運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子對亞急性期腦卒中康復(fù)和預(yù)后的預(yù)測

1. 研究背景

  中風(fēng)是全球第二大死亡原因，也是導(dǎo)致殘疾的第三大常見原因。卒中監(jiān)護(hù)病房數(shù)量的增加、靜脈溶栓治療的更頻繁使用以及最近的機(jī)械取栓術(shù)在過去 30 年內(nèi)提高了卒中存活率。然而，大約 30% 的患者在中風(fēng)后仍保持中度殘疾，有些患者需要日?；顒?dòng)的幫助。因此，建議對有針對性的康復(fù)進(jìn)行更多研究，并且需要有助于確定哪些患者將從康復(fù)中受益的工具。

TMS 是一種安全、非侵入性和無痛的技術(shù)，其中在初級運(yùn)動(dòng)皮層 (M1) 上施加刺激以在皮質(zhì)脊髓通路中產(chǎn)生下降的齊射。這會(huì)引發(fā)運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位 (MEP)，可以從對側(cè)肢體的肌肉中記錄下來。中風(fēng)后，MEP 參數(shù)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，包括潛伏期、振幅、中樞運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)時(shí)間 (CMCT) 和靜息運(yùn)動(dòng)閾值 (rMT)。過去十年的研究表明，腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子 (BDNF) 在中樞神經(jīng)系統(tǒng)缺血后的大腦可塑性中起著重要作用。BDNF是神經(jīng)營養(yǎng)因子家族的成員，在神經(jīng)元增殖、存活和分化中起重要作用。大腦皮層中 BDNF 濃度的增加可能會(huì)實(shí)現(xiàn)突觸發(fā)生、增強(qiáng)樹突棘的形成和分支，這有助于中風(fēng)幸存者的神經(jīng)元可塑性。然而，缺乏同時(shí)評估 BDNF 水平和 TMS 參數(shù)變化并評估它們與神經(jīng)系統(tǒng)改善和中風(fēng)結(jié)果的相關(guān)性的研究

2. 研究目標(biāo)

  本研究旨在確定從小指外展肌 (ADM) 肌肉記錄的 TMS 誘導(dǎo)的 MEP 以及 BDNF 多態(tài)性和 BDNF 濃度在預(yù)測上肢肢體運(yùn)動(dòng)功能和一般中風(fēng)恢復(fù)的預(yù)后價(jià)值。

3. 研究方法

3.1 被試

   71名首次中風(fēng)患者，男性占比(63.4%)，大多數(shù)患有缺血性卒中(95.8%)。

3.2 實(shí)驗(yàn)材料

   臨床量表:使用臨床量表在 D0（研究招募，中風(fēng)發(fā)作后 2-14 天）、30±3 天后（D30）和 90±3 天后（D90）隨訪期間評估中風(fēng)嚴(yán)重程度、運(yùn)動(dòng)缺陷和依賴性。中風(fēng)嚴(yán)重程度由美國國立衛(wèi)生研究院中風(fēng)量表 (NIHSS) 評估。在 D0、D30 和 D90 天，通過 NIHSS、醫(yī)學(xué)研究委員會(huì) (MRC) 量表和改良的 Brunnstrom 量表 (MBS) 評估上肢和手部肌肉麻痹的嚴(yán)重程度。在第 30 天和第 90 天使用 mRS（0-5 分）和 Barthel 指數(shù)（BI，0-20分）評估依賴性。在每種情況下，臨床量表的評估都在 TMS 測試之前進(jìn)行。執(zhí)行 TMS 的研究人員（JB、KK 或 BK）并未對臨床評估評分不知情。

  BDNF濃度和多態(tài)性評估: 在 D0、D30 和 D90 收集 BDNF 濃度的樣品。BDNF 多態(tài)性的血液在 D0 收集一次。BDNF 濃度通過酶聯(lián)免疫熒光測定 (ELISA) 使用常用試劑盒 (R&D Systems, USA) 確定，并以 pg/ml 表示。樣品在 -80°C 下儲(chǔ)存，直到它們都準(zhǔn)備好進(jìn)行分析。BDNF 基因多態(tài)性使用聚合酶鏈反應(yīng)和限制性片段長度多態(tài)性 (PCR-RFLP) 確定。研究了兩種類型的多態(tài)性：G196A（A/A、G/A、G/G）和 C270T（C/C、C/T）。

  TMS誘導(dǎo)的MEP: 檢查時(shí)，患者坐在躺椅上，雙手內(nèi)旋，睜眼。通過表面電極從 ADM 記錄肌電圖 (EMG) 數(shù)據(jù)。使用 Micromed EMG/EP 系統(tǒng)（Micromed SpA Italy）放大 EMG 活性。在所有患者中，檢查尺神經(jīng)傳導(dǎo)以排除神經(jīng)病變。評估 F 波潛伏期并用于進(jìn)一步計(jì)算。使用 Magstim 200R (Magstim Ltd. UK) 和 8 字形線圈施加 TMS。對側(cè)手的初級運(yùn)動(dòng)皮層 (M1) 是通過從頂點(diǎn)橫向測量 5 厘米，然后向前移動(dòng) 1 厘米來確定的。然后，確定了手動(dòng)馬達(dá)的“熱點(diǎn)”。線圈在中線后方 45° 定向，以提供垂直于中央溝的電流。重復(fù)的單脈沖 TMS 應(yīng)用于“熱點(diǎn)”位置以確定每個(gè)患者的 rMT，其定義為能夠在 10 個(gè)中的至少五個(gè)中引起峰峰值幅度≥50 μV 的可重現(xiàn) MEP 的最低刺激強(qiáng)度休息時(shí)的連續(xù)刺激。首先刺激未受影響半球的 M1，然后是受影響半球的 M1。使用 100% 刺激器輸出引發(fā) MEP。在最大肢體放松期間，以5秒的間隔重復(fù)刺激五次。當(dāng)MEP以100% 輸出連續(xù)放電 3 次后仍未出現(xiàn)時(shí)，定義為不存在 MEP。激活的 MEP 還使用患者 ADM 用力期間的最大輸出進(jìn)行評估，在對檢查者的阻力施加 V 指外展時(shí)進(jìn)行測試。在所有患者中，每個(gè)單脈沖 TMS 誘導(dǎo)的 MEP 都使用相同的協(xié)議在兩個(gè)腦半球（受影響和未受影響）進(jìn)行。CMCT 使用 F 波法計(jì)算。在第 0 天和第 30 天使用相同的協(xié)議兩次評估 MEP 參數(shù)，并與華沙精神病學(xué)和神經(jīng)病學(xué)研究所臨床神經(jīng)生理學(xué)系使用的 MEP 參數(shù)的正常值進(jìn)行比較。

3.3 實(shí)驗(yàn)流程

   這是一項(xiàng)觀察性隊(duì)列研究?；颊咴谥酗L(fēng)后 2-14 天（D0）和 30 天（D30）之間接受了帶有 MEP 的 MEP 評估，并在 3 個(gè)月后評估了它們對上肢運(yùn)動(dòng)功能和一般結(jié)果的影響（D90）。測定了 BDNF 基因多態(tài)性的存在，并在 D0、D30 和 D90 測量血清 BDNF 濃度。

3.4 數(shù)據(jù)記錄與分析

由于缺乏正態(tài)分布，使用中位數(shù)和四分位距 (IQR) 描述和比較連續(xù)變量，并使用 Wilcoxon 或 Kruskal-Wallis 檢驗(yàn)（取決于比較組的數(shù)量）進(jìn)行分析。使用卡方檢驗(yàn)或 Fisher 檢驗(yàn)（取決于組數(shù)）比較離散變量。使用 Spearman rho 相關(guān)系數(shù)計(jì)算連續(xù)變量之間的相關(guān)性。所有進(jìn)行的檢驗(yàn)都是雙向的，所有假設(shè)都在統(tǒng)計(jì)顯著性水平 0.05 上進(jìn)行檢驗(yàn)。使用統(tǒng)計(jì)包 R 版本 3.2.1（R Foundation for Statistical Computing，Vienna，Austria）進(jìn)行分析。                           

4. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

  招募患者并在中風(fēng)發(fā)作后的平均(SD)7±4.2 天(D0)進(jìn)行他們的第一次 MEP 參數(shù)評估。在 91.3% 的病例中檢測到 BDNF C/C 多態(tài)性，在 8.7% 的病例中檢測到 C/T（表1）。研究組的詳細(xì)基線特征和 BDNF 多態(tài)性分布見表1。

表1. 研究組的基線臨床特征和BDNF多態(tài)性

  在 D0 時(shí)在 40 名靜息患者和 49 名用力期間患者以及 51 名靜息患者和 57 名用力期間 D30 患者中檢測到來自受影響手的 MEP。在休息時(shí)，第 0 天時(shí) 31 名患者和第 30 天時(shí) 20 名患者的受影響手不存在 MEP。在用力期間，D0 時(shí) 22 名患者和 D30 時(shí) 14 名患者的受影響手中不存在 MEP。當(dāng)可檢測到 MEP 時(shí)，在相當(dāng)多的患者中，與 D0 相比，D30 的 MEP 參數(shù)有所改善。與 D0 相比，D30 的 rMT 較低（68.22±20.89% 對 76.12±19.54%，P = 0.024）。在患者中獲得的 MEP 參數(shù)列于表 2 中。

表 2. 在 D0 和 D30 具有任何可檢測 MEP 的患者的參數(shù)

表 3. MEP 參數(shù)和 BDNF 濃度與上肢運(yùn)動(dòng)恢復(fù)和中風(fēng)結(jié)果的 Spearman 等級相關(guān)性

    MEPs的存在及其在靜息和用力狀態(tài)下的波幅與3個(gè)月后上肢截癱的改善和一般預(yù)后顯著相關(guān)。靜息運(yùn)動(dòng)閾值對預(yù)后無預(yù)測價(jià)值。中樞運(yùn)動(dòng)傳導(dǎo)時(shí)間和MEP潛伏期預(yù)測卒中結(jié)果或運(yùn)動(dòng)缺陷改善的一致性較差。D0、D30和D90的BDNF基因多態(tài)性和BDNF濃度與腦卒中后3個(gè)月患者的偏癱程度或獨(dú)立性均無相關(guān)性。

5. 結(jié)論

  MEP 的存在及其振幅是中風(fēng)后上肢運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)和一般結(jié)果的有用預(yù)測指標(biāo)。BDNF 濃度及其基因型沒有預(yù)后價(jià)值。需要對大型隊(duì)列進(jìn)行進(jìn)一步研究，以確定這些方法在運(yùn)動(dòng)恢復(fù)和卒中結(jié)果預(yù)測中的有效性。

6. 文獻(xiàn)名稱及DOI號

Bembenek, J. P., Kurczych, K., K?ysz, B., Cudna, A., Antczak, J., & Cz?onkowska, A. (2020). Prediction of Recovery and Outcome Using Motor Evoked Potentials and Brain Derived Neurotrophic Factor in Subacute Stroke. Journal of Stroke and Cerebrovascular Diseases, 29(11), 105202.

Doi: 10.1016/j.jstrokecerebrovasdis.2020.105202