重复经颅磁刺激对孤独症谱系障碍患儿的影响研究进展

发布时间: 2024-06-11




孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)是最常见的神经发育疾病之一,估计患病率为1.9%,在儿童和青少年中很常见,其是一种复杂的神经发育障碍,其特征是持续的社会交往和互动缺陷以及重复刻板的行为、兴趣和活动,其他常见相关症状包括智力残疾、睡眠障碍、认知延迟、癫痫和运动笨拙,以及共病精神症状,如强迫症、情感障碍和注意缺陷多动障碍。ASD是一种普遍存在的疾病,其症状表现和自然病史因患者而异。随着ASD发病率的急剧增加,ASD治疗已经成为全球的热点话题,目前其确切病因仍然未知,社会心理干预被认为对ASD患者有帮助,但患儿恢复程度不一,药物治疗通常用于管理与ASD相关的一些症状,但有一些痛苦的副反应。考虑到目前治疗方法的局限性,因此,迫切需要探索新的、有效的ASD治疗模式。





一、重复经颅磁刺激

近年来 ,非侵入性神经调节技术(noninvasive brain stimulation,NIBS)的应用提出了希望,即可能成为治疗ASD核心表现的有效工具,以改变包括ASD在内的神经精神疾病的病理神经可塑性。经颅磁刺激(TMS)是一种备受关注的无创神经调节技术,利用电磁感应在大脑皮质中产生瞬态的、局部的电场,导致局部神经元的去极化和放电,其分为单脉冲、配对脉冲或重复脉冲序列3种刺激模式。单脉冲和配对脉冲TMS专门用于研究目的,而rTMS可用于研究和治疗应用。rTMS通常在0.5~20.0Hz的频率范围内。在低频(即≤1Hz)下,rTMS通常会抑制大脑兴奋性,而在高频(即≥5 Hz)下,rTMS通常会促进大脑兴奋性。其已被研究作为一种治疗一些神经和精神疾病的干预措施,如抑郁症、帕金森病、阿尔茨海默病和癫痫等,可以改变神经元的兴奋性,并且通过改变刺激部位以及参数而达到相应的治疗效果。


二、rTMS治疗ASD 

非侵入性脑刺激技术在治疗ASD方面引起了极大的兴趣,特别是鉴于缺乏可用的药物疗法。在2016年发表的一篇叙述性综述中,Oberman等描述了rTMS在ASD中的使用,其刺激参数和目标在不同的研究中差异很大。作者的结论是,rTMS应用于特定皮质区域的特定ASD相关行为症状的改善,虽然令人鼓舞,但证据有限。一篇出版物建立了评估rTMS在一些适应证中疗效的指南,其中已经有15项研究和病例报道评估了rTMS作为ASD的治疗干预措施,在这项指南中根据这些研究,使用rTMS治疗ASD可能被归类为C级证据:“可能有效”。

1、刺激参数和目标

在rTMS中,磁场的影响仅限于大脑皮质表层内的一个小区域(约3cm2)。因此,选择适当的目标区域或感兴趣区域对于最大限度地提高干预的有效性非常重要。到目前为止,使用rTMS进行治疗,以改善症状或生理和认知指标的研究主要集中在ASD大脑的4个区域—背外侧前额叶皮质(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)、内侧前额叶皮质、辅助运动区和右侧三角部和盖部。ASD结构神经影像学研究中最一致的形态学发现之一是早期大脑过度生长,前额叶神经元密度增强。最近的证据表明,ASD受试者的非典型皮质发育持续存在,优先影响额叶和颞叶皮质。有研究对ASD的小丘脑异常的地形学分析显示,前额叶内有明显的缺陷。Oberman等研究表明各种大脑区域和症状领域已经被定位,包括DLPFC改善易怒、重复行为和执行功能,补充的初级运动皮质改善运动行为,内侧前额叶皮质改善心智化,运动前皮质改善语言表达能力和手眼协调能力。额叶在社交、认知和情感功能中起着重要的作用。一些研究表明,DLPFC对工作记忆中语言、听觉信息和非语言、空间信息的操作是必要的。通过质子磁共振波谱检测发现了ASD患者前扣带皮质和DLPFC存在功能障碍。尽管ASD病理生理学仍不清楚,但前额叶皮质结构和功能的异常可能是ASD临床症状的基础,目前越来越多的证据表明ASD患者是前额叶皮质受累,更具体地说是,DLPFC。

Barahona-Corrêa等表明,ASD治疗中rTMS刺激参数和目标的选择治疗似乎遵循一种模式,低频刺激(<1Hz),抑制皮质兴奋性,用于背外侧前额叶,而内侧前额叶和其他非前额叶优先选择更高的频率(≥5Hz),促进皮质兴奋性。只有少数研究同时刺激两个半球的皮质区域,使用复杂的刺激计划,首先刺激一个半球,然后刺激另一个半球,最后两个半球交替进行。然而,单侧刺激的结果似乎并不逊于使用双侧。Ameis等试点、双盲随机对照试验首次证明,高频rTMS刺激DLPFC在青年和中年人ASD患者中是可行的,且耐受性良好,虽然高频rTMS治疗左侧DLPFC已被批准治疗抑郁症,通过改善患者的执行功能如言语记忆、面部识别和工作记忆等,但仍未发现可改善ASD患者的执行功能。ASD的最佳rTMS与抑郁症不同,尽管DLPFC的刺激部位相同。有研究已经证明,ASD患者皮质抑制降低,与抑制性GABA神经传递异常有关,这可能导致皮质兴奋/抑制不平衡。因此,提示低频rTMS可能增加受刺激部位的抑制功能,从而改善患有ASD的儿童和青少年的症状。总体而言,rTMS在与刺激部位相关的不同区域都有缺陷,但在以往多项研究以及临床实践中,大家更偏向于低频刺激背外侧前额叶,可能基于上述提及的ASD患者前额叶皮质结构和功能的异常。同时,由于DLPFC的连通性,即DLPFC与所有其他皮质区域相互广泛连接,如纹状体在功能上与DLPFC相关,对DLPFC进行高频rTMS可以增加尾状核中内源性多巴胺的释放,相反,低频rTMS对DLPFC的抑制作用可以诱导ASD患者的多巴胺能神经调节,从而减轻重复行为等症状。因此,低频rTMS对DLPFC的抑制作用更有助于使其他多个互连部位的功能正常化,允许神经回路产生更高认知功能所需的综合反应。

2、ASD 症状改善

Tong等招募32例ASD患儿进行随机对照试验,结果表明rTMS能够改善ASD患者的注意力、执行能力、语言能力,减少刻板行为和过激行为,稳定情绪,其实验参数和设计有待商榷,但仍提供了一定的科学依据。Masuda等和Casanova等系统综述表明,在ASD患者中,低频rTMS可能对社会功能和重复行为有治疗作用。Masuda等系统评价证明了rTMS对患有ASD的儿童和青少年的潜在临床影响,应用于左侧DLPFC的低频rTMS对刻板行为、多动、言语问题、易怒和嗜睡均产生有益的影响。Barahona-Corrêa等对关于使用rTMS治疗ASD的现有文献进行了系统回顾,发现rTMS治疗可显著减少重复刻板行为,具有中等大小的效应大小,但存在偏倚,其对社会互动也有影响但不明显,只有少数研究报道了持续的益处,仍都需要更多有利的证据。更多的研究显示rTMS对认知功能没有显著改善。值得注意的是,治疗性rTMS不太可能逆转ASD表型的多个方面,相反,其可能改善与特定皮质区域或回路功能改变相关的特定核心或相关症状。现有证据支持rTMS可能有助于治疗ASD的某些维度。然而,这些证据必须谨慎对待,因为大多数研究没有充分控制安慰剂效应。


三、不良事件 

rTMS确实会产生一些不良副反应的风险,但并不常见,通常是轻微和自我限制的,包括头痛、头晕、感觉变化、颈部疼痛和下颌抽搐等。最严重的可能不良事件是诱发癫痫发作,由于存在多种癫痫危险因素,rTMS研究人员仔细筛查药物和其他潜在癫痫诱发因素是至关重要的。同时,建议使用低频刺激,因为癫痫诱发通常发生在高频刺激。总的来说,所有患者癫痫发作风险被认为小于0.01%。现有有限的数据表明,rTMS在既定的安全指南中应用时,在儿童ASD人群中具有良好的耐受性和安全性。目前没有证据表明癫痫发作的风险增加。


四、结语 

应用rTMS治疗ASD已经引起全世界范围内越来越多的关注,到目前为止,使用rTMS治疗主要是低频刺激DLPFC,从而增强神经元的抑制作用,同时使癫痫发作的风险降低。干预之后,患儿的某些领域有不同程度的改善,如重复刻板行为、社会交往、注意力、语言能力或抑郁症状等。对于不适合精神药理学治疗的ASD患者,rTMS可能是一种更好的选择。目前有一些临床项目提供rTMS来治疗ASD症状,但在这一背景下,维持其有效性和安全性的证据以及刺激参数和部位仍有待深入研究,还需要更多高质量、多中心、大样本的随机对照试验。虽然rTMS在ASD中的真正潜力尚未被准确描述,但其代表了一种创新的有前途的研究工具和一种新颖的、可能具有变革性的治疗神经发育障碍的方法,未来还需进一步研究优化治疗方案。


注文章出处:李雪.重复经颅磁刺激对孤独症谱系障碍患儿的影响研究进展.[J].中国实用儿科杂志.2024.39(4):311-315.