浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院麻醉科嚴(yán)敏教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合杭州師范大學(xué)車先偉副教授團(tuán)隊(duì)在疼痛領(lǐng)域頂尖期刊PAIN發(fā)表最新研究成果。
本課題研究延長的持續(xù)性θ節(jié)律經(jīng)顱磁刺激(prolonged continuous theta burst stimulation, pcTBS)的阿片肽鎮(zhèn)痛機(jī)制。該研究為一項(xiàng)隨機(jī)、雙盲、假刺激對照研究,通過靜脈注射阿片受體的拮抗劑納洛酮揭示內(nèi)源性阿片系統(tǒng)是否參與運(yùn)動皮層(primary motor cortex, M1)和背外側(cè)前額葉(dorsal lateral prefrontal cortex, DLPFC)刺激誘導(dǎo)的鎮(zhèn)痛作用。
結(jié)果顯示:納洛酮可逆轉(zhuǎn)M1-pcTBS和DLPFC-pcTBS誘導(dǎo)的鎮(zhèn)痛作用。然而,在納洛酮代謝完成后只有M1靶點(diǎn)鎮(zhèn)痛作用恢復(fù)。與M1相比,DLPFC靶點(diǎn)需進(jìn)行兩次pcTBS才能產(chǎn)生顯著的鎮(zhèn)痛作用。此外,M1-pcTBS和DLPFC-pcTBS分別選擇性地增加了血漿中β-內(nèi)啡肽或腦啡肽的濃度。通過嚴(yán)格的‘抑制-再激活’范式,該研究證實(shí)內(nèi)源性阿片系統(tǒng)參與M1和DLPFC誘導(dǎo)的鎮(zhèn)痛作用,并且在不同靶點(diǎn)存在劑量依賴作用。以下為詳細(xì)介紹。

01 實(shí)驗(yàn)背景
· 重復(fù)性經(jīng)顱磁刺激(rTMS)作用于初級運(yùn)動皮層(M1)和左背外側(cè)前額葉皮層(DLPFC)分別能有效緩解慢性神經(jīng)病理性疼痛和偏頭痛,其鎮(zhèn)痛作用廣受關(guān)注,但作用機(jī)制尚不明確。因此,明確rTMS的鎮(zhèn)痛機(jī)制是優(yōu)化其臨床效應(yīng)的重要方向。
·內(nèi)源性阿片肽可以抑制傷害性感受信號的傳遞,然而只有個(gè)別研究探索了內(nèi)源性阿片系統(tǒng)參與rTMS鎮(zhèn)痛的機(jī)制,并報(bào)告了不一致的結(jié)果。已有的三項(xiàng)研究在刺激劑量上有顯著差異。另一方面,早期研究僅針對阿片肽受體進(jìn)行‘抑制’處理,沒有采用更嚴(yán)格的‘抑制-再激活’研究范式。該范式能夠?yàn)樗幬锘蚋深A(yù)研究提供更強(qiáng)的因果證據(jù)。
02 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
針對以上兩個(gè)問題,本研究設(shè)計(jì)了一個(gè)兩階段實(shí)驗(yàn)。我們首先探索靜脈注射納洛酮是否可逆轉(zhuǎn)M1-rTMS和DLPFC-rTMS的鎮(zhèn)痛作用,待納洛酮代謝完成后再進(jìn)行第二次rTMS刺激來恢復(fù)rTMS的鎮(zhèn)痛作用。TMS刺激由M-100 Ultimate完成(英智科技)。

共計(jì)納入45名受試者并隨機(jī)分為三組(M1、DLPFC、Sham)。志愿者到訪實(shí)驗(yàn)室兩次(間隔≥2周),其中一次緩慢靜脈注射納洛酮,另一次注射同等劑量生理鹽水。研究者在試驗(yàn)開始前(基線),第一次pcTBS干預(yù)后30分鐘(Post1)、第二次pcTBS干預(yù)后30分鐘(Post2)對志愿者的疼痛和血液指標(biāo)進(jìn)行評估。
03 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1.研究結(jié)果表明,第一次M1-pcTBS干預(yù)(Post1)降低了生理鹽水條件下的疼痛強(qiáng)度,而兩次pcTBS(Post2)并沒有產(chǎn)生更強(qiáng)的鎮(zhèn)痛效應(yīng)。在納洛酮條件下,第一次M1-pcTBS干預(yù)后疼痛強(qiáng)度不變,待納洛酮代謝后(Post2),M1-pcTBS顯著減輕疼痛強(qiáng)度。另外,納洛酮Post1疼痛強(qiáng)度顯著高于生理鹽水。對于DLPFC靶點(diǎn),兩次DLPFC-pcTBS干預(yù)(Post2)才能降低生理鹽水條件下的疼痛強(qiáng)度。在納洛酮條件下,第一次 DLPFC-pcTBS干預(yù)后疼痛強(qiáng)度不變,而納洛酮代謝后(Post2),第二次DLPFC-pcTBS仍然未能顯著減輕疼痛,但納洛酮條件Post1和Post2疼痛強(qiáng)度均顯著高于生理鹽水。Sham組各條件下均未見顯著差異。

2.M1和DLPFC組生理鹽水和納洛酮條件下疼痛變化的個(gè)體數(shù)據(jù)如下圖所示。兩次DLPFC刺激可產(chǎn)生疊加的鎮(zhèn)痛作用,而單次M1刺激即可以有效抑制疼痛。

3.血漿中β內(nèi)啡肽和腦啡肽數(shù)據(jù)顯示,與Sham組相比,M1刺激可顯著增加β內(nèi)啡肽水平,而DLPFC刺激則可顯著增加腦啡肽水平。相關(guān)分析表明,pcTBS干預(yù)后腦啡肽的變化與疼痛強(qiáng)度的變化存在共變關(guān)系。

04 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
綜上所述,本研究提供了內(nèi)源性阿片系統(tǒng)參與M1和DLPFC-rTMS的鎮(zhèn)痛作用的因果證據(jù),并進(jìn)一步證明了這種內(nèi)源性阿片肽機(jī)制在不同靶點(diǎn)存在劑量依賴作用。
浙大二院嚴(yán)敏教授為本文通訊作者,杭州師范大學(xué)車先偉副教授為共同指導(dǎo)老師。浙大二院麻醉科劉穎博士和孫軍鋒老師為共同第一作者。本研究還得到了澳大利亞國立大學(xué)Paul Fitzgerald教授、Bernadette Fitzgibbon教授,和墨爾本大學(xué)Robin Cash教授的支持。該研究由國家自然科學(xué)基金(82071227)、國家臨床重點(diǎn)專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目(2021-LCZDZK-01)、浙江省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃(2022C03038)和浙江省自然科學(xué)基金(LY23C090002)資助完成。
課題負(fù)責(zé)人近期研究成果:
Wang Y, Tan B, Shi S, Ye Y, Che X. Dopamine D2 receptor antagonist modulates rTMS-induced pain experiences and corticospinal excitability dependent on stimulation targets. Int J Clin Health Psychol. 2024;24(1):100413. doi:10.1016/j.ijchp.2023.100413
Zhao H, Jiang C, Zhao M, et al. Comparisons of Accelerated Continuous and Intermittent Theta Burst Stimulation for Treatment-Resistant Depression and Suicidal Ideation. Biol Psychiatry. Published online December 22, 2023. doi:10.1016/j.biopsych.2023.12.013
Cheng M, Che X, Ye Y, et al. Analgesic efficacy of theta-burst stimulation for postoperative pain. Clin Neurophysiol. 2023;149:81-87. doi:10.1016/j.clinph.2023.02.174.
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