B(tài)oNT-A注射對(duì)痙攣型CP 患兒肌肉厚度和肌束長度的影響，并分析BoNT-A注射后肌形態(tài)結(jié)構(gòu)與痙攣的相關(guān)性。

資料與方法

1、一般資料

本研究為前瞻性研究，招募2014年12月至2016年3月在廣州市婦女兒童醫(yī)療中心康復(fù)科進(jìn)行治療的痙攣型CP患兒為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：符合痙攣型雙癱和偏癱的診斷和分類標(biāo)準(zhǔn)［16］；存在明顯動(dòng)態(tài)尖足［17］；過去6 個(gè)月內(nèi)未行BoNT-A 注射、石膏固定及外科手術(shù)等［17］。排除標(biāo)準(zhǔn)：診斷為共濟(jì)失調(diào)型、不隨意運(yùn)動(dòng)型、混合型的CP 患兒［16］。最終納入包括14 例男孩、10 例女孩共24 例2～7 歲的痙攣型CP患兒，其中14 例痙攣型雙癱患兒（28 個(gè)患側(cè)下肢）、10 名偏癱患兒（10 個(gè)患側(cè)下肢）的內(nèi)/外側(cè)腓腸肌及比目魚肌均進(jìn)行BoNT-A 注射，分別納入雙癱（diplegic CP，DCP）組、偏癱患側(cè)（the affected lower limbs in children with hemiplegic CP，aHCP）組；而10 例偏癱患兒的健側(cè)下肢（the unaffected lower limbs in children with hemiplegic CP，uHCP）則作為對(duì)照。研究流程見圖1。

圖1 A型肉毒毒素注射對(duì)痙攣型腦癱患兒小腿肌肉生長發(fā)育影響的研究流程圖

本研究通過廣州市婦女兒童醫(yī)療中心醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，并已在中國臨床試驗(yàn)中心注冊（注冊號(hào)chictr-ipr-14005660）。

2、研究方法

收集記錄所有患兒的年齡、性別、身高、體質(zhì)量、小腿長度與圍度等基本資料；由1 位擁有20 余年工作經(jīng)驗(yàn)的主管治療師評(píng)估CP 患兒的粗大運(yùn)動(dòng)功能分級(jí)、粗大運(yùn)動(dòng)功能測試（D 區(qū)和E 區(qū)）、下肢肌張力（改良Ashworth 量表）、踝關(guān)節(jié)的痙攣程度（改良Tardieu 量表）［18］；由另一位研究者負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理與分析。

本研究中所有CP患兒的內(nèi)/外側(cè)腓腸肌和比目魚肌（每個(gè)部位選取2 個(gè)位點(diǎn)）都接受了Onabotulinum toxin A?（Allergan，Inc.，Irvine，CA，USA）注射，基于BoNT-A 注射指南，注射前需綜合考慮每例患兒的體質(zhì)量和肢體痙攣的嚴(yán)重程度［2］。粗大運(yùn)動(dòng)功能Ⅰ～Ⅳ級(jí)患兒每次注射最大總劑量為＜400 U 或16～20 U/kg，粗大運(yùn)動(dòng)功能Ⅴ級(jí)患兒每次注射最大總劑量為＜400 U 或12～16 U/kg；每次大肌肉注射的最大劑量為6 U/kg，小肌肉為2 U/kg，每個(gè)注射位點(diǎn)的最大劑量為50 U［2］。在電刺激引導(dǎo)下完成全部注射［2］。

所有患兒在BoNT-A 注射后均須在醫(yī)院接受為期2周、每周5 d、每天2 h 的物理治療，包含目標(biāo)導(dǎo)向性訓(xùn)練、力量訓(xùn)練、功能性牽伸、電刺激及穿戴踝-足矯形器等［17］。同時(shí)，患兒家長學(xué)習(xí)如何在家實(shí)施上述物理治療，2周醫(yī)院康復(fù)結(jié)束后，將由家長實(shí)施為期24 周的家庭訓(xùn)練。研究者對(duì)患兒家屬每周進(jìn)行一次電話隨訪，以確保家庭訓(xùn)練保質(zhì)保量的開展，并根據(jù)患兒運(yùn)動(dòng)功能的變化調(diào)整康復(fù)項(xiàng)目與強(qiáng)度。

超聲成像采用西門子s2000 超聲波系統(tǒng)（Siemens Healthcare Ltd.，Germany），由 1 名具有 10 多年肌骨超聲檢測經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師使用11.0 MHz的超聲頻率和50 mm的探頭掃描小腿肌肉厚度和肌束長度。在伸膝仰臥位掃描脛骨前?。皇褂酶┡P、伸膝、雙足靜止懸掛在檢查床邊緣的體位掃描小腿三頭肌，以避免過度被動(dòng)跖屈踝關(guān)節(jié)。每塊肌肉分別在橫斷面和縱斷面上進(jìn)行測量，每次測量均掃描3 次以減少誤差。超聲波掃描設(shè)置、掃描過程以及肌肉厚度和肌束長度的測量方法與我們的前期文章一致并保持檢測標(biāo)準(zhǔn)化［19］，以最小化機(jī)器、檢查者所產(chǎn)生的誤差。

3、統(tǒng)計(jì)分析

采用SPSS 20.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，粗大運(yùn)動(dòng)功能測試D+E評(píng)分、踝關(guān)節(jié)改良Ashworth量表評(píng)分、踝關(guān)節(jié)改良Tardieu 量表評(píng)分及內(nèi)/外側(cè)腓腸肌、比目魚肌、脛骨前肌的肌肉厚度與肌束長度等計(jì)量資料符合正態(tài)分布或方差齊性時(shí)，以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)或單因素方差分析統(tǒng)計(jì)各組之間的差異，計(jì)量資料不符合正態(tài)分布時(shí)，以中位數(shù)（四分位數(shù)間距）表示，采用秩和檢驗(yàn)分析；采用協(xié)方差分析排除各組間基線數(shù)據(jù)差異造成的影響?？ǚ綑z驗(yàn)分析各組粗大運(yùn)動(dòng)功能分級(jí)的差異，Pearson 相關(guān)性分析痙攣、肌肉結(jié)構(gòu)與粗大運(yùn)動(dòng)功能之間的相關(guān)性。P＜0.05 被認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1、一般資料與基線數(shù)據(jù)

在基線期，雙癱組與偏癱組的性別、年齡、身高、體質(zhì)量及 DCP 組、aHCP 組、uHCP 組的小腿長度、小腿圍度以及踝關(guān)節(jié)的改良Ashworth 量表與改良Tardieu 量表評(píng)分比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）（表1、2）；但DCP 組與aHCP組在粗大運(yùn)動(dòng)功能分級(jí)、粗大運(yùn)動(dòng)功能測試兩方面差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）（表2）。

表1 兩組患兒的一般資料比較

表2 3組下肢的基線數(shù)據(jù)比較

2、臨床功能

BoNT-A 結(jié)合物理治療干預(yù)后 24 周，DCP 組與 aHCP 組的踝關(guān)節(jié)改良Ashworth 量表評(píng)分、改良Tardieu 量表評(píng)分、粗大運(yùn)動(dòng)功能測試D+E 評(píng)分均較基線期改善（均P＜0.05），在踝關(guān)節(jié)的改良Ashworth 量表評(píng)分方面，aHCP 組的改善程度較DCP組更佳（P＜0.05），見表3。

表3 干預(yù)后DCP組、aHCP組下肢臨床功能的比較（分，）

表3 干預(yù)后DCP組、aHCP組下肢臨床功能的比較（分，）

注：DCP為雙癱，aHCP為偏癱患側(cè)；與基線期數(shù)據(jù)比較，aP＜0.05，bP＜0.01

項(xiàng)目改良Ashworth量表評(píng)分（踝關(guān)節(jié)）干預(yù)12周后-基線期干預(yù)24周后-基線期改良Tardieu量表評(píng)分（膝關(guān)節(jié)伸展位踝關(guān)節(jié)的慢牽角度-快牽角度）干預(yù)12周后-基線期干預(yù)24周后-基線期改良Tardieu量表評(píng)分（膝關(guān)節(jié)屈曲位踝關(guān)節(jié)的慢牽角度-快牽角度）干預(yù)12周后-基線期干預(yù)24周后-基線期粗大運(yùn)動(dòng)功能測試D+E評(píng)分干預(yù)12周后-基線期干預(yù)24周后-基線期DCP組（28個(gè)）aHCP組（10個(gè)）F值P值-0.66±0.41-0.86±0.38b-0.60±0.46-0.90±0.61a 0.465 4.583 0.499 0.039-6.14±3.42-8.89±4.08b-4.90±2.96-7.70±2.00b 0.534 3.414 0.470 0.073-5.71±2.57-9.21±4.44b-5.50±1.35-8.20±2.82b 2.305 1.920 0.138 0.174 0.313 0.287 10.84±9.54a 12.78±10.42b 8.03±6.98 10.02±6.85b 1.066 1.191

3、肌肉結(jié)構(gòu)

BoNT-A 結(jié)合物理治療干預(yù)后24 周，DCP 組的脛骨前肌、內(nèi)側(cè)腓腸肌、外側(cè)腓腸肌與比目魚肌的肌厚度和肌束長度均有增厚和增長（均P＜0.05）；aHCP 組的內(nèi)側(cè)腓腸肌、比目魚肌的肌厚度增加（均P＜0.05），脛骨前肌、內(nèi)側(cè)腓腸肌、比目魚肌的肌束長度增加（均P＜0.05）；uHCP 組，在干預(yù)后12 周出現(xiàn)外側(cè)腓腸肌肌束長度增加（P＜0.05），在干預(yù)后24 周表現(xiàn)為內(nèi)/外側(cè)腓腸肌、比目魚肌的肌厚度、肌束長度均有改善（均P＜0.05）。3 組比較時(shí)，在干預(yù)后24 周，uHCP組的外側(cè)腓腸肌肌束長度增長優(yōu)于DCP 組（P＜0.05）；在干預(yù)后12、24 周，uHCP 組的外側(cè)腓腸肌肌束長度增長優(yōu)于aHCP組（均P＜0.05）。見圖2。

4、肌肉生長速率

本研究使用［小腿肌肉生長速率=（肌肉結(jié)構(gòu)指標(biāo)的干預(yù)后測量值-基線期測量值）/基線期測量值］公式計(jì)算小腿肌肉的平均生長速率［19］，結(jié)果顯示，在BoNT-A 結(jié)合物理治療干預(yù)后，DCP 組的內(nèi)/外側(cè)腓腸肌肌厚度、肌束長度（P=0.017、0.003、0.024、0.001）以及比目魚肌肌肉厚度（P=0.001）的生長率，aHCP組的外側(cè)腓腸肌肌束長度（P=0.022）生長率，uHCP 組的內(nèi)側(cè)腓腸肌肌束長度（P=0.047）生長率，均是短期的（基線期至干預(yù)后12 周）優(yōu)于長期的（干預(yù)后12周至24周），見表4、圖2。

3 組比較時(shí)，基線期至注射后24 周，DCP 組的比目魚肌生長率優(yōu)于aHCP 組、uHCP 組（均P＜0.05）；干預(yù)后12 周至24 周，aHCP 組的比目魚肌肌束長度生長率慢于DCP 組、uHCP組（均P＜0.05），見表4、圖2。

圖2 干預(yù)后DCP組、aHCP組、uHCP組小腿肌群肌肉厚度（A）、肌束長度（B）的生長曲線

基線期至干預(yù)后24 周，小腿肌肉厚度的生長率分別為DCP 組 4.09%～8.43%、aHCP 組 5.46%～8.23%、uHCP 組4.03%～7.79%；小腿肌束長度的生長率分別為DCP 組5.22%～8.05%、aHCP 組 2.04%～8.57%、uHCP 組 3.60%～7.92%，見表4、圖2。

表4 干預(yù)后DCP組、aHCP組、uHCP組的小腿肌肉厚度、肌束長度生長率的變化比較[中位數(shù)（四分位數(shù)間距）]

5、肌肉結(jié)構(gòu)指標(biāo)與痙攣的相關(guān)性

干預(yù)后12 周，DCP 組的外側(cè)腓腸肌肌束長度的變化與膝屈曲位踝關(guān)節(jié)的改良Tardieu 量表評(píng)分呈負(fù)相關(guān)（r=-0.396，P＜0.05），見圖3。

圖3 雙癱（DCP）組28個(gè)下肢外側(cè)腓腸肌肌束長度與踝關(guān)節(jié)改良Tardieu量表評(píng)分呈負(fù)相關(guān)

討 論

痙攣在一定程度上會(huì)限制CP 患兒的運(yùn)動(dòng)能力，進(jìn)而影響其參與日常生活活動(dòng)［2］?？v觀CP 患兒的生長發(fā)育軌跡，痙攣肌群的無力是導(dǎo)致患兒運(yùn)動(dòng)功能障礙的一個(gè)重要因素［3-4］，而肌肉形態(tài)與肌力密切相關(guān)，研究提示CP 患兒的肌肉體積僅是同齡正常兒童的50%～70%［3］；Elder等［4］使用超聲成像技術(shù)發(fā)現(xiàn)，6～11 歲痙攣型偏癱CP 患兒患側(cè)小腿的肌肉體積僅是健側(cè)的73%；與2～9 歲年齡匹配的正常兒童內(nèi)側(cè)腓腸肌肌體積相比，偏癱患兒患側(cè)肌肉僅占56.69%，雙癱患兒的只占63%［20］；還有研究提示2～5 歲的痙攣型偏癱患兒內(nèi)側(cè)腓腸肌的肌體積比正常兒童的少22%，患側(cè)腓腸肌、比目魚肌和脛骨前肌的肌厚度及肌束長度都明顯小于或短于健側(cè)肌群，這可能與肢體痙攣和廢用有關(guān)［21］。因此，研究肌肉結(jié)構(gòu)差異與CP 患兒功能的關(guān)系，減輕痙攣肌群結(jié)構(gòu)變化對(duì)功能的負(fù)面作用，是CP 患兒有效痙攣管理的關(guān)鍵［6，22］。然而，關(guān)于 BoNT-A 對(duì)痙攣肌肉的發(fā)育和形態(tài)學(xué)影響的報(bào)道較少，對(duì)CP 人群的研究更少，為此我們開展了本前瞻性研究。

雖然之前有研究顯示BoNT-A 會(huì)使健康人或動(dòng)物的正常肌群出現(xiàn)肌肉萎縮［10，23］，還會(huì)在 BoNT-A 注射后 1 年導(dǎo)致痙攣肌肉的局部萎縮［13］，但這些研究存在沒有比較痙攣與正常肌肉的結(jié)構(gòu)差異、樣本量偏少、測量方法非標(biāo)準(zhǔn)化等局限性，BoNT-A 是否會(huì)引起痙攣肌群萎縮仍需進(jìn)一步考證［24-26］。在一項(xiàng)為期12個(gè)月的前瞻性研究中，Baber等［12］報(bào)道了單次和多次BoNT-A 注射后，CP 患兒的內(nèi)側(cè)腓腸肌肌體積明顯增加；Williams 等［11］也觀察到 BoNT-A 注射后 CP患兒小腿肌肉體積、力量改善的現(xiàn)象。本研究結(jié)果與這兩項(xiàng)研究結(jié)果一致，本研究還觀察到BoNT-A 注射結(jié)合物理治療后12 周與24 周，CP 患兒小腿肌肉的肌厚度和肌束長度均有明顯改善，且其生長率逐漸趨于正常兒童，內(nèi)側(cè)腓腸肌的平均生長率分別是肌厚度6.24%和肌束長度7.99%，接近甚至反超正常兒童的7%和6%［27］。

上述結(jié)果可能是BoNT-A 注射結(jié)合物理治療共同作用的表現(xiàn)，CP 患兒的康復(fù)指南建議BoNT-A 注射需要與物理治療和/或矯形器結(jié)合使用。我們發(fā)現(xiàn)Baber 等［12］的研究中，CP 患兒在BoNT-A 注射后接受了物理治療和矯形器治療；同樣的在 William 等［11］的研究中，CP 患兒也接受了BoNT-A注射和力量訓(xùn)練。已有研究證實(shí)，物理治療如力量訓(xùn)練、電刺激等可以增加肌肉體積與肌肉厚度。McNee等［28］發(fā)現(xiàn)痙攣型CP 患兒接受抗阻力量訓(xùn)練后，內(nèi)/外側(cè)腓腸肌的肌體積在第5 周分別增加17%、14%并維持至第10 周，原因可能是漸進(jìn)負(fù)重訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)再學(xué)習(xí)過程增強(qiáng)了踝跖屈肌群肌力，增加了痙攣肌群的肌體積。因此，本研究也設(shè)計(jì)了BoNT-A 注射后連續(xù)24周的醫(yī)院結(jié)合家庭的功能導(dǎo)向性訓(xùn)練，包括踝背屈肌群（脛骨前?。┑墓δ苄钥棺枇α坑?xùn)練等，最終觀察到小腿痙攣肌群以及脛骨前肌的肌肉結(jié)構(gòu)改善，可能原因包括BoNT-A 增加了痙攣肌群的肌纖維而減少了膠原與脂肪成分［29］，從而改善其肌肉結(jié)構(gòu)；而功能性抗阻訓(xùn)練則促進(jìn)了小腿肌群的良性生長發(fā)育。

本研究中肌肉結(jié)構(gòu)與痙攣的相關(guān)性分析顯示，肌束長度與改良Tardieu 量表評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，而改良Ashworth 量表評(píng)分和肌肉結(jié)構(gòu)的變化沒有相關(guān)性，這提示改良Tardieu 量表可能是檢測BoNT-A 注射后痙攣改善程度的更好臨床指標(biāo)。另外，本研究中肌束長度的生長率變化更顯著，提示肌束長度可能是評(píng)價(jià)痙攣肌群生長發(fā)育的更客觀指標(biāo)，因?yàn)榧∪獬蹰L度是影響肌肉收縮力的關(guān)鍵因素［3］，而且痙攣肌群的典型結(jié)構(gòu)改變?yōu)榧∪舛炭s。

本研究尚存一定局限性：①研究僅隨訪24 周且入組患兒較少，未來需招募更多患兒進(jìn)行更長時(shí)間的隨訪，以進(jìn)一步明確BoNT-A 注射對(duì)肌肉生長發(fā)育的影響；②本研究缺乏匹配同齡正常兒童或未接受BoNT-A注射的CP患兒進(jìn)行對(duì)照，這些數(shù)據(jù)可能有助于分析如何干預(yù)痙攣肌群的生長發(fā)育；③超聲成像檢查時(shí)，只使用了休息位置的踝關(guān)節(jié)角度進(jìn)行測量，未來研究應(yīng)增加在自主收縮時(shí)不同踝關(guān)節(jié)角度的小腿肌肉結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)；④未測量肌腱長度，肌腱長度會(huì)在一定程度上影響肌肉收縮，因此未來研究中需測量肌束長度與肌腱長度的比率［30］；⑤未測量肌肉的生理橫截面積和體積。

本研究率先進(jìn)行BoNT-A 對(duì)CP 患兒腓腸肌、比目魚肌和脛骨前肌生長發(fā)育影響的研究，發(fā)現(xiàn)單次BoNT-A 注射結(jié)合物理治療可以改善2～7 歲痙攣型CP 患兒小腿肌群的生長發(fā)育，改善了脛骨前肌、內(nèi)/外側(cè)腓腸肌、比目魚肌的肌肉厚度與肌束長度。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突