电针缓解慢性炎性痛的外周及中枢机制 *

鲍 阳 章 勇 张学学 柳 涛 张达颖△

（1 南昌大学第一附属医院疼痛科，南昌 330006；2 江西省卫生健康委员会神经性疼痛重点实验室，南昌330006；3 南昌大学第一附属医院医学科研中心，南昌 330006）

疼痛是一种与实际或潜在的组织损伤相关且不愉快的感觉及情绪情感体验，或与此相似的经历[1]。慢性疼痛是指持续或者反复发作超过3 个月的疼痛，主要由外周组织损伤、持续性炎症（炎性痛）、外周或中枢神经系统的适应性改变（神经病理性疼痛）等引起[2]。我国慢性疼痛的患病率为31.54%，其中36.78%未接受相应的治疗[3]。炎性痛是疼痛的重要类型之一，临床上炎性痛病人数量众多。非甾体抗炎药（如阿司匹林、双氯芬酸钠等）是目前临床治疗炎性痛的主要方法，但这类药物存在致上消化道黏膜损伤、肝肾毒性等不良反应。因此，寻求安全可靠、疗效显著的新方法已成为疼痛基础与临床研究领域的关键课题，具有重要的社会意义和实际价值。

电针疗法是在传统针灸基础上改良的一种治疗慢性疼痛的方法，可单独使用或作为辅助治疗。电针疗法不仅具有良好的镇痛效果，且与传统药物治疗相比，具有使用范围广和安全可控等优点。近年来的研究发现，电针刺激足三里可驱动迷走神经-肾上腺轴，从而发挥抑制全身性炎症反应的作用[4]。通过总结国内外文献，发现电针镇痛机制涉及调控炎性介质、胶质细胞活性及蛋白激酶表达等。本文将从电针镇痛穴位及参数选择、外周及中枢水平机制等方面进行综述，以期为后续电针镇痛的机制研究和临床诊疗提供理论基础。

一、电针穴位选择和参数

目前报道具有炎性痛缓解作用的穴位有足三里、三阴交、环跳穴、阳陵泉穴、昆仑穴、内膝眼、犊鼻穴等。每个穴位有其独特的解剖学特点，并且周围分布有不同的神经分支，如足三里由腓肠外侧皮神经支配、环跳穴由臀上神经支配、阳陵泉穴由隐神经支配、昆仑穴由腓肠神经支配等[5]。穴位选择遵循就近原则。在碘乙酸单钠诱导的关节炎模型中，选择内膝眼和犊鼻穴，分别位于髌韧带内外侧的凹陷处，常搭配使用。在三叉神经痛中就近选择头面部穴位，如百会穴、下关穴[6]等。穴位选择还遵循经典原则（如足三里），多项研究表明电针足三里可通过不同机制缓解炎性痛[7～9]，常与经典穴位搭配，如足三里和昆仑穴、足三里和三阴交、足三里和环跳穴，均显示具有缓解机械性痛觉过敏等作用（见表1）。穴位选择遵循就近和经典等原则，但每个穴位下蕴含的神经网络机制有待阐明。

表1 缓解炎性痛的穴位选择和参数设置

电针优于传统针灸的特点之一是可以调节刺激频率、电流强度和持续时间，能针对不同病人，更安全精准地发挥镇痛作用。在既往研究中，常用的刺激频率包括2 Hz、2/100 Hz 和100 Hz；小鼠使用的电流强度常为0.5～1 mA，而大鼠常使用1～2 mA；单次刺激时长可为5 min、10 min、20 min、30 min等（见表1）。对于炎性痛模型的小鼠，最常用的参数是2 Hz 或2/100 Hz，电流1 mA，刺激时间30 min，这能有效地发挥镇痛作用。然而需要注意的是，电针的穴位、刺激频率和强度等参数不同对镇痛效果有一定影响。例如，在术前应用100 Hz 的电针刺激足三里和三阴交可预防大鼠切口后疼痛，但使用2 Hz 的低频电针则无效[10]。

二、电针缓解炎性痛的外周机制

1.外周炎症反应

慢性炎性痛的反应包括痛觉过敏、痛觉超敏和交感神经维持性疼痛，外周敏化是启动痛觉过敏的关键因素之一，炎性介质在其中具有关键的作用。目前主要的炎性介质包括补体、缓激肽、细胞源性的细胞因子，如白细胞介素-1β (interleukin-1β, IL-1β)、白细胞介素-6 (interleukin-6, IL-6)、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)等。在完全弗式佐剂(complete Freund's adjuvant, CFA)诱导的炎性痛大鼠模型中，电针环跳穴和阳陵泉穴可显著降低外周炎症皮肤组织中TNF-α、IL-1β 和IL-6 的表达，从而发挥镇痛作用[28]。电针足三里和三阴交可促进外周组织中的调节性T 细胞的激活，产生抗炎因子白细胞介素-10 (interleukin-10, IL-10)，从而发挥镇痛效应。此外，电针还可通过抑制巨噬细胞和中性粒细胞的活性，减少IL-1β 和TNF-α 等的表达[20]。另外，Vieira 等[21]研究证实炎性痛小鼠后爪中的膜联蛋白A1 (Annexin A1, ANXA1)表达降低，而电针足三里和三阴交能增加ANXA1 的表达，并缓解疼痛。此外，不仅电针，针刺也可促进趋化因子配体1的表达，进而启动外周阿片通路，抑制炎性疼痛[29]。以上研究表明，在外周电针主要通过减少促炎介质等的表达，增加抗炎因子的生成等机制来发挥镇痛作用。

2.背根神经节

背根神经节(dorsal root ganglion, DRG)作为外周感觉神经节，具有接收和传导外周伤害性感受信息的功能，电针可以通过降低DRG 炎性介质的水平来减轻炎性痛。Zhang 等[16]研究表明，电针足三里和昆仑穴可降低CFA 大鼠DRG 中P 物质、神经激肽-1 (neurokinin-1, NK-1)受体、TNF-α、IL-1β、IL-6、白细胞分化抗原68 (cluster of differentiation,CD68)的水平。此外，电针还可触发内源性阿片和腺苷的释放，从而减轻炎性痛[30]。Liu 等[4]发现支配后肢深筋膜的PROKR2 感觉神经元是驱动迷走神经-肾上腺素轴的关键。电针足三里ST36 穴位，可激活位于DRG 中的PROKR2 神经元，驱动小鼠迷走神经-肾上腺轴，发挥抗炎作用。此外，DRG 神经元的电压门控钠(Nav)通道控制神经元和肌肉的兴奋性，与疼痛密切相关。其中Nav1.8 是具有良好镇痛效果的外周特异性钠通道，有望开发为非成瘾性镇痛药。Huang 等[31]证明角叉菜胶和CFA 炎性痛小鼠DRG 的Nav1.7 和Nav1.8 的表达增加，2 Hz低频电针足三里减少DRG 中Nav1.7 和Nav1.8 的表达，从而减轻机械痛敏和热痛敏感。嘌呤能配体门控离子通道3 (purinergic ligand-gated ion channel 3,P2X3)的激活常导致慢性炎性疼痛，短程（3 天）和长时程（14 天）电针足三里和昆仑穴两个穴位均可抑制DRG 和脊髓背角中P2X3 的表达，从而减轻CFA 引起的炎性痛[32]。为明确电针治疗慢性炎性痛的基因水平的变化，Zhou 等[15]利用高通量RNA-seq技术分析了对照组、慢性炎性痛组、电针组小鼠DRG 的基因表达谱，发现了189 个差异基因，其中与对照组相比，慢性炎性痛组DRG 中的钙离子电压门控通道亚单位(Cacnale)和钙离子电压门控通道辅助亚单位γ (Cacng5)显著上调，而电针可抑制这种上调。上述研究表明，电针可通过调节DRG 中的特殊分子类型神经元或电压门控通道等多个靶点减轻疼痛。

三、电针缓解炎性痛的中枢机制

DRG 将伤害性神经纤维的信号传入脊髓背角，经过整合后由脊髓丘脑束等上行通路，将伤害性信息进一步传递到大脑，并同时接受脑干下行抑制系统的信号传导。外周炎症会导致DRG 神经元活性增加，引起突触间神经递质及神经肽释放增加，例如P 物质、降钙素基因相关肽和脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF) 等， 从而使脊髓背角神经元的兴奋性增加，形成中枢敏化。

1.中枢炎症反应

中枢神经炎症的特征在于神经胶质细胞的激活，如星形胶质细胞、少突胶质细胞和小胶质细胞，这些细胞激活会释放BDNF 参与中枢敏化。在脊髓中，电针可通过下调趋化因子配体 1 (C-X3-C motif chemokine ligand 1, CX3CL1)和增加IL-10 的表达，抑制胶质细胞的激活，从而减轻炎性痛[33]。此外，Zhang 等[25]发现在注射CFA 后，小鼠脊髓中的受体相互作用蛋白3 (receptor-interacting protein 3, RIP3)和NOD 样受体蛋白3 (Nod-like receptor pyrin domain containing 3, NLRP3)的表达显著增加，电针环跳穴和足三里能减轻CFA 引起的机械痛和热痛，同时抑制CFA 小鼠脊髓背角中RIP3 和NLRP3 的表达。Yu 等[20]发现与CFA 组相比，电针足三里和三阴交能显著提高小鼠机械缩足阈值和热潜伏期，增强脊髓背角抗炎因子IL-10 的表达，并降低IL-1β和TNF-α 的表达。此外，通过下调外周DRG、中枢脊髓和丘脑中Toll 样受体2 (Toll-like receptors 2,TLR2)的表达，电针足三里可缓解CFA 诱导的炎性痛[12]。以上研究表明，在炎性痛模型中，脊髓中的胶质细胞被显著激活，而抑制胶质细胞的活化是电针镇痛的重要机制之一。

2.神经元兴奋性

神经元兴奋性与疼痛密切相关。Duan-Mu 等[24]运用在体电生理技术，阐明了电针梁丘穴缓解炎性痛的机制可能与促进低阈值机械感受器(low-threshold mechanoreceptor, LTM)神经元自发放电，抑制脊髓背角广动力范围(wide dynamic range, WDR)神经元的放电活动有关。这表明电针可从两个方面调节神经元兴奋性，一是激活脊髓背角LTM 神经元，二是通过抑制WDR 神经元。此外，慢性炎性痛时前扣带回皮质(anterior cingulate cortex, ACC)中的小清蛋白(parvalbumin, PV)和生长抑素(somatostatin,SOM)中间神经元兴奋性减少。电针足三里和昆仑穴可通过上调ACC 中的PV 神经元而不是SOM 中间神经元的兴奋性来改善慢性炎性痛[17]。此外，电针能激活腹外侧中脑导水管周围灰质(ventrolateral periaqueductal gray, vlPAG)中的谷氨酸神经元，同时抑制 γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)能神经元，从而产生镇痛作用[27]。以上研究表明，电针对不同区域不同类型神经元功能活动具有差异性调节作用。

3.阿片肽及其受体

内源性阿片肽包含脑啡肽、强啡肽、内啡肽等。目前发现阿片受体有9 种，其中经典的主要有μ 阿片受体、δ 阿片受体和κ 阿片受体，它们是临床上常用阿片类镇痛药的靶点。在辣椒素诱导的炎性痛模型中，电针同侧后溪穴和三阳络穴可减轻炎性痛，且镇痛作用可被鞘内注射μ 或δ 阿片受体拮抗剂逆转，而鞘内注射κ 阿片受体拮抗剂对电针的镇痛作用没有影响[34]。此外，在角叉菜胶模型中，10 Hz电针足三里可通过调节μ 阿片受体[35]来缓解炎性痛；而在CFA 炎性痛模型中，2 Hz 电针刺激可调节阿片通路和腺苷A1 受体缓解炎性痛[36]。作为辅助治疗，电针联合低剂量吗啡可以更有效地抑制炎性疼痛，并且可减少阿片类药物使用的剂量，从而减少便秘和呼吸抑制等不良反应。以上研究表明，电针缓解炎性痛的机制主要是通过调节μ 阿片受体[35]和腺苷A1 受体[36]的表达等方式实现的。

4.大麻素

内源性大麻素系统参与调节多种生理通路，其激活可以减轻炎性痛的行为反应，因此被视为治疗疼痛和炎症的常用药物靶点之一。在膝关节骨性关节炎模型中，电针内膝眼和犊鼻穴可以增加vlPAG中的大麻素受体1 (cannabinoid receptor 1, CB1)受体表达，并发挥镇痛作用[26]。后续发现电针能通过CB1 受体抑制vIPAG 中GABA 能神经元，激活谷氨酸能神经元，而发挥镇痛作用[27]。Gao 等[23]研究表明，电针环跳穴和阳陵泉穴可通过外周炎症组织中大麻素受体2 (canabinoid receptor 2, CB2)受体，抑制NLRP3 炎症小体的激活，从而缓解炎性痛。在CB2 受体敲除的小鼠中，电针对NLRP3 炎症小体的作用减弱。此外，在体外巨噬细胞系的研究中表明，刺激CB2受体可抑制NLRP3炎症小体的激活。因此，电针主要通过CB1 和CB2 受体发挥镇作用。

5.辣椒素受体

瞬时受体电位香草酸亚型1 (transient receptor potential vanilloid 1, TRPV1)是一种非选择性的钙离子通透性阳离子通道。Liao 等[8]研究发现，在CFA 炎性痛小鼠中，内侧前额叶皮质(medial prefrontal cortex,mPFC)和下丘脑中的TRPV1 的表达显著降低。然而，经过电针治疗后，这些脑区中的TRPV1 表达上调，小鼠机械痛阈也升高。当敲除TRPV1 后，电针的镇痛效果消失，这表明TRPV1 是电针镇痛的靶点之一。

6.蛋白激酶

丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶家族参与炎症、应激和细胞凋亡等过程。Liang 等[37]研究表明，电针足三里和昆仑穴可抑制CFA 小鼠脊髓丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)的活化，尤其是抑制p38 MAPK、p-p38 MAPK 和激活转录因子(activating transcription factor-2, ATF-2)蛋白的表达。这表明电针可能通过抑制慢性炎性痛大鼠脊髓p38 MAPK/ATF-2/VR-1 的信号通路来发挥镇痛作用[38]。此外，Chen 等[18]研究发现，在CFA模型小鼠的脊髓背角中，G 蛋白偶联受体激酶2 (G protein-coupled receptor kinase 2, GRK2) 的表达减少，而经过电针后GRK2 的表达增加，并缓解了CFA组的机械痛阈。当在脊髓内使用腺相关病毒特异性下调GRK2 激酶时，电针对CFA 小鼠机械性痛阈的缓解作用减弱。细胞外调节蛋白激酶(extracellular regulated protein kinases, ERK)通路参与疼痛的敏化和神经元可塑性。电针可通过抑制脊髓白细胞介素-1家族成员IL-33 和ERK 等信号通路来缓解福尔马林诱发的疼痛[39]。此外，神经调节蛋白(neuregulin1,NRG1)及其酪氨酸激酶ErbB4 受体信号通路也参与电针镇痛。在连续3 天电针刺激足三里和三阴交后，CFA 模型小鼠机械痛阈和热痛阈均得到缓解，电针逆转了脊髓中的神经调节蛋白NRG1 的表达下降。特异性敲除抑制性中间神经元中的ErbB4 后，与对照组相比，机械痛阈降低，但热痛阈没有改变[22]。

钙/钙调素依赖性蛋白激酶II (Ca2+/calmodulindependent protein kinase II, CaMKII)是一种多功能的丝氨酸/苏氨酸激酶。抑制脊髓CaMKII 的表达可缓解热痛觉过敏和机械性痛觉过敏。Hsiao 等[9]研究发现，电针足三里可抑制DRG、脊髓背角、体感皮层和ACC 中的CaMKIIα 信号发挥镇痛作用。同样地，Gu 等[19]发现在CFA 注射后的第3 天，小鼠ACC 的磷酸化钙调素依赖的蛋白激酶II (P-CaMKII)和AMPA 受体的亚基P-GluA1 的表达水平上调。然后，经过电针足三里和三阴交后，ACC 脑区P-CaMKII和P-GluA1 的表达显著降低。其中p-CaMKII 以pCaMKII-PICK1 复合体的形式参与电针镇痛。以上研究证实p38 MAPK、ERK、NRG1-ErbB4 和CaMKIIα 等信号通路参与电针镇痛，但具体的上下游分子尚未完全阐明。

四、总结与展望

炎症和疼痛密不可分，炎症反应会促进疼痛的发生发展，因此减少炎症反应是治疗疼痛的策略之一。电针作为一种急、慢性疼痛的补充和替代疗法已在全世界范围内被接受，能有效减轻炎症反应。临床上不仅炎性痛病人，神经病理性疼痛病人也常伴有肌肉筋膜的炎性症状，因此需要安全有效的治疗方法。电针具有实用性强、操作简便、不良反应小的特点，在临床上得到广泛应用，并能有效地降低疼痛评分[40]，探究电针缓解慢性炎性痛的机制对临床上电针治疗方案的制订具有重要意义。

目前，电针镇痛主要通过外周及中枢的机制缓解慢性炎性痛（见表2、图1）。外周机制包括调节炎性介质、抑制DRG 中相关信号通路等。中枢机制主要涉及减少中枢炎症反应、调节神经元兴奋性以及调控阿片肽及其受体等方面。电针镇痛机制涉及痛觉传导通路的多个层次和靶点。因此，需要从神经-免疫-内分泌整体的观点来思考。运用遗传学和蛋白组学等新技术，可从多维度更深层次地揭示电针缓解炎性痛的外周及中枢机制。值得注意的是，PROKR2 感觉神经元的研究为穴位驱动自主神经通路提供了神经解剖学基础[4]。尽管电针镇痛的中枢机制涉及多个脑区和核团，但脑区间的解剖回路在电针镇痛中尚未完全阐明。随着病毒示踪和光化学遗传学技术的运用，期待未来的研究能进一步阐明电针镇痛的脑环路机制。

图1 电针缓解炎性痛的机制

表2 电针缓解炎性痛的机制

利益冲突声明：作者声明本文无利益冲突。