针刺治疗面瘫的动物实验研究进展
许明敏1,张 微1,黄 辰1,李 瑛1
(1成都中医药大学针灸推拿学院,成都610072)
摘要:周围性面瘫是由面神经受损引起的一种临床常见病、多发病,对患者的心理和日常生活造成很大的影响。针刺治疗疗效确切,但是目前作用机制尚未完全阐明,由于涉及人体伦理等客观原因,需要借助动物模型进行深入探讨针刺治疗周围性面瘫的机制。因此,本文从模型的制作方法、模型及针刺疗效的评价以及针刺作用的可能机制等方面总结近年来针灸治疗面瘫的动物实验研究进展,以期为针灸治疗机制的深入研究提供思路,为针灸治疗的有效性提供更多的基础研究证据,促进针刺治疗周围性面瘫机制研究的规范化和深度化的同时对针灸优势病种的推广应用具有一定的意义。
关键字:针刺;周围性面瘫;实验研究;综述
Overview on Animal Experimental in Acupuncture Treatment of Peripheral Facial Paralysis
XU Ming-min1, ZHANG Wei1, Huang Chen1 ,LI Ying1
(1 college of Acupunture and Tuina,Chengdu University of TCM ,Chengdu 610072)
Abstract: Peripheral facial paralysis,a common and frequently occurring disease,is caused by facial nerve damage, which have a great impact on the psychological and daily life of patients. Acupuncture has definite curative effect in the treatment of peripheral facial paralysis, but the current mechanism of that has not yet fully understood.Thus ,We need to use animal models to explore the mechanism of acupuncture treatment of peripheral facial paralysis because of human ethical and other objective reasons. This paper aim to summarizes the recent progress in acupuncture treatment of facial paralysis from the aspects of model making method, model and the evaluation of acupuncture and the possible mechanism of acupuncture, so as to provide ideas for further study on the mechanism of acupuncture treatment and offer the basic research evidences for the effectiveness of acupuncture treatment on peripheral facial paralysis.What's more, which promotes the standardization and depth of mechanism of acupuncture treatment on peripheral facial paralysis and has certain significance for popularization and application of acupuncture dominant diseases.
Keywords: acupuncture treatment, peripheral facial paralysis, fundamental research,research review
周围性面瘫是由面神经受损引起的一种临床常见病、多发病,主要表现为颜面部表情肌群的运动功能障碍,不仅影响美观和社交,更为重要的是对患者的心理和日常生活造成很大的影响。国内外学者采用电刺激、被动运动、药物、感觉神经元置入和基因工程等方法进行治疗,取得了新的进步,但是迄今临床应用效果仍然不理想,没有突破性进展。而针灸治疗周围性面瘫具有一定的优势,被世界卫生组织推荐为针灸治疗病种之一。针灸的治疗方法多样,可单用针刺治疗,也有针刺结合电针、拔罐、艾灸、中药等[1]。此外,针刺的介入时间、刺激量效关系等均尚存在一些争议,最佳的针灸治疗方案仍不明确。因此,在进行大量的临床试验验证针灸治疗周围性面瘫的安全性和有效性的基础上,更需要进一步深入探讨针刺作用的机制,不仅为临床治疗提供了理论依据,而且更有利于根据面瘫的症状制定不同的针灸治疗防范,完善临床治疗方案。由于涉及人体伦理等客观原因,无法在病人身上进行更深层次的针刺机制研究,所以我们需要借助动物模型深入探讨针刺治疗周围性面瘫的机制。本文检索了近年来针灸治疗面瘫的动物实验,从模型的制作方法、模型及针刺疗效的评价以及针刺作用的可能机制等方面综合来综述评价,以期为研究者提供一些思路,旨在促进针刺治疗周围性面瘫机制研究的规范化和全面化。
1面瘫动物模型的制作
周围性面瘫模型的造模方法较多,不同方法建立出的动物模型,虽未能完全贴近人面瘫的实际病理情况,但模拟的侧重点不一样,需要我们根据研究目的选择合适的造模方法。依据损伤部位主要分为主干损伤和分支损伤型模型,主干较短,仅(5.21±0.48)mm,出茎乳孔后,行于颈外动、静脉与腮腺之间, 周围结构较多,适合作钳夹、结扎、切断损伤;分支损伤模型,多用来行神经断端外膜缝合、自体静脉套接及采用电生理方法检测神经传导速度等的实验研究[2]。依据发病机制和刺激方法主要分为物理模型、缺血模型、病毒感染模型,其中切断、压榨、撞击等方法诱导的面瘫模型,主要是针对外伤所造成的面神经损伤的研究;阻断面神经供血、冷空气刺激等方法诱导的面瘫模型,主要是针对血管痉挛缺血所造成的面神经损伤的研究;病毒感染的方法诱导的面瘫模型,主要是针对不明原因情况下导致的贝尔氏麻痹的研究。在针灸治疗面瘫的动物模型中,常选用压榨面瘫模型、缺血性面瘫模型、感染病毒型模型。
1.1压榨面瘫模型
压榨损伤面瘫模型成功模拟了因各种原因造成的神经被压迫导致的面瘫,通过解剖暴露出面神经总干或分支后用钝器挤压造成面神经麻痹,其优点是病理变化典型,受损面积小,多能保持神经大体结构的连续性,被广泛应用于面神经损伤的病理生理变化以及再生修复等方向的研究。在针刺治疗面瘫的机制研究中,我们通常选用大鼠、兔作为模型动物。陈凡等[3]人将大鼠腹腔注射麻醉后,侧卧位固定,沿耳根后缘行一弧形切口,钝性分离面神经主干,用微型眼科持针器尖端压迫露出的面神经,持续30 s,松开30 s,再夹30 s,持针器尖端压强7.84×106 Pa,压迫幅宽1.0 mm,制成大鼠面瘫模型。此外,吕善广等[4]人、陈君等[5]人、王俊等[6]人均采用此方法造模成功,并应用于观察探讨针刺治疗面瘫的疗效和机制。姜国华等[7]人将日本大耳白兔静脉麻醉,取耳屏前至下颌角下缘“S”形切口,钝性剥离皮肤、皮下组织,在腮腺筋膜表面向前剥开皮瓣,暴露面神经,在距茎乳孔0.5cm处(定位)用小号持针器钳夹面神经总干,满扣压力约5kg,时间为5s,损伤面宽约1.5mm,术后成功复制周围性面神经麻痹模型。目前,针刺治疗面瘫的实验研究中,由于动物面神经的恢复能力强,对卡压时间还存在一定的争议,模型的重复性不高。因此,张微等[8]人专门探讨了卡压时间对面神经损伤实验兔模型自愈的影响,结果发现延长面神经卡压时间可以使模型动物在较长时间(5周内)不可自愈,为下一步客观评估针灸疗效奠定基础。
1.2缺血性面瘫模型
面神经的血管痉挛、缺血被认为是贝尔面瘫的发病机制之一,因此,可通过选择性阻断面神经供血,主要阻断小脑前下动脉、耳后动脉的分支茎乳动脉、脑膜中动脉的岩浅支等面神经的供血血管,诱导出缺血性面瘫模型,该模型是一种可逆性的面神经麻痹。国内外已有学者采用该方法成功诱导出缺血性面瘫模型,Daisuke Mohri等[9]利用栓塞剂阻断上颌动脉对面神经的供血,栓塞后5~15min出现完全面瘫持续3天,至第7天恢复正常的胡须和眼睑运动。王杰等[10]通过结扎大鼠舌动脉、面动脉、颞浅动脉和近端颈外动脉,并于颈内动脉注入栓塞剂,大鼠立即出现面瘫,30天后恢复,并发现面神经表面毛细血管变细,特别是迷路段更为严重。吕善广等[11]在王杰制作缺血性面瘫大鼠模型的基础上进行简化改良,用不可吸收手术缝合线结扎颈外动脉,成功诱导因缺血而导致的周围性面瘫,并应用于针刺机制的实验研究中。
1.3感染病毒型模型
病毒性面瘫模型,主要是模拟了与单纯疱疹病毒1型(herpes simplex virus type, HSV-1)感染有关的周围性面瘫,将病毒直接与未受伤动物接触或者接种于面神经周围的皮肤伤口处,诱导出面瘫模型。目前研究发现[12]经面神经耳后支接种HSV-1的方法,面瘫的发生率较高,死亡较少,但是这种创伤性的病毒攻击途径与临床面神经麻痹发生的自然感染差距较大。唐宏智[13]将小鼠麻醉后,于腮腺后上缘暴露面神经主干和耳后支,解剖、切除约2mm耳后支,于神经断端放置2 mm×3 mm大小明胶海绵,滴加病毒液制成病毒感染模型,进一步阐释针刺治疗病毒性面神经麻痹的机制。
2动物模型的疗效评价方法
在制作面瘫动物模型后,还需要进行相应评估以确立模型的制作成功以及评定针刺治疗疗效。目前常选择观察行为学、面神经病理学、电生理学改变等多种方法进行客观评价。
2.1行为学方面
面神经功能评估最常用的方法,主要通过观察动物的瞬目反射(blink reflex,BR)、触须运动(vibrissae movement,VM)和鼻尖位置,并进行评分,但是具体细节操作略有不同。以大鼠为例,其行为学变化主要参照了参照 Simone10分[14]法对其神经功能进行评分,1分为无触须运动且胡须方向向后,无眼闭和瞬目反射;2分为轻微触须运动且胡须方向向后,眼部肌肉紧张;3分为较大触须运动且方向向后,存在瞬目反射伴50%眼闭;4分为正常运动且方向向后,存在瞬目反射伴75%眼闭;5分为正常运动且方向向前,完全存在瞬目反射。胡须运动和眼部肌肉运动所得评分相加,一共10分。值得注意的是,虽然评分方法一样,但是关于模型成功的标准却不统一,虞彬艳[15]等人认为介于3-5分则判定为造模成功。王俊[16]等则选择评分介于4-6分作为评判面瘫大鼠模型成功的标准。
2.2病理学方面
利用病理切片可以直观准确的观察到面瘫动物模型的损伤情况和针刺干预后的治疗效果。目前主要是通过对外周损伤部位的面神经以及中枢面神经核进行病理切片染色,观察面神经损伤前后神经元[17]、面神经纤维[18]的组织形态学改变。
2.3电生理学方面
电生理检测是面神经损伤最客观的检测,它不但能判断损伤的程度及范围,还可以指导治疗和判断预后,反映检测结果的指标一般是这个电位波形的起始潜伏期、最大波幅和经过计算得出的神经传导速度;其异常的表现为潜伏期的延长和/或波幅的降低以及传导速度的下降[19]。卫彦等[20]人通过采用电生理的方法测定面运动神经传导速度,来评价电针对兔实验性周围性面瘫干预作用量效关系的影响,最后发现采用电针疏密波在面瘫急性期对面部和体穴进行治疗为最佳方案。
3针刺作用的可能机制
3.1改变血循环
现代医学的观点是面神经血运障碍,由于局部营养神经的血管因受寒"炎症"免疫异常"病毒感染等刺激引起痉挛,面神经因缺血而水肿,同时又受到面神经管的限制,使血管受压而导致缺血加重,因而产生面神经麻痹和面肌瘫痪。已有研究[4]证实粗针督脉平刺能够改善血液循环,对周围性面瘫产生疗效。进一步深入研究[15]发现针刺可能是通过促进组织低氧诱导因子-1α(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)的表达,调控血清中一氧化氮(nitric oxide, NO)、内皮素(endothelin, ET)含量,从而改变组织的血流供应状况产生疗效。
3.2促进神经功能结构修复
面瘫的发生发展、预后与面神经功能结构点的修复息息相关。研究发现[21]电针治疗1个疗程后,面神经纤维充血水肿情况改善,雪旺细胞结构相对较完整,细胞器丰富,髓鞘化程度明显优于模型组同期水平,但有趣的是,此后随着疗程的增加,髓鞘数量、厚度较前有所减少,面神经修复进程受阻,说明面神经损伤急性期电针可以加快神经髓鞘化进程,促进受损面神经快速修复,而电针治疗效应不随刺激时长的增长而增加,因此需要把握好“中病即止”的原则。面神经的损伤后修复是一个复杂的过程,针刺除了可以通过直接改善面神经纤维充血水肿外,还可以调节相关神经营养、再生因子来促进神经的修复。在针刺面神经再生作用的分子机制方面的研究[22-23],已经发现针刺刺激可调节面神经核脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor, BDNF), 胆碱乙酰转移酶,减少面神经核中神经元的损伤, 对损伤面神经修复有促进作用。此外,还有研究[24]发现穴位电刺激能促进黏附分子 CD44 在损伤面神经核的表达,推测电针治疗是通过影响信息分子在面神经损伤后的表达,来改善面神经再生微环境中神经元细胞体以及轴突的功能状态,从而促进损伤后面神经的再生及功能的恢复。
3.3抗病毒感染
病毒感染后引起的面神经脱髓鞘性改变是导致面神经麻痹的病理学基础,其中 HSV-1的感染是主要原因[25],已经被大多数学者认可。研究发现[13]针刺可以调节NF-κB信号传导通路起到抗炎抗感染的目的,使面神经元、雪旺细胞趋于正常,起到治疗效果,且随着治疗时间的延长针刺治疗面神经麻痹的疗效趋于更佳。
4小结
总的来说,面瘫动物模型只能从某一方面模拟出相似的病理生理过程,在针刺治疗面瘫的机制研究中多采用直接钳压面神经主干、选择性阻断面神经供血,较少选择耳后接种感染病毒的方法造模,可能是因为压榨模型和缺血模型的制作方法简单,对面神经损伤程度容易控制,模型稳定,而病毒感染的方法成功率较低,模型稳定性较差,容易造成全身性的病毒反应,干扰较大。此外,在造模过程中,对面神经的刺激造成的损伤量没有统一标准及缺少量化,造模成功的标准及针刺疗效的评价也都却少标准化,致使实验的可重复性、可比性较差。关于机制方面的研究,已有研究[6]利用基因表达普检测技术检测了29214个基因,最后筛选出了183个针刺治疗面瘫特异性表达基因,经分析发现针刺可以通过特异性调节“横纹肌组织发育调节”、“血管形态发生”、“骨骼肌收缩”、“类固醇激素刺激反应”、“肌原纤维组装”、“细胞钙离子稳态调节”、“凋亡调节”、肌动蛋白细胞骨架组织调节” 8个基因本体功能,说明针刺是可以通过系统调节多个肌肉、神经、能量代谢相关基因,改善面瘫肌肉收缩舒张功能和相关能量代谢等途径,从而恢复机体面部肌群和神经组织正常状态。但目前研究还主要是从促进神经的修复、改善血循环等方面入手,并且研究仅只是在观察单一的相关因子与针刺面瘫的关系,缺乏指标间网状的联系性及完整全面的针刺机制。因此,我们应当拓宽研究的思路,从多个方面,多个层次去深入的研究。本课题组在下一步的实验中,将从雪旺细胞(SCs)自噬入手,以GDNF及其PI3K/Akt/mTOR信号通路为切入点,深入阐释电针“中病即止”促进面神经损伤修复分子机制的新途径。
参考文献
[1]王念宏, 宣植, 杨铭,等. 针刺治疗周围性面瘫概述[J]. 针灸临床杂志, 2016, 32(8):89-92.
[2]单增强,王小标,赵莉,等.大鼠面神经颅外段的解剖及其应用.解剖学杂志,2005,28(1):82-83
[3]陈凡, 宣丽华, 陈君,等. 粗针督脉平刺对周围性面瘫大鼠口唇微循环的影响[J]. 上海针灸杂志, 2013, 32(10):877-880.
[4]吕善广, 宣丽华. 粗针督脉平刺对周围性面瘫大鼠口唇血流速度的影响[J]. 中华中医药学刊, 2014(5):1123-1124.
[5]陈君, 宣丽华. 粗针神道穴平刺对周围性面瘫大鼠面神经电生理的影响[J]. 山西中医学院学报, 2013, 14(1):17-19.
[6]王俊, 虞彬艳, 周斯斯,等. 粗针神道穴平刺对周围性面瘫大鼠面神经基因表达谱的影响[J]. 中华中医药杂志, 2016(1):287-291.
[7]姜国华, 卫彦, 寇吉友,等. 面神经损伤的针刺效应对兔面神经核中CHAT、BDNF-mRNA表达的影响[J]. 中医药学报, 2006, 34(3):9-11.
[8]张微, 孙运花, 彭晓华,等. 面神经损伤实验动物模型的自愈性研究[J]. 中国神经免疫学和神经病学杂志, 2012, 19(1):49-52.
[9]Mohri D,Satomi F,Kondo E,et al.Change in gene expression in facial nerve nuclei and the effect of superoxide dismutase in a rat model of ischemic facial paralysis.Brain Research, 2001,893(1-2):227-236
[10]王杰,戴春富,赵晖,等.大鼠缺血性面神经瘫痪动物模型的建立.临床耳鼻咽喉头颈外科杂志,1999,13(10):464-465
[11]吕善广,宣丽华,虞彬艳,等.粗针督脉平刺对缺血性面瘫大鼠血清NO、ET含量的影响.浙江中医药大学学报, 2016,40(4):274-277
[12]刘稳,高志强.周围性面神经麻痹的动物模型.国际耳鼻咽喉头颈外科杂志,2006,30(2):138-140
[13]唐宏智. 针刺治疗病毒性面神经麻痹小鼠的NF-κB信号通路研究[D]. 成都中医药大学, 2014.
[14]Faria S D D, Testa J R G, Borin A, et al. Standardization of techniques used in facial nerve section and facial movement evaluation in rats[J]. Brazilian Journal of Otorhinolaryngology, 2006, 72(3):341-347.
[15]虞彬艳, 宣丽华, 吕善广,等. 粗针督脉平刺治疗缺血性面瘫大鼠的机制探讨[J]. 上海针灸杂志, 2015, 34(3):256-259.
[16]王俊, 虞彬艳, 周斯斯,等. 粗针神道穴平刺对周围性面瘫大鼠面神经基因表达谱的影响[J]. 中华中医药杂志, 2016(1):287-291.
[17]孙忠人, 卫彦, 姜国华,等. 穴位电针刺激对周围性面神经损伤兔面神经核中BDNF mRNA表达的影响[J]. 针刺研究, 2006, 31(4):204-207.
[18]彭晓华, 孙运花, 李瑛,等. 面神经损伤动物模型的实验观察[J]. 四川中医, 2009,27(12):20-21.
[19]王心刚. 神经电生理诊断技术规范[J]. 现代电生理学杂志, 2017, 24(2):117-126.
[20]卫彦, 寇吉友. 电针对兔实验性周围性面瘫干预作用量效关系的影响[J]. 上海针灸杂志, 2014, 33(6):589-591.
[21]张微, 孙运花, 史庆卫,等. 电针对面神经损伤兔面神经超微结构的影响[J]. 针刺研究, 2012, 37(4):296-301.
[22]鞠帮宇, 张静, 靳瑞领,等. 电针影响兔面神经核中脑源性神经营养因子mRNA的表达[J]. 中国组织工程研究, 2006, 10(35):92-94.
[23]姜国华, 张黎明. 穴位电针刺激对周围性面神经损伤兔面神经核中脑源性神经营养因子和胆碱乙酰转移酶的调节[J]. 中国组织工程研究, 2006, 10(19):130-132.
[24]李雷激, 骆文龙, 伍宗惠,等. 面神经损伤后面神经核中黏附分子CD44表达与穴位电针刺激的影响[J]. 中国组织工程研究, 2007, 11(27):5369-5373.
[25]Mccormick D P. Herpes-simplex virus as a cause of Bell's palsy[J]. Reviews in Medical Virology, 1972, 1(7757):937-939.