无创迷走神经刺激在神经系统疾病治疗中的应用进展2025
自主神经系统是一个复杂的神经体液调节系统,维持体内环境稳定。自主神经系统由交感神经系统和副交感神经系统组成,两者作用趋于平衡。然而,体内副交感神经活性相对较低,伴随着交感神经系统活性亢进的状态,与多种疾病的病理生理学相关(如炎性肠病、慢性疼痛、心力衰竭等)。迷走神经是副交感神经系统主要构成部分,刺激迷走神经增强机体的副交感神经系统活性,有利于恢复自主调节系统的稳态,达到治愈某些疾病的目的。1997年,美国食品药品监督管理局(FoodandDrug
Adminstration,FDA)批准迷走神经刺激(vagusnervestimulation,VNS)用于治疗12岁以上难治性癫痫。随后学者们发现VNS在其他中枢神经系统(centralnervoussystem,CNS)疾病中同样显示出很好的治疗效果。VNS是一项有创技术,通过手术置入刺激装置。无创迷走神经刺激(non-invasivevagusnervestimulation,nVNS)临床使用更便利,适用性更强。本文综述nVNS在CNS疾病中的临床应用及其机制,为探索围手术期临床应用提供参考。
1常见的nVNS技术
传统的VNS通过手术将螺旋状的电极缠绕在左颈部内的迷走神经主干上,利用刺激器刺激迷走神经达到治疗疾病的目的。VNS创伤大,技术难度较大,且电极长时间留置可能导致切口周围血肿和局部感染,相关并发症还包括电极断裂、深部伤口感染、暂时性声带麻痹、测试刺激下的心律失常、
电极故障和刺激器的创伤后功能障碍等。此外,VNS设备也较昂贵,阻碍了其在临床上广泛应用。因此,研究者们尝试了nVNS技术。目前,已开发两类nVNS设备,一种是经皮刺激迷走神经耳支(transauricular
vagusnervestimulation,taVNS),电极放置在耳甲处,连接到刺激器,刺激强度可调整,以0.1mA的步骤增加,直到达到电刺激的感知阈值,常见的刺激频率为20Hz和25Hz,脉冲宽度为250μs,对于不同疾病刺激治疗的次数与时间存在差异;另一种是经皮刺激迷走神经颈支
(percutaneousvagusnervestimulation,pVNS),使用手持式刺激仪,将电极涂上电解质凝胶放置在颈部迷走神经上,无创电流通过皮肤传递到神经,研究发现,pVNS使用25Hz的刺激频率仅需刺激6min就能抗疲劳并提高参与者清醒度。然而,两种无创刺激仪治疗不同疾病的最佳刺激参数尚不清楚,仍需进一步研究。目前通过监测大脑的功能磁共振成像证实,nVNS的反应区域与同时期接受中枢VNS的投射区域一致。
大量临床研究表明,nVNS与有创迷走神经刺激疗效相仿,提高了VNS的临床适用性。
2nVNS治疗CNS疾病的可能机制
2.1调节神经递质水平
nVNS可改变CNS中单胺能、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid,GABA)能以及胆碱能神经递质浓度,这些递质影响大脑皮质的神经可塑性。多项研究表明,VNS促进蓝斑核和基底外侧杏仁核中去甲肾上腺素的释放,并显著增加前额皮质和海马的细胞外去甲肾上腺素水平。最近的啮齿动物模
型研究结果表明,nVNS对三叉神经痛觉的抑制作用可能是通过激活三叉神经脊束核,从而抑制神经元上的5-羟色胺能受体,最终导致GABA释放和GABA受体激活来实现的。既往一项介绍taVNS作用机制及其对皮质兴奋性影响的研究显示,使用经颅磁刺激(transcranialmagnetic
stimulation,TMS)后,可以通过短间隔皮质内抑制(short-interval
intracorticalinhibition,SICI)的变化衡量患者的皮质兴奋性;TMS能
够非侵入性地评估人类皮质的兴奋性和抑制性回路,SICI是一种提供运动皮质内GABA受体活性信息的TMS方案,SICI增加表明GABA浓度增加;该研究结果发现,经过左耳屏内侧taVNS治疗1h后,参与者SICI水平增加,说明接受taVNS治疗的10例健康参与者的皮质兴奋性降低。
2.2抑制炎症反应
许多CNS疾病的病理生理学进展都与神经炎症