皮肤迷走神经刺激对新生大鼠坏死性小肠结肠炎（NEC）的保护作用

《Pediatric Research》：The protective effect of cutaneous vagus nerve stimulation from necrotizing enterocolitis (NEC) in neonatal rats

　　

背景：坏死性小肠结肠炎（NEC）是早产儿发病率和死亡率的主要来源。迷走神经刺激（VNS）已被证实具有抗炎作用。动物研究表明，迷走神经活动可能减轻NEC炎症。方法：研究人员使用一种在大鼠幼崽中诱导NEC的动物模型。新生大鼠幼崽被分为六个处理组：接受NEC诱导并进行实际VNS、假VNS和无VNS的幼崽；以及未接受NEC诱导并进行实际VNS、假VNS和无VNS的幼崽（总n=112）。死亡后，使用NEC组织学损伤评分系统对胃肠道（GI）样本进行0-4级评分。NEC发生率定义为评分2-4级。还量化了存活时间和早产死亡率。结果：在NEC诱导幼崽中，NEC评分和NEC发生率的差异无统计学意义。然而，接受实际VNS或假VNS的幼崽平均存活时间更长（p=0.014），早产死亡率更低（p=0.004）。当任意VNS幼崽（实际VNS和假VNS幼崽合并）与无VNS幼崽比较时，这些效应更强（分别为p=0.0009和p=0.003）。结论：研究结果提示，电刺激和触觉刺激两种皮肤VNS均可能对NEC患者的死亡具有保护作用。影响：迷走神经刺激（VNS）在成人中已被证实具有抗炎特性，并代表了一种可能的NEC新治疗方法。研究人员利用NEC动物模型发现，皮肤VNS对NEC的发生和严重程度具有保护作用。这些保护作用对电刺激和触觉刺激VNS均成立。研究结果提示了一种针对新生儿NEC潜在有希望的新疗法。

**论文解读文章：皮肤迷走神经刺激对新生大鼠坏死性小肠结肠炎的保护作用**

**研究背景与目的**
坏死性小肠结肠炎（necrotizing enterocolitis, NEC）是新生儿人群中最常见的炎症性疾病之一，在北美每1000例活产儿中影响1-3例。大量研究证实，NEC的患病率与出生胎龄和出生体重呈负相关。一项纳入近50万极低出生体重儿（<1500g）的荟萃分析显示，NEC发生率为7.6%，总体死亡率为15-30%，其中约40%的病例需要手术干预。随着极早产儿存活率的提高，更多高风险NEC的婴儿存活下来，但标准治疗（包括肠道休息、胃肠减压、静脉抗生素和坏死组织手术切除）仍无法完全消除NEC对健康的威胁。因此，探索预防或减轻NEC负担的新疗法具有重要临床意义。
近年来，迷走神经刺激（vagus nerve stimulation, VNS）因其抗炎作用成为有前景的疗法。治疗性VNS可通过多种方式实现，包括在成人中植入刺激器，而非侵入性方法之一是使用刺激夹夹住耳屏（耳屏含有纯感觉性的迷走神经耳支）。当迷走神经被激活时，乙酰胆碱可减弱巨噬细胞释放肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor, TNF），进而减少白细胞介素IL-1β、IL-6和IL-8的释放，从而减轻炎症。既往研究显示，VNS对成人炎症性疾病（如脓毒症、肺损伤、糖尿病、类风湿关节炎、纤维肌痛甚至偏头痛）有效。在儿科人群中，VNS仅被批准用于青少年癫痫和偏头痛。近期研究表明，迷走神经张力降低与NEC严重程度增加及其他胃肠道炎症相关，动物实验证实迷走神经切断术与更高的脓毒症和NEC发生率相关。基于这些证据，研究人员提出假说：VNS可能通过其抗炎特性降低NEC的发生率、严重程度及相关死亡率。本研究首次评估直接迷走神经刺激是否能在哺乳动物中预防或减轻NEC。

**主要关键技术方法**
本研究使用Sprague-Dawley大鼠幼崽（共12窝，总计112只），新生幼崽自然分娩后分为六个处理组：NEC诱导+实际VNS（n=20）、NEC诱导+假VNS（n=21）、NEC诱导+无VNS（n=15）、无NEC诱导+实际VNS（n=19）、无NEC诱导+假VNS（n=18）、无NEC诱导+无VNS（n=19）。NEC诱导采用高渗配方喂养（每4小时一次，共4天）联合缺氧（氮气环境，<2%氧，90秒）和低温（2-4°C，10分钟）应激，并在第1天单次添加脂多糖（lipopolysaccharide, LPS）。VNS刺激使用定制实验室自制皮肤刺激电极（基于血管夹），对新生幼崽左耳进行30分钟/次、共3次刺激（实际VNS电流50μA，频率20Hz方波；假VNS电极无电流）。组织学分析采用NEC组织学损伤评分系统（0-4级），由经验丰富的儿科外科医生盲法评分。统计方法包括非参数检验（Mann-Whitney、Kruskal-Wallis、Chi-square、log-rank Mantel-Cox等），显著性水平设为p<0.05。

**研究结果**
**NEC评分与NEC发生率**
在NEC诱导幼崽中，实际VNS组、假VNS组和无VNS组的平均NEC评分分别为1.20±1.01（中位数1.00）、1.05±0.67（中位数1.00）和1.67±0.98（中位数2.00），差异无统计学意义（p=0.135）。NEC发生率（评分2-4级）在三个组中分别为40.0%、23.8%和60.0%，差异亦无统计学意义（p=0.090）。在非NEC诱导幼崽中，各组间NEC评分和发生率也无显著差异。值得注意的是，非NEC诱导幼崽中部分出现意外升高的NEC评分，平均NEC评分1.16±0.95，与NEC诱导组（1.27±0.90）无显著差异（p=0.525）。

**存活时间与早产死亡率**
NEC诱导幼崽中，实际VNS组、假VNS组和无VNS组的平均存活时间分别为95.5±2.24h、95.6±1.96h和87.8±14.3h，差异具有统计学意义（p=0.014）。事后检验显示，无VNS组与另外两组相比存活时间显著缩短（p=0.032和p=0.027），但实际VNS与假VNS之间无显著差异。早产死亡率（96小时研究结束前死亡）在三个组中分别为5.00%、4.76%和40.0%，差异显著（p=0.004）。所有非NEC诱导幼崽均存活至研究结束。

**任意VNS与无VNS比较**
将实际VNS和假VNS合并为“任意VNS”组后，NEC诱导幼崽中任意VNS组与无VNS组的平均NEC评分（1.12±0.84 vs. 1.67±0.98，p=0.055）和NEC发生率（31.7% vs. 60.0%，p=0.055）差异接近但未达统计学显著。然而，任意VNS组的平均存活时间（95.5±2.08h）显著长于无VNS组（87.8±14.3h，p=0.003），早产死亡率亦显著降低（4.88% vs. 40.0%，p=0.001）。log-rank Mantel-Cox检验显示三组NEC诱导幼崽的生存分布差异显著（p=0.002），任意VNS与无VNS比较亦然（p=0.0005）。

**讨论与结论**
本研究首次直接评估迷走神经刺激（VNS）对NEC发生、严重程度和死亡的影响。结果表明，皮肤VNS（包括电刺激和触觉刺激）可降低NEC大鼠幼崽的死亡率并改善生存时间，尽管对NEC评分和发生率的影响未达统计学显著。假VNS组保护效应几乎与实际VNS组相当，提示触觉刺激本身可能具有保护作用，这可能通过轻柔的机械耳部操作激活迷走神经传入通路实现。该发现与功能性磁共振研究一致：经皮迷走神经激活可增强与迷走神经传入输入相关脑区的活动，并通过α7烟碱型乙酰胆碱受体亚基（α7 nicotinic acetylcholine receptor subunit）调节炎症。既往研究（Doheny等、Constantini等、Kessler等、Burns等、Ghia等、Meister等）也支持迷走神经张力失调与NEC/胃肠道损伤的关联，以及VNS的抗炎效应。
研究结论：皮肤VNS（电刺激和触觉刺激）对NEC大鼠模型的死亡具有保护作用，可能成为新生儿NEC有前景的非侵入性治疗策略。这一发现也支持袋鼠式护理及其他皮肤接触疗法的潜在益处。然而，研究存在局限性，包括样本量较小、缺乏窝间对照、无法区分电刺激与触觉刺激的独立效应、未监测系统安全性等。未来需更大样本、窝间对照、多种皮肤刺激参数及多中心合作的研究，以验证结果并推动人类临床试验。