納美芬聯合高頻重復經顱磁刺激對創傷性顱腦損傷后昏迷患者意識恢復及血清水通道蛋白-1、血管生成素1水平的影響

吳偉鵬 許思賓 蘇標瑞 謝 濤

(中國人民解放軍陸軍第七十三集團軍醫院中醫康復理療科康復醫學診區，福建省廈門市 361000)

創傷性顱腦損傷(traumatic brain injury,TBI)是外界暴力對頭部造成的損傷，是年輕人致殘的首要原因[1]。隨著汽車交通事故的增多及人口老齡化的加劇，TBI的發病率逐年上升[2]。隨著醫學的發展，對該病的治療已經從生物模式轉換為生物-心理-社會模式，旨在讓患者盡快恢復意識，早日回歸社會[3]。但是，目前TBI相關指南主要是針對危重患者的搶救治療，而對于TBI后期患者的意識障礙恢復，還缺少有效的指南[4]。因此，TBI患者的意識恢復是目前神經康復領域研究的重點之一。有研究結果顯示，重復經顱磁刺激(repetitive transcranial magnetic stimulation，rTMS)能夠對顱腦損傷患者的意識恢復起到較為積極的作用[5]。納美芬能夠穿過血腦屏障與大腦中的阿片受體相結合，從而對患者的心血管、呼吸和神經產生一定的調節作用，臨床上常將其作為腦保護藥物[6]。水通道蛋白(aquaporin,AQP)是一類調節細胞水代謝的蛋白家族，其中AQP-1、AQP-4等存在于腦組織中，并且對腦脊液的生成有重要影響[7]。血管生成素1(angiogenin 1，Ang-1)作為血管生成素家族的一員，能夠對外界損傷引起的血管內皮細胞壞死進行調控[8]。因此，本研究探討納美芬聯合高頻rTMS促進TBI后昏迷患者意識恢復的效果，以及對患者血清AQP-1和Ang-1水平的影響。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2019年5月至2020年6月于中國人民解放軍陸軍第七十三集團軍醫院就診的TBI后處于無反應覺醒綜合征(unresponsive wakefulness syndrome,UWS)期的60例患者。納入標準：(1)患者經過MRI和CT等影像學檢查確診為TBI，均為單側顱腦損傷；(2)意識障礙病程為1～2個月；(3)患者病情穩定，患癲癇風險較低，格拉斯哥昏迷量表(Glasgow Coma Scale,GCS)評分提示處于昏迷，且根據改良后昏迷恢復量表(Coma Recovery Scale-Revised,CRS-R)意識障礙水平評定為UWS期；(4)年齡在20～50歲之間；(5)未接受過正規的意識障礙康復訓練；(6)患者家屬知曉此項研究，并簽署知情同意書。排除標準：(1)生命體征不穩定、病情危重的患者；(2)既往有心腦血管疾病或顱腦損傷病史的患者；(3)有顱骨缺陷、顱骨去骨瓣或顱內有金屬物留滯史的患者。按照隨機數字法將患者分為觀察組和對照組，每組30例。兩組患者的年齡、性別、損傷類型等一般資料比較，差異均無統計學意義(均P<0.05)，具有可比性，見表1。本研究經過倫理委員會審批通過(倫理編號：J1902166)。

表1 兩組患者一般資料的比較

1.2 治療方法 對照組采用常規康復治療和頻率為3 Hz的高頻rTMS治療，其中常規康復治療包括高壓氧治療、四肢氣壓治療、四肢肢體被動運動和神經電刺激等；每日接受治療的總時間為130 min，其中接受高頻rTMS的治療時間為20 min，1次/d，5 d/周，共治療4周。觀察組在上述治療的基礎上給予靜脈注射鹽酸納美芬注射液(北京四環制藥有限公司，規格為0.1 mg/mL，國藥準字H20120123)，0.4～0.6 mg/次，1次/d，連續治療4周。

高頻rTMS刺激方案：應用CCY-1型經顱磁刺激儀(武漢依瑞德公司)進行治療。治療前，患者取平躺仰臥位，在患側的手拇短展肌處放置表面肌電電極，根據國際10-20系統定位法，對患側半球的C3或者C4點進行確認，以C3或者C4點作為中心點，選擇中心點前后上下各1 cm處作為刺激點，選擇適當的強度進行10次刺激，如至少5次在患側手拇短展肌檢測到≥50 μV波幅的運動誘發電位，則選擇該刺激點為靶點，并將此刺激強度定為靜息運動閾值(resting motor threshold，RMT)。進行刺激治療時，患者取平躺仰臥位，將表面為“8”字形的線圈拍與刺激靶點頭皮成切線45°角，選擇刺激強度為90%的RMT，將刺激參數設定為頻率3 Hz、刺激1 s、停歇2 s。共進行400串有效刺激，1 200個脈沖。

1.3 觀察指標 在治療前和治療4周后，分別對兩組患者進行GCS和CRS-R評估、腦電圖檢查、上肢體感誘發電位(somatosensory evoked potential，SSEP)檢查，以及血清AQP-1和Ang-1水平的檢測。在整個研究過程中，由同一康復治療師進行所有的評估，且該治療師對所有患者的分組均不知情。

1.3.1 GCS：該量表由肢體運動、語言反應和睜眼反應3個方面組成。滿分15分，患者得分越高則表示意識障礙越輕，其中≤8分表示患者為昏迷，9～11分表示患者為中度意識障礙，12～14分表示患者為輕度意識障礙，15分表示患者意識清晰[9]。

1.3.2 CRS-R：該量表由6個子量表組成，主要涉及覺醒、交流、言語反應、運動、視覺和聽覺水平。最高分值23分，得分與患者意識障礙程度呈反比。微弱意識狀態(minimally conscious state，MCS)評定標準為覺醒>2分，或交流>0分，或言語反應>2分，或運動>2分，或視覺>1分，或聽覺>2分；UWS評定標準為覺醒≤2分、交流=0分、言語反應≤2分、運動≤2分、視覺≤1分且聽覺≤2分[10]。

1.3.3 腦電圖：應用BE PLUS PRO型數字腦電圖儀(意大利EB Neuro公司)進行檢查，電極的放置參考國際10-20系統定位法，采用單雙極導聯描記，掃描時間均≥20 min。依據Hockaaday意識障礙腦電圖分級標準[11]將患者進行分級。Ⅴ級指無腦電活動或腦電活動近乎平坦，屬極度異常；Ⅳ級指δ波為彌漫性，某些導聯波或短程電靜息彌散在δ波，屬于重度異常；Ⅲ級指δ波中混有θ波，少數患者以δ波或者α波為主，沒有其余節律活動，屬于中度異常；Ⅱ級主要為θ波，少數為δ波，屬于輕度異常；Ⅰ級以α節律為主，少數存在θ波，屬于正常范圍。

1.3.4 上肢SSEP：應用Oxford型肌電誘發電位儀(英國牛津公司)進行分析，應用2次/s的方波(波寬為200 μs)對腕部正中神經進行刺激，分別在Erb氏點、頭皮C4和C3點、頸5點記錄誘發電位，并在前額放置參考電極。選擇20～2 000 Hz的帶電范圍，進行200次疊加，選擇4～10 Ma的刺激強度，以拇指輕微抽動為宜，分析時間為50 ms，檢測中樞傳導時間(central conduction time，CCT)。依據Hutchinson制定的分級標準[12]分為3級，Ⅲ級指位于兩側或一測的N20波消失，Ⅱ級指兩側的CCT不對稱(CCT均在正常范圍內但相差>0.8 ms)或至少一側的CCT延長至異常范圍，Ⅰ級指兩側CCT分布正常。

1.3.5 血清AQP-1和Ang-1水平：分別于治療前及治療4周后抽取患者的空腹靜脈血5 mL，以3 000 r/min離心5 min后收集上清，采用ELISA檢測患者血清AQP-1和Ang-1水平，AQP-1和Ang-1 ELISA試劑盒均購自武漢伊萊瑞特生物科技有限公司(批號：181123、190121)，所有操作均嚴格按照操作說明書進行。

1.4 統計學分析 采用SPSS 18.0軟件進行統計學分析。計量資料以(x±s)表示，使用t檢驗進行組間比較；計數資料以例數(百分比)表示，使用χ2檢驗進行組間比較，使用Mann-WhitneyU檢驗進行等級資料的比較。以P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組患者治療前后GCS評分的比較 治療前，兩組患者的GCS評分比較，差異無統計學意義(P>0.05)。治療后，兩組患者的GCS評分均較治療前提高，而且觀察組患者的GCS評分高于對照組(均P<0.05)。見表2。

表2 兩組患者治療前后GCS評分的比較(x±s，分)

2.2 兩組患者治療前后CRS-R評分的比較 治療前，兩組患者的CRS-R評分比較，差異無統計學意義(P>0.05)。治療后，觀察組患者有21例進入MCS，8例進入了MCS+，1例仍處于UWS階段；對照組患者有15例進入MCS，6例進入MCS+，9例仍處于UWS階段；兩組患者治療后的CRS-R評分均較治療前提高，且觀察組治療后的CRS-R評分高于對照組(均P<0.05)。見表3。

表3 兩組患者治療前后CRS-R評分的比較(x±s，分)

2.3 兩組患者治療前后腦電圖的變化情況 治療后，兩組患者的腦電圖改變主要體現在慢波(θ波、δ波)較治療前有所降低，α波波幅增高，α節律增多。治療后，觀察組患者的腦電圖較治療前改善，且觀察組腦電圖改善情況優于對照組(均P<0.05)。見表4。

表4 兩組患者治療前后腦電圖的變化情況(n)

2.4 兩組患者治療前后上肢SSEP的變化情況 治療前，兩組患者的上肢SSEP比較，差異無統計學意義(P>0.05)。治療后，兩組患者的SSEP改變主要表現為N20和N13波間的潛伏期有所縮短，N20波波幅增高或出現；兩組患者的上肢SSEP均較治療前有所改善，且觀察組的上肢SSEP改善程度優于對照組(均P<0.05)。見表5。

表5 兩組患者治療前后上肢SSEP的變化情況(n)

2.5 兩組患者治療前后血清AQP-1和Ang-1水平的比較 治療前，兩組患者的血清AQP-1和Ang-1水平比較，差異均無統計學意義(均P>0.05)。治療后，兩組患者的血清AQP-1和Ang-1水平均較治療前降低，而且觀察組患者的血清AQP-1和Ang-1水平均低于對照組(均P<0.05)。見表6。

表6 兩組患者治療前后血清AQP-1和Ang-1水平的比較(x±s，ng/mL)

3 討 論

我國每年由于TBI而入院的患者數量較多，而TBI后的意識障礙是廣大TBI患者共同面臨的問題，其主要癥狀包括MCS、UWS和昏迷三大類，其中，MCS可以依據患者對語言相關反應分為MCS+和MCS-兩個狀態，而UWS又被稱為持續植物狀態[13]。患者顱腦受到損傷可進入昏迷狀態，而昏迷時間的長短取決于患者腦損傷的嚴重程度，最長可達數周，最短可能數分鐘。患者蘇醒后，部分患者會發展為MCS，而部分則進入UWS狀態[14]。一般來說，MCS期患者覺醒的可能性較大，而UWS期患者的覺醒需要經過MCS-到MCS+的過程，覺醒的可能性較小。UWS期恢復至MCS期的關鍵在于機體能夠對外界環境和自身產生感知，并且能夠對外界環境和自身的信息進行整合處理，進而做出一系列有利于機體恢復的正確反應[15]。因此，對TBI后昏迷患者意識恢復的關鍵點在于提高患者的感知能力。

rTMS是一種遵循特定頻率連續發射多個脈沖的經顱磁刺激模式，其能夠暫時性地抑制或興奮特定的大腦皮層區域，常用于臨床康復治療[16]。而在細胞層次，rTMS的主要作用是改變神經可塑性、突觸、受體、神經遞質、動作電位及細胞膜電位等[17]。一般認為，頻率>1 Hz的rTMS屬于高頻rTMS，臨床常將其應用于患者患側的大腦半球，可提高患側大腦半球的興奮性[18]。相關研究表明，高頻rTMS對TBI患者意識恢復具有促進作用，可能與其對患者損傷半球的神經元軸突進行修復，從而重新激活處于休眠狀態的神經元，或者使得處于孤立狀態的腦區得到重新連接有關[19]；也有研究表明，rTMS能夠有效抑制或者激活皮質-皮質下神經網絡及皮質-皮質的活動，調節皮質的可塑性，從而重塑知覺[20]。Louise-Bender等[21]對重癥顱腦損傷后處于持續植物狀態的患者進行為期6周的rTMS治療，結果顯示患者的腦干聽覺誘發點位的Ⅴ波潛伏期及Ⅰ～Ⅴ波峰間潛伏期均有所好轉；Piccione等[22]曾對1例患者進行高頻rTMS治療，治療后患者的反應能力和注意力均有改善，且腦電圖也明顯改善。以上研究結果均提示rTMS對于促進顱腦損傷后患者的意識恢復具有積極作用。本研究結果顯示，治療后兩組患者的CRS-R和GCS評分均較治療前提高(均P<0.05)，表明高頻rTMS能夠明顯促進TBI患者的意識恢復，但是其總體恢復效果還有很大的提升空間。

納美芬是一種阿片受體拮抗劑，能夠阻止阿片肽所造成的呼吸不順、低血壓等一系列加深患者腦損傷的副反應，改善患者病情[23]。本研究采用納美芬聯合高頻rTMS對觀察組患者進行治療，GCS評估結果顯示，經治療后，觀察組所有患者均脫離昏迷狀態，而對照組僅有部分患者進入中度意識障礙狀態，觀察組患者的GCS評分高于對照組(P<0.05)。由于GCS評分并不能明確區分MCS和UWS，因此，本研究應用CRS-R評分進行評估，結果顯示，治療后觀察組患者的CRS-R評分高于對照組(P<0.05)，觀察組有21例患者進入MCS，8例患者進入了MCS+，僅1例患者仍處于UWS階段，而對照組有15例患者進入MCS，6例患者進入MCS+，仍有9例患者處于UWS階段，這提示納美芬聯合高頻rTMS治療能夠對TBI后昏迷患者的知覺進行重塑，其對TBI后昏迷患者意識恢復的促進效果優于單一應用高頻rTMS。

雖然本研究中進行量表評估的康復治療師對整個實驗分組并不知情，但是量表評估仍具有一定的主觀性，因此，本研究應用腦電圖和SSPE進一步評估兩組患者的療效。其中，腦電圖能夠對存在運動障礙意識的患者作出準確的診斷。本研究結果顯示，治療后觀察組患者的腦電圖改變較治療前好轉，且效果優于對照組(P<0.05)，表明納美芬聯合高頻rTMS治療對TBI后昏迷患者意識恢復效果更明顯，但是觀察組有3例患者意識恢復不理想，對其進行MRI檢查發現 3例患者均出現大腦萎縮，這提示納美芬聯合高頻rTMS治療對大腦萎縮的患者可能效果不佳，具體結論還有待大樣本的研究加以證實。SSEP能夠反映患者大腦皮質、丘腦和腦干的功能改變，并且不受患者麻醉和睡眠的影響。本研究結果顯示，治療后觀察組的上肢SSEP恢復效果優于對照組(P<0.05)，其中觀察組有9例患者恢復到 Ⅰ 級，18例恢復到Ⅱ級，僅有3例還處于Ⅲ級，這與本研究腦電圖結果相一致，提示納美芬聯合高頻rTMS治療對大腦萎縮患者效果不佳。

AQP-1作為一種水特異性通透的膜蛋白，其對維持機體的水平衡有著重要作用。研究表明，降低AQP-1水平能夠對腦組織起到很好的保護作用，提示AQP-1上調可能對遲發性神經元凋亡和腦水腫起到了促進作用[24]。還有研究結果顯示，AQP-1水平與患者腦損傷嚴重程度成正比[25]。本研究中，治療后觀察組患者的血清AQP-1水平均低于治療前與對照組(均P<0.05)，這提示納美芬聯合高頻rTMS治療對TBI后昏迷患者意識恢復效果更佳的原因可能與有效降低AQP-1水平相關，但具體機制還有待進一步研究。Ang-1主要由血管平滑肌細胞分泌，能夠調控外界損傷所導致的血管內皮細胞壞死，維持血管功能穩定[26]。研究表明，在腦出血、急性創傷和腦梗死患者中，其血清Ang-1水平異常升高[27]。本研究結果顯示，治療后觀察組的血清Ang-1水平均低于治療前與對照組(均P<0.05)，表明納美芬聯合高頻rTMS治療能夠更有效地降低患者血清Ang-1水平，從而改善患者顱腦損傷情況，更有利于患者的意識恢復。

綜上所述，在常規康復治療的基礎上，納美芬聯合高頻rTMS治療對TBI后昏迷患者的意識恢復具有明顯的促進作用，并可降低患者血清AQP-1和Ang-1水平，且效果優于單一高頻rTMS，這為TBI后昏迷患者的意識恢復治療提供了一定的參考。