非侵入性腦刺激對孤獨癥譜系障礙治療效果的系統(tǒng)評價及網(wǎng)狀Meta分析

李玲玲，黃海量*，于瑩，賈雨琦，劉志遙，石鑫，王方琪，劉鑫玥

美國精神疾病診斷與統(tǒng)計手冊第5版（DSM-Ⅴ）將孤獨癥譜系障礙（ASD）定義為交互性社交交流和社交互動的持續(xù)損害以及存在受限的、重復(fù)的行為、興趣或活動模式，屬神經(jīng)發(fā)育障礙范疇[1-2]。據(jù)報道，近些年ASD患病率穩(wěn)步上升[3]，2021年美國疾病控制與預(yù)防中心統(tǒng)計0～8歲兒童ASD患病率達1/44[4]，發(fā)達國家患病率約為1.5%[5]，給個人、家庭和社會帶來巨大負擔。現(xiàn)階段，ASD的治療方法主要包括抗精神病藥、抗抑郁藥、興奮劑和行為療法等[6]，然而患者恢復(fù)程度不一，效果亦十分有限。

非侵入性腦刺激（NIBS）主要通過電場或磁場調(diào)節(jié)大腦皮質(zhì)興奮性，具有無創(chuàng)性、易操作、并發(fā)癥少等優(yōu)勢[7]，臨床應(yīng)用前景十分廣泛。其中，重復(fù)經(jīng)顱磁刺激（rTMS）和經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）是NIBS最為常用的兩種方法[8]。rTMS和tDCS略有不同[9]，rTMS按照固定頻率連續(xù)發(fā)放多個脈沖刺激，利用磁場作用于大腦皮質(zhì)產(chǎn)生感應(yīng)電流來改變皮質(zhì)神經(jīng)細胞的動作電位，從而影響腦內(nèi)代謝和神經(jīng)活動[10]。rTMS通過不同的頻率達到興奮或抑制的作用，即高頻增強皮質(zhì)的興奮性，易化局部神經(jīng)元，低頻則降低皮質(zhì)的興奮性，抑制局部神經(jīng)細胞的活動[11]。而tDCS是一種利用持續(xù)性低強度直流電刺激大腦皮質(zhì)，調(diào)節(jié)神經(jīng)元跨膜電位，導(dǎo)致其發(fā)生去極化或超極化，進而改變神經(jīng)可塑性和皮質(zhì)興奮性的物理刺激技術(shù)[12]。其通過電極的位置不同而達到興奮或抑制的作用，陽極置于患側(cè)，細胞靜息膜電位去極化，增加刺激部位神經(jīng)元興奮性，陰極刺激則引起神經(jīng)元膜電位超極化，降低皮質(zhì)興奮性[13]。

既往研究表明，與對照組相比，NIBS能改善ASD[14]。但也有研究顯示，經(jīng)NIBS干預(yù)后無明顯治療作用[15]。目前，雖已有一些研究探討NIBS對ASD的康復(fù)療效，但大部分研究是NIBS與偽刺激的雙臂研究，不同NIBS之間的對照研究甚少，故缺乏不同NIBS的療效比較。由于目前尚無循證依據(jù)，這讓臨床康復(fù)工作者在NIBS中難以抉擇。因此，本研究通過循證醫(yī)學的方法，系統(tǒng)評價NIBS對ASD的康復(fù)療效，比較不同NIBS對ASD患者的療效差異，為NIBS在ASD疾病康復(fù)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 檢索策略 計算機檢索PubMed、Embase、Cochrane Library、Scopus、Web of Science、中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)知識服務(wù)平臺、維普網(wǎng)和中國生物醫(yī)學文獻數(shù)據(jù)庫，搜集所有NIBS改善ASD的隨機對照試驗（RCT），并通過閱讀相關(guān)綜述及其參考文獻等途徑進行文獻補充。按照醫(yī)學主題詞結(jié)合自由詞的方式靈活檢索各數(shù)據(jù)庫，檢索時間均為數(shù)據(jù)庫建庫至2021年12月。

以PubMed數(shù)據(jù)庫為例，檢索策略為：#1：“autism spectrum disorder”[MeSH]OR autism spectrum disorders OR autism OR autistic disorder OR autistic spectrum disorder OR autistic spectrum disorders OR disorder，autistic spectrum；#2：“transcranial direct current stimulation”[Mesh]OR “transcranial magnetic stimulation”[Mesh]OR repetitive transcranial magnetic stimulation OR repetitive transcranial magnetic OR transcranial direct current OR noninvasive brain stimulation OR noninvasive brain stimulation OR transcranial electrical stimulation OR rTMS OR tDCS OR TMS OR NIBS；#3：“randomized controlled trial”[MeSH]OR random OR random allocation OR RCT OR RCTs；#4：#1 and #2 and #3。

1.2 納入標準與排除標準 納入標準：（1）研究類型，NIBS改善ASD的RCT，限中英文文獻。（2）研究對象，明確診斷為ASD患者，符合DSM-Ⅴ的診斷標準[2，16]。（3）干預(yù)措施，對照組接受常規(guī)康復(fù)治療，試驗組在對照組的基礎(chǔ)上增加NIBS（包括tDCS和rTMS）。（4）結(jié)局指標，主要結(jié)局指標：孤獨癥行為檢查量表（ABC）、兒童孤獨癥評定量表（CARS）、自閉癥治療評估表（ATEC）；次要結(jié)局指標：發(fā)育商（DQ）、焦慮自評量表（SAS）、抑郁自評量表（SDS）、失匹配負波（MMN）的潛伏期和幅值。

排除標準：（1）自身前后對照、隊列研究、病例對照研究及橫斷面研究等非RCT；（2）基線無可比性或未報道基本情況的文獻；（3）設(shè)計不嚴謹或統(tǒng)計方法不恰當?shù)奈墨I；（4）數(shù)據(jù)不完整、與作者聯(lián)系后無法獲取原始數(shù)據(jù)及全文的文獻；（5）無相應(yīng)結(jié)局指標的文獻；（6）診斷標準、干預(yù)時間及干預(yù)方案不明確的文獻；（7）重復(fù)發(fā)表的文獻；（8）會議摘要、動物實驗、試驗方案、專家經(jīng)驗總結(jié)、病例報告、Meta分析及綜述性文獻等。

1.3 文獻篩選與數(shù)據(jù)提取 由2名研究員獨立篩選文獻和提取數(shù)據(jù)資料，并交叉核對。若產(chǎn)生分歧，與第三位研究員討論處理。提取的數(shù)據(jù)資料包括納入文獻的第一作者、發(fā)表年份、患者年齡、樣本量、干預(yù)周期、干預(yù)方案、結(jié)局指標、不良反應(yīng)、隨訪數(shù)據(jù)及質(zhì)量評價信息等。

1.4 偏倚風險評估 由2名研究員按照Cochrane系統(tǒng)評價手冊5.1.0對納入研究進行偏倚風險評估，主要包括6個方面：（1）選擇偏倚（分組序列是否隨機產(chǎn)生、是否隱蔽分配方案）；（2）實施偏倚（是否對研究者、受試者施盲）；（3）測量偏倚（研究結(jié)局是否盲法評價）；（4）隨訪偏倚（結(jié)局數(shù)據(jù)是否完整）；（5）報告偏倚（是否選擇性報告研究結(jié)果）；（6）是否存在其他偏倚。按照“低風險”“高風險”和“不清楚”三種情況評價偏倚風險[17]。

1.5 統(tǒng)計學方法 采用RevMan 5.3軟件進行傳統(tǒng)Meta分析：（1）異質(zhì)性檢驗：若P≥0.1且I2≤50%，納入各研究間不存在顯著異質(zhì)性，則采用固定效應(yīng)模型；若P<0.1或I2>50%，各研究間存在顯著異質(zhì)性，則采用隨機效應(yīng)模型。當異質(zhì)性較高時，采用亞組分析、敏感性分析等方法探討異質(zhì)性的來源。（2）計算效應(yīng)量：納入研究的結(jié)局指標均為連續(xù)性變量，采用加權(quán)均數(shù)差（MD）為效應(yīng)值，并計算95%置信區(qū)間（CI），檢驗水準 α=0.05[18]。

采用R軟件繪制兩種不同NIBS療效比較的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系圖，并用基于馬爾可夫鏈-蒙特卡洛擬合一致性模型進行網(wǎng)狀Meta分析及最佳概率排序來比較兩種不同NIBS的療效差異。初始值設(shè)為0.5，步長為10，迭代次數(shù)為50 000次，前20 000次用于退火以消除初始值的影響，后30 000次用于抽樣，通過Bandwidth值評估收斂性，Bandwidth值越接近0，提示收斂性越好，一致性模型分析的結(jié)果越可靠[19]。

2 結(jié)果

2.1 文獻檢索結(jié)果與基本特征 通過檢索國內(nèi)外數(shù)據(jù)庫共得到534篇文獻，并通過閱讀相關(guān)綜述及其參考文獻等其他途徑補充2篇文獻，經(jīng)EndNote X9剔重后得到273篇文獻。經(jīng)逐層篩選，最終納入22篇文獻[15，20-40]，包括 4 篇英文文獻[15，20-22]和 18 篇中文文獻[23-40]。文獻篩選流程見圖1。納入文獻的基本信息見表1。

圖1 文獻篩選流程圖Figure 1 Flowchart of literature screening

表1 納入文獻的基本信息Table 1 The basic characteristics of the included studies

2.2 文獻質(zhì)量評價與偏倚風險評估 納入的22篇文獻[15，20-40]均提及隨機分組，但 4 篇[25，28，31-32]未提及具體的隨機方法。4篇文獻[15，20-22]對研究者或受試者施盲，8 篇[15，20-22，26-27，30，33]對結(jié)果測量者施盲。納入文獻偏倚風險評估見圖2。

圖2 偏倚風險評估Figure 2 The risk of bias assessment of included studies

2.3 Meta分析結(jié)果

2.3.1 ABC 17 項 RCT[15，23-30，33-40]報道了 ABC 評分，試驗組553例，對照組539例。異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，I2=89%，P<0.000 01，采用隨機效應(yīng)模型進行分析。Meta分析結(jié)果顯示，NIBS試驗組ABC評分低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義〔MD=-8.80，95%CI（-10.98，-6.62），P<0.05〕。亞組分析結(jié)果顯示，rTMS和tDCS試驗組ABC評分均低于對照組〔MD=-8.28，95%CI（-10.46，-6.09），P<0.05；MD=-15.98，95%CI（-27.52，-4.43），P<0.05〕，差異有統(tǒng)計學意義，見圖3。

圖3 NIBS對ASD患者ABC評分的影響Figure 3 Effect of NIBS on the ABC score of patients with ASD

2.3.2 CARS 13 項 RCT[15，20，25-26，30-33，35-36，38-40]報道了CARS評分，試驗組385例，對照組373例。異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，I2=52%，P=0.02，采用隨機效應(yīng)模型進行分析。Meta分析結(jié)果顯示，NIBS試驗組CARS評分低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義〔MD=-2.93，95%CI（-3.63，-2.24），P<0.05〕。亞組分析結(jié)果顯示，rTMS試驗組CARS評分低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義〔MD=-3.24，95%CI（-3.81，-2.67），P<0.05〕；tDCS試驗組CARS評分與對照組比較，差異無統(tǒng)計學意義〔MD=-1.17，95%CI（-4.20，1.87），P>0.05〕，見圖4。

圖4 NIBS對ASD患者CARS評分的影響Figure 4 Effect of NIBS on the CARS score of patients with ASD

2.3.3 ATEC 3項 RCT[20-22]報道了ATEC評分，試驗組62例，對照組61例。異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，I2=39%，P=0.19，采用固定效應(yīng)模型進行分析。Meta分析結(jié)果顯示，NIBS試驗組ATEC評分低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義〔MD=-9.13，95%CI（-12.79，-5.47），P<0.05〕，見圖5。

圖5 NIBS對ASD患者ATEC評分的影響Figure 5 Effect of NIBS on the ATEC score of patients with ASD

2.3.4 DQ 5項RCT[25-26，29，32，35]報道了DQ評分，試驗組167例，對照組166例。異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，I2=0，P=0.97，采用固定效應(yīng)模型進行分析。Meta分析結(jié)果顯示，NIBS試驗組DQ評分高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義〔MD=5.22，95%CI （3.41，7.04），P<0.05〕，見圖6。

圖6 NIBS對ASD患者DQ評分的影響Figure 6 Effect of NIBS on the DQ score of patients with ASD

2.3.5 SAS 2項 RCT[39-40]報道了 SAS評分，試驗組89例，對照組89例。異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，I2=61%，P=0.11，采用隨機效應(yīng)模型進行分析。Meta分析結(jié)果顯示，NIBS試驗組SAS評分低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義〔MD=-7.20，95%CI （-10.55，-3.85），P<0.05〕，見圖7。

圖7 NIBS對ASD患者SAS評分的影響Figure 7 Effect of NIBS on the SAS score of patients with ASD

2.3.6 SDS 2項 RCT[39-40]報道了 SDS評分，試驗組89例，對照組89例。異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，I2=81%，P=0.02，采用隨機效應(yīng)模型進行分析。Meta分析結(jié)果顯示，NIBS試驗組SDS評分低于對照組，差異有統(tǒng)計學意義〔MD=-8.89，95%CI （-13.21，-4.57），P<0.05〕，見圖8。

圖8 NIBS對ASD患者SDS評分的影響Figure 8 Effect of NIBS on the SDS score of patients with ASD

2.3.7 MMN潛伏期 2項RCT[23-24]報道了MMN潛伏期，試驗組34例，對照組30例。異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，I2=0，P=0.40，采用固定效應(yīng)模型進行分析。Meta分析結(jié)果顯示，NIBS試驗組MMN潛伏期短于對照組，差異有統(tǒng)計學意義〔MD=-5.97，95%CI（-9.42，-2.53），P<0.05〕，見圖9。

圖9 NIBS對ASD患者MMN潛伏期的影響Figure 9 Effect of NIBS on the incubation period of MMN of patients with ASD

2.3.8 MMN幅值 2項RCT[23-24]報道了MMN幅值，試驗組34例，對照組30例。異質(zhì)性檢驗結(jié)果顯示，I2=0，P=0.83，采用固定效應(yīng)模型進行分析。Meta分析結(jié)果顯示，NIBS試驗組MMN幅值高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義〔MD=1.54，95%CI（0.57，2.51），P<0.05〕，見圖10。

圖10 NIBS對ASD患者MMN幅值的影響Figure 10 Effect of NIBS on the amplitude of MMN of patients with ASD

2.4 網(wǎng)狀Meta分析結(jié)果

2.4.1 證據(jù)網(wǎng)絡(luò) 以ABC評分為指標，不同NIBS療效比較的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系見圖11，各小球之間的連線代表兩者之間有直接比較的RCT，灰色線條的寬窄代表RCT數(shù)目的多少。

圖11 不同NIBS療效比較的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系Figure 11 The network relationship of efficacy comparison of different NIBS

2.4.2 一致性檢驗 本研究中各項干預(yù)措施間未形成閉合環(huán)，無需進行一致性檢驗。

2.4.3 收斂性診斷 對納入文獻進行收斂性診斷（圖12），Bandwidth值接近0，提示收斂性較好。

圖12 不同干預(yù)措施的軌跡密度圖Figure 12 Trace and density plots of different interventions

2.4.4 概率排序 網(wǎng)狀Meta分析最佳概率排序如表2所示，ABC評分負向計分的指標以Rank N為概率排序最佳，Rank N數(shù)值越大越好。兩種NIBS對ABC評分影響的最佳概率排序：tDCS（P=0.931）>rTMS（P=0.069）。

表2 最佳概率排序Table 2 Best probabilistic ranking of the effects of different interventions on the ABC score

2.5 不良反應(yīng) 納入文獻無相關(guān)不良反應(yīng)的報道。

2.6 發(fā)表偏倚 以主要結(jié)局指標ABC評分為指標對納入文獻進行發(fā)表偏倚檢測，倒漏斗圖見圖13。倒漏斗圖無明顯不對稱，但不排除存在發(fā)表偏倚的可能性。

圖13 以ABC評分為結(jié)局指標的倒漏斗圖Figure 13 The inverted funnel plot based on the outcome indicator of ABC score

3 討論

NIBS作為一種新興神經(jīng)調(diào)控技術(shù)，已有文章綜述了其改善ASD的臨床應(yīng)用價值[41]，本文從循證醫(yī)學的角度客觀評價了NIBS對ASD的康復(fù)療效并比較了兩種NIBS的療效差異。

研究顯示，患有廣泛性發(fā)育障礙（如ASD）的患者的執(zhí)行功能常受損[42]。執(zhí)行功能包括一系列涉及計劃、工作記憶、注意力、解決問題、言語推理和心理靈活性的心理過程，與背外側(cè)前額葉皮質(zhì)（DLPFC）的激活高度相關(guān)[43]。薈萃分析也表明，ASD與DLPFC結(jié)構(gòu)和功能改變密切相關(guān)[44]。納入文獻中NIBS刺激部位多以為DLPFC主，其通過自上而下的任務(wù)相關(guān)信息處理的調(diào)制發(fā)揮其控制影響，在認知控制過程中發(fā)揮著重要作用[45]。此外，DLPFC也是參與運動計劃、組織和調(diào)節(jié)/抑制的最高皮質(zhì)區(qū)域，并與其他區(qū)域，如眶額葉皮質(zhì)、丘腦、部分基底節(jié)（特別是背側(cè)尾狀核）等區(qū)域密切相關(guān)[43]。這種功能和聯(lián)系也將DLPFC與行為異常聯(lián)系起來，例如限制性和重復(fù)性行為、超敏反應(yīng)（過度反應(yīng)）和對各種刺激的反應(yīng)遲鈍（反應(yīng)不足）[15]。因此，DLPFC也被視為治療ASD的主要目標腦區(qū)。有研究刺激部位則為大腦Broca區(qū)，經(jīng)rTMS干預(yù)后，患者語言、軀體運動和社會交往等得到明顯改善[25，29，31，35]，本研究結(jié)果與之一致。

ASD患者限制性和重復(fù)性行為的嚴重程度常與焦慮、抑郁嚴重程度密切相關(guān)[46-47]。本研究顯示，經(jīng)rTMS干預(yù)后，患者焦慮和抑郁癥狀均有所減輕，這與AVIRAME等[48]研究結(jié)果一致。但僅2篇文獻報道了SAS和SDS評分，數(shù)量較少，未來有待進一步研究。此外本研究尚不能確定患者焦慮和抑郁癥狀減輕與ASD核心癥狀改善之間有因果關(guān)系，這或?qū)⒊蔀榻窈笱芯康那腥朦c。目前認為，MMN的潛伏期代表聽感覺通路的功能狀態(tài)，幅值與皮質(zhì)的狀態(tài)密切相關(guān)[49]。本研究顯示，經(jīng)rTMS干預(yù)后，可有效縮短MMN潛伏期和提高MMN幅值。孫長城等[24]研究顯示，MMN潛伏期的變化和ABC評分的改善呈線性相關(guān)，可在一定程度上反映ASD患者的行為能力，未來有望成為一種客觀定量化的評估手段。

網(wǎng)狀Meta分析結(jié)果顯示，NIBS可改善ASD，且tDCS優(yōu)于rTMS。兩種技術(shù)均可通過改變皮質(zhì)興奮性對ASD產(chǎn)生類似影響，但其機制不同，tDCS導(dǎo)致受刺激區(qū)域超極化或去極化產(chǎn)生微弱的持續(xù)電流，而rTMS通過長時程增強和抑制機制誘導(dǎo)突觸強化效能的變化產(chǎn)生接近閾值強度的脈沖[50]。也就是說，與rTMS相比，tDCS可能產(chǎn)生更長時間的皮質(zhì)功能調(diào)節(jié)作用而誘導(dǎo)更廣泛和持久的治療效應(yīng)。據(jù)報道，rTMS有誘發(fā)癲癇發(fā)作的風險[51]，而tDCS不良反應(yīng)多為暫時性頭暈、頭疼等[52]。白海萍等[53]認為，tDCS安全性與耐受性要優(yōu)于rTMS，更加適用于低齡兒童。

刺激頻率、強度和治療次數(shù)是影響rTMS治療效果的重要因素，同樣，tDCS也受電流強度和電極大小的影響。納入文獻中，rTMS以1～10 Hz，90%～100%靜息運動閾值為主，tDCS電流以1～1.5 mA，20 min為主。現(xiàn)階段對具體的治療參數(shù)，例如治療頻率、電流大小、刺激部位以及如何延長治療效果的持續(xù)時間等眾說紛紜。本研究尚不能確定干預(yù)周期及累計干預(yù)時間與ASD改善的關(guān)系。未來，需要更大規(guī)模和多中心的試驗來全面評估NIBS在ASD臨床管理中的作用，并結(jié)合功能性磁共振成像和功能性近紅外成像技術(shù)以探討NIBS的作用機制。

本研究存在一定潛在偏倚。目前NIBS改善ASD的RCT相對較少，本次納入文獻數(shù)量較少；納入文獻皆為中英文，也缺乏相關(guān)灰色文獻，可能存在文獻選擇性偏倚；納入文獻樣本量較小；部分文獻未描述具體的隨機方法、分配隱藏和盲法；納入文獻均未報道隨訪情況，缺乏NIBS對ASD長期效應(yīng)的觀察；患者的基線水平、干預(yù)周期、病情輕重程度均可能影響研究結(jié)果。

綜上所述，現(xiàn)有證據(jù)表明，NIBS能在一定程度上改善ASD，tDCS優(yōu)于rTMS，但仍需開展更多大樣本量、多中心、雙盲的高質(zhì)量RCT來探討NIBS對ASD的療效及其作用機制。此外，NIBS治療ASD期間無明顯不良反應(yīng)，值得臨床推廣和應(yīng)用。

作者貢獻：李玲玲負責文章的構(gòu)思與設(shè)計，并撰寫論文；黃海量負責文章的質(zhì)量控制及審校，對文章整體負責；于瑩、劉鑫玥負責論文的修訂；賈雨琦、劉志遙負責相關(guān)文獻篩選與提取；石鑫、王方琪進行數(shù)據(jù)處理。

本文無利益沖突。