重復經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IS患者運動功能恢復作用有限［3］。重復經顱磁刺激（repetitive transcranial magnetic stimulation,rTMS）的設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，機器可快速產生交替或脈沖式的磁場并與大腦皮質離散區域引導的電流相感應，從而達到治療IS目的［4］。研究表明，rTMS作為一種非侵入性的新型、無痛的神經電生理技術［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水平研究證實。研究發現，基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）和超敏C反應蛋白（hs-CRP）在卒中發病和愈后過程中起重要作用［8］，而運動功能的恢復是卒中患者康復進程中的重要標志，本研究通過對接受低頻、高頻和假刺激治療的IS患者行酶聯免疫吸附（ELISA）測定其血清中MMP-9和hs-CRP水平，并結合相關量表，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）、病情不穩定（4例）以及患側M1區運動電位不能引出（3例）的患者，最終納入54例。按照隨機數字表法均分為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個月以內為短，2～4個月為中，4～6個月為長）、文化程度（小學至初中為低，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計學意義，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醫院倫理審查部門批準。

納入標準：符合全國第四屆腦血管病學術會議制定的IS診斷標準［9］，并經頭顱CT或MRI確診，初次發病，病程在6個月內；小學及以上文化程度，意識清楚，無認知或構音障礙，配合治療；無精神病史、藥物濫用史和酒精依賴史等；患側M1（primary motor cortex area）區運動誘發電位能測定；受試者或其家屬簽署知情同意書。排除標準：病情不穩定或伴有重大基礎疾病者；存在交流障礙，不能正確表達身體感覺者；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組在一般神經內科處理（如擴張血管、營養支持、控制血壓、血糖等）與康復功能訓練的基礎上，低頻組給予健側大腦MI區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80次；高頻組給予患側大腦MI區10 Hz的rTMS，刺激強度為80%的MT，刺激時間10 s，間歇15 s，重復120次；假刺激組只有儀器工作時的聲音，線圈不導電。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組受試者患側上下肢運動能力進行簡易運動功能評分（fuelmeyer assessment，FMA）［10］，分為上肢和下肢，重點評定反射、屈伸肌協同運動和關節穩定性等，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 神經電生理指標測定 運動誘發電位（motor evoked potential，MEP）潛伏期，即從設備工作到產生運動感覺的時間，當患側大腦皮層MI區接受刺激以后，選擇投射在對側上肢拇短展肌上規律出現且振幅較寬的波形，做好記錄；中樞運動傳導時間（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。患肢拇短展肌記錄的MEP減去大魚際肌處測得的脊髓刺激潛伏期，即CMCT［11］。

1.3 統計學方法 采用SPSS 19.0軟件進行統計學處理。符合正態分布的計量資料用均數±標準差（±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，計數資料比較采用χ2檢驗；相關性分析正態分布資料用Pearson相關（r），P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

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水平差異無統計學意義（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計學意義（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得分差異無統計學意義（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得分差異無統計學意義（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 治療前后神經電生理指標比較 治療前，3組間MEP潛伏期和CMCT比較差異均無統計學意義（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較治療前差異無統計學意義（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差異無統計學意義（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水平與相對應的上下肢FMA評分均呈負相關（P＜0.01），見表5。

2.5 不良反應 高頻刺激組出現2例不適，表現為眩暈、面部潮紅和頭皮麻木感，經休息2 h后癥狀緩解，繼續完成了后續治療，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評分的相關性

3 討論

rTMS技術借助一種漸變的、有一定強度的磁場作用于皮層特定位置，激發出的感應電流通過調控神經細胞的動作電位，進而影響糖、脂肪和蛋白質代謝和神經電活動，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 說（reciprocal interhemispheric inhibition，rIHI）最為大眾所接受，兩側大腦半球彼此配合又相互制約，使雙側肢體運動功能呈現出一種平穩有序的狀態，單側半球受損后，這種制約協調關系改變，卒中患者運動功能障礙的形成可能與此有關［13］。通常情況下，按照刺激參數，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可以制約亢進的運動神經元，高頻刺激作用在受累腦區可以喚醒沉睡的運動神經元，兩組密切配合，可逐步疏通閉塞的運動傳導環路，促進突觸小節的重建，進而對受損的運動功能進行重新整合與管理［14］。

研究表明，FMA量表能準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內科處理與康復功能訓練的基礎上進行的試驗，結果符合預期，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，這與薛慧等［16］研究結果類似，而低頻與高頻rTMS治療組肢體FMA評分差異無統計學意義，考慮可能與觀察時間較短有關。

作為鋅離子依賴的基質金屬蛋白酶家族（matrix metalloproteinases,MMPs）中的重要一員，MMP-9在早期腦梗死區大量表達，可通過破壞神經血管基質，進而加重周圍細胞水腫和出血；hs-CRP是一類由肝細胞合成的敏感度較高的機體炎癥反應指標，可造成血管內皮細胞損傷，加重腦組織細胞缺氧，可作為中風死亡危險因素的獨立預測因子［17］。本研究表明，IS發生后患者血清MMP-9和hs-CRP水平急劇升高，患者肢體運動功能明顯減退，這與朱衛香等［18］研究結果類似，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表達均減少，且與相對應的上下肢FMA評分呈負相關，兩者相互印證，進一步肯定了rTMS加速改善IS患者運動功能的有效性。

MEP潛伏期和CMCT是探測神經系統反射弧完整性和皮質運動區細胞興奮性的敏感指標［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差異均無統計學意義，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通路有利。在為期3周的治療過程中，僅有高頻刺激組出現2例不適，經休息后癥狀緩解，余例均完成了后續治療，因此，rTMS治療IS患者的安全性值得肯定，但限于樣本量，結論的說服力有待于大樣本和多中心的研究進一步驗證。