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本文对VNS在IBS中的应用与机制进行了全面梳理。作者通过系统检索文献,综述了VNS作为一种新型生物电治疗策略,在调节肠-脑轴(GBA)、通过α7nAChR抑制TNF-α减轻炎症、缓解内脏高敏感、调整胃肠道动力、调节肠道菌群(如增加双歧杆菌丰度)和维持肠屏障完整性等多方面的作用机制。临床研究表明,经皮耳穴迷走神经刺激(taVNS)与经皮神经电刺激(PENFS)可有效增加IBS-C患者每周完全自发排便(CSBMs/week),降低腹痛视觉模拟评分(VAS)和IBS症状严重程度评分(IBS-SSS),改善生活质量(IBS-QOL),显示出良好的应用前景。
肠易激综合征(IBS)是一种常见的非器质性功能性胃肠病,以反复发作的腹痛、腹胀、排便习惯异常为特征。其潜在机制复杂,现有药物治疗往往只能缓解症状。近年来,迷走神经刺激(VNS)作为一种生物电治疗策略,在IBS治疗领域展现出新潜力。
迷走神经与胃肠道疾病概述
迷走神经是混合神经,包含20%传出纤维和80%传入纤维。传入纤维将肠道信息传递至大脑,传出纤维调节胃肠运动与分泌。肠易激综合征(IBS)患者常存在迷走神经张力降低。研究表明,迷走神经功能而非结构的改变,是IBS的病理生理特征之一。肠道内分泌细胞(EECs)可感知微生物信号,并释放血清素(5-HT)等物质与迷走神经传入纤维相互作用。IBS患者常存在5-HT信号异常,并与5-HT转运蛋白(SERT)表达异常相关,这可能参与了IBS不同亚型(如IBS-D和IBS-C)的发病。
VNS治疗IBS的作用机制
临床前证据表明,VNS通过多层面机制对IBS发挥治疗作用。
1. 肠-脑轴
肠-脑轴(GBA)是连接肠道与大脑的双向通讯系统,迷走神经是其关键组成部分。IBS患者常存在GBA功能失衡。VNS可通过增强迷走神经传导功能,恢复GBA平衡,从而改善胃肠运动与分泌功能,减轻肠道慢性低度炎症。
2. 抑制炎症
VNS通过传入纤维激活下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴,促使肾上腺释放具有抗炎特性的皮质类固醇,发挥抗炎作用。更重要的是,VNS通过传出纤维介导的“胆碱能抗炎通路”发挥作用:释放的乙酰胆碱与巨噬细胞上的α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7nAChR)结合,抑制巨噬细胞产生肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等促炎细胞因子。动物实验证实,在由乙酸灌洗结合慢性急性应激建立的IBS大鼠模型中,VNS改善抑郁行为、异常粪便输出和过度腹部收缩反射的机制,可能与α7nAChR降低炎症细胞因子水平有关。
3. 缓解疼痛
经皮电神经场刺激(PENFS)可显著降低青少年IBS患者的腹痛评分。动物实验表明,刺激迷走神经传入纤维可抑制内脏运动反应,提高内脏痛阈值,缓解疼痛反应。慢性VNS还能通过调节神经元同步性,改善慢性内脏痛患者的认知能力。有研究提示,20-30 Hz的经皮耳穴迷走神经刺激(taVNS)可能有助于缓解疼痛。
4. 改善内脏高敏感
内脏高敏感是IBS的另一关键特征。非侵入性VNS(如taVNS)在动物和临床研究中均被证明可减轻内脏高敏感。动物研究显示,taVNS可提高结直肠扩张阈值,降低腹部收缩反射评分。
5. 调节胃肠道动力
taVNS可增加IBS-C患者的排便频率,减轻腹痛和便秘,提高生活质量。VNS可增强迷走神经传出活动,并通过中枢-迷走通路与骶神经协同,改善直肠-肛门功能协调性。迷走神经释放的乙酰胆碱作用于平滑肌膜上的M3受体,导致胃肠道平滑肌收缩。电针等刺激可增强肠平滑肌中M3受体的阳性表达,同时对动力亢进(如IBS-D)和动力低下(如IBS-C)的肠道产生双向正向调节作用。
6. 调节肠道菌群
VNS通过改变肠道微环境,可调节肠道菌群,增加双歧杆菌、乳酸菌等有益菌的数量。临床研究发现,taVNS治疗显著增加了患者肠道中双歧杆菌的丰度以及丁酸、丙酸、乙酸等短链脂肪酸的浓度,从而缓解与IBS相关的炎症反应。
7. 维持肠屏障完整性并降低通透性
肠屏障受损常导致IBS。肠胶质细胞(EGCs)是肠神经系统的主要细胞,可分泌S-亚硝基-谷胱甘肽等分子,增加紧密连接蛋白(如Occludin、Claudin家族成员、ZO-1、磷酸化肌球蛋白轻链等)的表达,保护上皮屏障。迷走神经虽不直接支配肠上皮,但可通过胆碱能信号与肠神经系统通讯,影响EGCs,从而调节肠道通透性。动物实验表明,VNS可防止创伤性脑损伤小鼠模型肠道通透性增加和肠道损伤,并降低肠道TNF-α水平。
VNS在IBS中的临床应用
VNS可分为侵入性迷走神经刺激(iVNS)和非经皮迷走神经刺激(tVNS)。tVNS又包括颈部迷走神经刺激(tcVNS)、耳部迷走神经刺激(taVNS)和经皮电神经场刺激(PENFS)。临床研究多集中于taVNS和PENFS。
临床疗效总结
多项随机对照试验(RCT)评估了VNS对IBS的疗效。与假刺激组相比,taVNS治疗可显著增加IBS-C患者每周完全自发排便次数(CSBMs/week),降低视觉模拟评分法(VAS)疼痛评分和IBS症状严重程度评分(IBS-SSS),提高布里斯托大便性状量表(BSFS)评分和IBS生活质量问卷(IBS-QOL)评分。迷走神经活动与CSBMs/week次数呈弱正相关,与VAS疼痛评分呈弱负相关。
对IBS-D患者的研究也显示,taVNS治疗后,患者的IBS-SSS、汉密尔顿抑郁量表(HAMD)和汉密尔顿焦虑量表(HAMA)评分均显著降低。
PENFS疗法在青少年和儿童IBS患者中也显示出显著疗效,可降低腹痛指数(API)、恶心严重程度量表(NSS)和功能性残疾量表(FDI)评分。
作用部位与中医理论
耳朵是人体唯一在体表有迷走神经传入纤维分布的部位。在Shi和Liu等人的研究中,电极刺激部位位于耳甲腔等区域。这与我国传统医学的耳穴疗法不谋而合。中医理论认为,耳穴与全身脏腑功能有特定联系,刺激“胃”、“交感”等耳穴可调节相应脏腑(如胃、大肠)功能,缓解IBS相关症状。有综述指出,对大肠、脾、肝等对应耳穴进行耳穴压豆,可调节脏腑功能、祛湿止泻,显著降低IBS-D患者的IBS-SSS和焦虑程度。
安全性与个体差异
VNS在试验中表现出良好的安全性,多数患者仅报告耳朵不适、轻度皮肤刺激或头痛等轻微副作用,且治疗结束后逐渐消失。然而,VNS疗法的疗效存在个体差异,可能与刺激参数、个体解剖与神经支配差异、疾病亚型与病理状态、肠道菌群组成、中枢神经系统与脑-肠轴功能差异,以及合并用药和基础健康状况等因素有关。
研究局限性与未来方向
现有临床试验多为单中心、小样本研究,随访期短,长期疗效和复发率数据不足,且多以IBS-C患者为中心。部分研究的盲法设计不完善。在机制层面,对相关信号通路(如α7nAChR介导的下游分子机制)的深入分析不足。临床应用方面,非侵入性VNS缺乏权威性治疗审批;侵入性iVNS则因手术风险和成本限制临床应用。
未来研究需关注不同IBS亚型的最佳刺激参数、VNS与其他疗法(如低FODMAP饮食、促动力药、抗抑郁药)的联合方案、IBS-D机制研究需验证的关键靶点等核心问题。
结论
总而言之,VNS通过调节GBA、减轻炎症反应、改善肠道动力和内脏高敏感,显著改善了IBS患者的症状,表现为VAS、IBS-SSS评分降低,CSBMs/week、BSFS、IBS-QOL评分提高。未来,IBS的治疗将不再主要依赖低质量证据支持的药物和饮食疗法,而是可以VNS为主,联合5-氨基水杨酸、生物制剂等药物进行治疗,这将显著改善IBS患者的生活质量。