安慰剂调节正畸牙移动疼痛的随机交叉对照试验

杨虹 晋瑜 赖文莉

口腔疾病研究国家重点实验室 国家口腔疾病临床医学研究中心四川大学华西口腔医院正畸科 成都 610041

正畸疼痛是正畸治疗过程中最常见的并发症[1]。对于大多数患者而言，整个正畸治疗过程中都会出现疼痛，在每次正畸加力后，疼痛程度会加重[2]。疼痛对患者会产生不利的心理影响，因此缓解正畸疼痛有利于患者顺利进行治疗。临床上常采用服用镇痛药物的方法来减少正畸疼痛，但镇痛药物或多或少存在不良反应。安慰剂是一类与真实药物外观相似但不含任何药理成分的药物，如蒸馏水或淀粉片[3]，是一种很有前途的止痛药物。安慰剂被认为是通过患者的强大意识在治疗过程中起作用[4]，多被应用在随机对照试验中作为对照组，与试验组进行比较[5-6]。单独应用安慰剂的镇痛效果及其潜在机制目前尚不清楚[7]，本研究目的即是探讨单独应用安慰剂对正畸疼痛的治疗效果。

视觉模拟评分法（visual analogue scales，VAS）是目前被广泛应用的主观疼痛评估法[8]。唾液α-淀粉酶（salivary alpha-amylase，sAA）是由腮腺、下颌下腺和舌下腺产生的一种金属酶，该酶的分泌水平与VAS有明显相关性，提示该酶可作为生物标志物以客观评价疼痛的强度[9]。皮质醇是一种有效的抗炎药物，具有动员葡萄糖储备能量和调节炎症的作用，还与压力反应紧密相关。据报道[10]，焦虑情绪能诱导皮质醇分泌增加。机体对疼痛的感知和处理不仅仅是一种生理活动，情绪状态同样可以调节疼痛，焦虑情绪、疼痛和生理反应之间存在相互作用[11]。本实验通过VAS、状态焦虑量表（state anxiety inventory，STAIState）、sAA和皮质醇检测共同评价疼痛和焦虑水平，并探讨正畸疼痛和焦虑情绪的相关性及安慰剂效应。

1 材料和方法

1.1 受试者的选择

从四川大学招募60名右利手健康志愿者作为研究对象，年龄18～25岁，平均（20.22±1.38）岁。研究开始前，每位受试者都签署了书面知情同意书（不包括安慰剂部分）。本研究得到四川大学华西口腔医院伦理委员会的批准，伦理批准号为WCHSIRB-D-2014-048。

纳入标准：1）成年健康女性和男性，年龄20～30岁，右利手；2）无明显错畸形，无正畸治疗史，无颞下颌关节病或牙周病、牙龈炎、牙髓炎等其他引起颌面部疼痛的疾病；3）教育背景相似，本科以上文化程度（因理解力是使用STAIState和VAS的必要条件之一）；4）既往无任何严重疾病史，无精神或神经病史，无手术和麻醉史，无脑器质性病变等；5）无精神及神经系统用药史，无滥用酒精史，无使用影响中枢神经系统和试验结果的用药史。排除标准：1）试验期间有明显不良反应者；2）患有全身系统性疾病者；3）近期服用镇静、抗焦虑或其他精神性药物者。

1.2 分组方法和干预方法

1.2.1 分组和随机方法 随机：60名受试者根据随机化原则进行分组，通过计算机生成两组随机数，从而创建两组相同数量的受试者。分组信息被隐藏在顺序编号、不透明且密封的信封中，受试者纳入研究后将其编号，再打开对应编号的信封，按照对应的方式进行干预。给研究对象发放问卷和测量痛阈的操作员对分组信息不知情。数据由另一名研究者进行统计学分析。

1.2.2 干预措施 本研究通过在左侧下颌第一磨牙的近中侧和远中侧放置正畸分牙橡皮圈来激发正畸疼痛。安慰剂组在放置橡皮圈0.5h后服用安慰剂，并告知受试者是有效的止痛剂，同时进行语言强化，告知其具有很强的镇痛作用；非安慰剂组放置分牙橡皮圈但是不服用安慰剂。本研究使用的安慰剂是维生素B药片（江苏兰得营养品有限公司）。

1.2.3 试验过程 试验流程如图1所示。安慰剂组和非安慰剂组在第1次分牙橡皮圈放置前和放置后24 h进行疼痛相关检测（图1中第1、2次检测），包括使用VAS检测受试者的疼痛水平，采用STAIState通过问卷调查检测受试者的焦虑水平，采集受试者唾液检测sAA和皮质醇的分泌水平。因正畸疼痛在施加正畸力后的24 h达到峰值[12-13]，因此本研究选择放置橡皮圈后24 h检测疼痛相关指标。第1、2次检测结束后取下分牙橡皮圈，经过1个月的洗脱期，两组受试者进行交叉实验，即未使用安慰剂组此次使用安慰剂，使用安慰剂组此次不使用安慰剂。将分牙橡皮圈再次放置在受试者相同位置的牙齿上，做相同的检测（图1中第3、4次检测）。在研究期间，所有60名受试者都没有服用止痛药或咖啡因。以橡皮圈放置前测量 结果作为基线。

图1 试验程序示意图Fig 1 Schematic representation of the experimental design

1.3 检测指标和方法

1.3.1 VAS值 使用VAS法检测受试者放置分牙橡皮圈前后的疼痛水平。测量时使用长10cm的直线，最左为设0，最右设为10，0代表无痛，10代表难以忍受的剧烈疼痛，由左端到右端表示疼痛逐渐加重。受试者根据主观感受到的疼痛状况在该直线上相应位置画一条垂直的短线，由一名研究者测量该短线与左端的距离，代表受试者的疼痛水平。

1.3.2 焦虑状态 使用STAI-State量表记录受试者放置分牙橡皮圈前后的焦虑状态[14-15]。测试焦虑水平的量表有STAI-State和焦虑特质量表，前者用以评价最近某一特定时间的恐惧、紧张、忧虑和神经质的体验或感受，后者则用于评定人们日常的情绪体验，因此本研究使用前者来评估受试者加力后的焦虑水平。STAI-State的量表得分越高，则表示受试者该方面的焦虑水平越高。问卷调查采用电子问卷的形式，受试者当场扫码填写问卷，调查时由一名研究者对受试者进行统一的口头和书面指导，并解释如何填写问卷。本研究发放60份问卷并全部回收。

1.3.3 sAA和皮质醇 在放置分牙橡皮圈前和放置24 h后分别使用无菌唾液收集管收集受试者自然分泌的唾液，通过酶联免疫吸附测定（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）法检测与疼痛和焦虑状态相关的皮质醇和sAA的分泌水平。所有受试者在唾液取样前至少30min不饮水、不进食、不吸烟。为消除取样时间的影响，唾液取样时间均为下午2时至3时；因为患者的个人唾液流速不同，取样时间设为3～10min。唾液收集在聚丙烯管中，采集后立刻放入-80℃冰箱中冷冻。检测时将唾液样本经离心机离心，分别使用人皮质醇ELISA试剂盒（GD-E003264197，上海晅科生物科技有限公司）和人sAA ELISA检测试剂盒（JL1-9200，上海江莱生物科技有限公司）检测皮质醇和sAA的质量浓度。

1.4 统计分析

使用GraphPad Prism 7.01软件（GraphPad Software公司，美国）进行统计分析。组间比较采用独立样本t检验。对两组受试者放置分牙橡皮圈前后VAS值的差值、焦虑状态评分（STAI-State量表得分，记为S值）的差值、sAA的差值、唾液皮质醇水平的差值分别进行配对t检验。对两组受试者放置分牙橡皮圈前后VAS和S值的差值、唾液皮质醇水平和VAS评分的差值、sAA和S值的差值分别采用Pearson相关性分析。检验水准为双侧α=0.05。

2 结果

2.1 VAS测量结果

安慰剂组和非安慰剂组在放置分牙橡皮圈前后的VAS值见表1。安慰剂组在放置分牙橡皮圈后VAS值较放置前明显增高（P=0.031）；非安慰剂组VAS值在橡皮圈放置后同样较放置前明显增高（P＜0.01），提示无论是否使用安慰剂，放置分牙橡皮圈都会引起受试者疼痛。安慰剂组在橡皮圈放置前后VAS值的差值明显低于非安慰剂组，差异有统计学意义（P=0.048），提示安慰剂的使用可以有效地降低正畸疼痛。

表1 安慰剂组和非安慰剂组在放置分牙橡皮圈前后的VAS和焦虑状态测量值Tab 1 VAS and anxiety measurements before and after placement of orthodontic separators in the placebo and non-placebo groups

2.2 焦虑状态测量结果

安慰剂组和非安慰剂组的STAI-State量表测量结果见表1。在分牙橡皮圈放置前后，安慰剂组的焦虑状态评分（S值）无明显差异（P=0.586 7），非安慰剂组的S值在放置后明显增加（P＜0.01）；安慰剂组在橡皮圈放置前后的得分差值明显低于非安慰剂组（P=0.047）。该结果提示，放置分牙橡皮圈24 h能明显增加受试者的焦虑水平，而使用安慰剂能降低焦虑水平，即使放置分牙橡皮圈，安慰剂组受试者的焦虑水平也无明显增加。

2.3 焦虑状态与疼痛变化的相关性分析

放置分牙橡皮圈前后VAS差值和S值差值的相关性离散图见图2，二者的Pearson相关系数为0.408 3，差异具有统计学意义（P=0.010），二者为中度相关。

图2 放置分牙橡皮圈前后VAS差值和S值差值的相关性离散图Fig 2 Scatter diagram of correlation between VAS difference and anxiety score difference before and after separator placement

该结果说明，放置分牙橡皮圈可导致疼痛程度和焦虑水平均增加，且二者呈正相关关系。

2.4 皮质醇和sAA测量结果

受试者放置分牙橡皮圈前后唾液中皮质醇和sAA的分泌水平见表2。非安慰剂组皮质醇质量浓度在分牙橡皮圈放置后较放置前显著增加（P=0.0432）；安慰剂组皮质醇质量浓度在橡皮圈放置前后无明显变化（P=0.9254）；安慰剂组在放置前后皮质醇质量浓度的差值明显低于非安慰剂组（P=0.0478）。该结果说明，放置分牙橡皮圈24 h能显著增加受试者的皮质醇分泌，使用安慰剂能明显减少其分泌。分牙橡皮圈放置后，非安慰剂组sAA的质量浓度较放置前明显增加（P=0.048 3），安慰剂组与放置前的差异无统计学意义（P=0.388 2）；两组在橡皮圈放置前后sAA质量浓度的差值无统计学差异（P=0.6125）。该结果说明放置分牙橡皮圈24 h能明显增加受试者sAA分泌，而使用安慰剂对sAA的分泌无明显影响。

表2 安慰剂组和非安慰剂组在放置分牙橡皮圈前后的sAA和皮质醇的表达量Tab 2 The expression of sAA and cortisol in the placebo group and the non-placebo group before and after the placement of orthodontic separators nmol·L-1

2.5 sAA表达水平与疼痛变化，皮质醇表达水平与焦虑评分的相关性分析

放置分牙橡皮圈前后sAA表达水平差异和疼痛变化（VAS值）的Pearson相关系数为0.409 7（P=0.0179），二者为中度相关（图3上），即放置分牙橡皮圈后，sAA表达水平与疼痛程度均增加，且二者呈正相关关系。

橡皮圈放置前后的唾液皮质醇水平差值和状态焦虑（S值）差值的Pearson相关系数为0.4357（P=0.008 9），为中度相关（图3下），即橡皮圈放置前后的皮质醇分泌水平的差值与焦虑状态呈正相关。

图3 橡皮圈放置前后sAA分泌水平的差值与VAS值变化（上），皮质醇分泌水平的差值与焦虑评分变化（下）的相关性离散图Fig 3 Scatter diagram of correlation between sAA secretion level difference and VAS value change (top), cortisol secretion level difference and anxiety score change (bottom) before and after separator placement

2.6 VAS值、焦虑状态评分、sAA和皮质醇表达量的性别差异

不同性别受试者的VAS值、焦虑状态评分（S值）、皮质醇和sAA表达水平的差值见表3。经统计学分析，放置分牙橡皮圈前后，VAS值、S值、皮质醇和sAA表达水平的差值在不同性别间的差异均无统计学意义（P＞0.05）。

表3 不同性别受试者在分牙橡皮圈放置前后VAS、焦虑状态评分、皮质醇和sAA表达的差值Tab 3 The difference of VAS, anxiety score, cortisol and sAA expression between male and femal subjects before and after placement of orthodontic separators

3 讨论

正畸疼痛起源于牙周膜中正畸力诱导的一系列局部自限性炎症反应，疼痛信号一旦被牙周感觉末梢接收到，就会通过三叉神经节传递，经中脑、丘脑中继后，最终到达大脑疼痛感知的感觉皮层。为了缓解正畸疼痛，常用的治疗方式包括药物治疗[16-17]、机械治疗、物理治疗[18]、言语疏导和心理治疗[19]等。常用的药物为非甾体抗炎药[16-17]。研究[20]发现，与局部麻醉相比，应用全身非甾体抗炎药或局部非甾体抗炎药在有效性上没有明显差异。机械方法包括使用微脉冲振动装置、咀嚼口香糖等。物理治疗包括低强度激光照射，经皮神经电刺激疗法[21]等。根据以往的研究[22]，安慰剂同样具有有效的镇痛效果，因此，本试验选择安慰剂作为一种非侵入性治疗方法来缓解疼痛，观察治疗效果。

本试验采用交叉对照的设计方法，即同一患者交替使用两种或多种治疗方法，各组患者用药顺序相交叉的设计。交叉设计可以显著降低混杂因素对结果的影响，使结果更为真实可信。对具体个体而言，疼痛的感觉具有很强的主观性，交叉设计采用的自身前后对照能消除个体差异带来的偏倚。从疼痛产生的原因来讲，正畸疼痛源于牙周膜中正畸力诱导的炎症反应，放置分牙橡皮圈启动了牙齿周围骨中的破骨活动，最终导致骨吸收和牙周膜间隙的扩大，使牙齿可以移动。而当再次放置分牙橡皮圈时，可能由于第1次的破骨活动，施加同样的力量，牙周膜受到的力变小，所以相应的疼痛降低。从个体情绪的角度来讲，因为有了第1次的疼痛经历，第2次会有心理准备，情绪上可能没有第1次焦虑，个体可能会产生第2次经历的疼痛没有第1次强烈这样的感觉。交叉对照的设计可以消除由于顺序差别造成的偏倚，因为第2次放置分牙橡皮圈时，安慰剂组（设为A2）是第1次的非安慰剂组（设为A1），同时非安慰剂组（设为B2）是第1次的安慰剂组（设为B1）。总体来说，统计时安慰剂组的总样本为A2+B1，既有第1次放置分牙橡皮圈的样本B1，又有第2次放置分牙橡皮圈的样本A2，而非安慰剂组的总样本为A1+B2，既有第1次放置分牙橡皮圈的样本A1，又有第2次放置分牙橡皮圈的样本B2，所以可以消除第2次放置橡皮圈时，牙齿更易移动，情绪焦虑较首次缓解的偏倚。此外，笔者用统计学方法验证了第2次放置分牙橡皮圈时，药物残余效应的差异无统计学意义，提示先前使用药物的残余效应基本已不存在。

本研究结果表明，安慰剂能有效降低正畸疼痛水平，但应用安慰剂并不能消除正畸疼痛；安慰剂还能有效降低正畸患者的焦虑水平，使用安慰剂的受试者放置分牙橡皮圈后的焦虑水平与基线无明显差异。有研究[11]发现，患者的牙科焦虑与术中拔牙疼痛有关。与此相似，本研究结果表明，放置正畸装置后，疼痛和焦虑水平的增加呈正相关关系，说明疼痛和情绪调节密切相关，也提示安慰剂的作用机制可能是通过降低受试者对疼痛的预期和焦虑情绪，从而降低受试者的疼痛水平。关于疼痛的性别差异，多数研究[23]表明男性和女性有不同的疼痛表现，而本试验中放置分牙橡皮圈前后的VAS值、焦虑评分、皮质醇和sAA表达量在不同性别间的差异均无统计学意义，这可能与正畸疼痛的强度较其他研究中的疼痛强度较弱有关。

本研究中唾液取样时间均为下午2时至3时，保证时间具有一致性。橡皮圈放置前后VAS的差值与sAA正相关，状态焦虑评分差值和唾液皮质醇浓度正相关，提示唾液sAA水平能作为间接评价正畸疼痛程度的指标[24]，唾液皮质醇分泌水平能作为评价状态焦虑的指标[25]。分牙橡皮圈放置24 h后唾液皮质醇和sAA表达水平普遍升高，与基线相比差异具有统计学意义，笔者认为出现这种差异的原因是由于分牙橡皮圈造成患者的焦虑和疼痛所致。本研究中使用安慰剂后，受试者的焦虑状态水平和情绪反应相关的唾液皮质醇水平明显降低，疼痛程度的降低反而不如焦虑降低明显，提示安慰剂可以通过诱导对假想药物的积极预期，从而减少疼痛刺激的体验[26]。

仅仅通过问卷分析和检测相关唾液因子的分泌水平来评估正畸疼痛是不够的。问卷主观性强，受试者易受全身状态和情绪的影响。唾液皮质醇和sAA的分泌水平也与自身免疫状况[27]、应激状态[28]、昼夜节律[29]等密切相关。本研究通过设计交叉对照实验，在同样的时间点收集唾液样本等措施来较少混杂因素。此外，本课题组也设计了磁共振试验，将在后续实验中进一步研究正畸疼痛中安慰剂效应的功能脑区和神经机制。

本研究结果表明，唾液皮质醇和sAA可以分别作为客观的生物学指标用于焦虑水平和疼痛强度的评估；安慰剂在正畸患者疼痛控制中具有镇痛作用，且安慰剂作用和情绪调节密切相关，提示临床医生可以通过配合心理疏导降低疼痛预期或使用安慰剂药物来缓解正畸疼痛。