针灸是一种复杂的多成分治疗，已显示出治疗纤维肌痛（FM）的希望，然而，临床试验显示的结果好坏参半，可能是由于方法的不同和缺乏对基本作用机制的理解。我们试图了解针灸对体感以及改善临床疼痛的具体贡献，并尝试确定其所涉及的特定大脑回路。本文对76名FM患者进行随机分组，均接受8周（2次治疗/周）的电针灸（EA，具有针灸体感）或模拟激光针灸（ML，无针灸体感）。在治疗前和治疗后收集简要疼痛量表（BPI）、静息态磁共振成像（rs-fMRI） 和质子磁共振波谱成像中的（1 H-MRS）。结果发现，接受 EA 的 FM 患者的疼痛严重程度比 ML组的明显减轻（平均差异、EA=-1.14、ML=-0.46、X组时间交互、p=0.036）。与 ML 组相比，接受 EA 的患者还显示腿部体感表征（S1；即由EA激活的S1区域）和AINS之间的静息态功能连接增加。S1leg-aINS 连接提高与 BPI (简要疼痛量表)严重程度的降低（r=-0.44、p=0.01）和γ-氨基丁酸 （GABA+）（r=-0.48、p=0.046） 的增加相关。此外，aINS GABA+ 的增加与 BPI 严重程度的降低相关（r=-0.59，p=0.01）。最后，针刺后aINS GABA+ 的变化介导了 S1leg-aINS和 BPI 严重程度之间的关系，CI=[-0.533，-0.037]。针灸的体感成分与岛叶的神经化学物质结合，通过调节原发性体感功能连接来减轻FM(纤维肌痛)的疼痛程度。本文发表在Arthritis & Rheumatology杂志。（可添加微信号siyingyxf或18983979082获取原文及补充材料）纤维肌痛（FM）是一种常见的慢性疼痛疾病，折磨着2-8%的人口，其特征是躯体疼痛、疲劳、睡眠不良、情绪消极和认知障碍。虽然外周因素（例如，小纤维神经、免疫系统）可能在FM中起一定作用，但这种疾病被认为主要是由异常的中枢神经系统（CNS）生理学引起的，其放大了对疼痛的感知（也称为集中性疼痛或伤害性疼痛）。值得注意的是，神经影像学研究表明，FM患者在岛叶内表现出兴奋性神经递质谷氨酸水平升高，抑制性神经递质γ-氨基丁酸（GABA）水平降低，GABAA受体浓度上调。此外，在FM中发现伤害性脑区的功能性脑网络连接增加，而抗伤害性脑区的连接减少。这些结果表明中枢神经系统是FM治疗干预的主要靶点。由于正在发生的阿片类药物公共卫生危机，非药物治疗FM的干预措施，如针灸，已受到关注。然而，针灸试验的荟萃分析显示出混合的结果，一些结果显示，主动针灸并不比对照组更有效，而另一些结果显示，针灸在减轻疼痛方面优于对照组和非针刺对照组。这样的结果可能的原因是在不同的试验中纳入了异质性治疗范式和假对照。针灸是一个复杂的过程，包括多种方法（如针刺感觉、位置、深度等）和环境因素（如预期、患者-医生关系、治疗过程等）。重要的是，在以前的针灸试验中使用的假对照可能没有正确地解释所有这些不同的针灸成分。在这项研究中，我们特别评估了针刺体感传入的中枢神经系统的作用机制，以及这些机制如何在FM(纤维肌痛)中产生镇痛反应。由于针刺通过针刺和触诊产生体感，我们设计了一个对照假控制程序，以减少所有的触觉。以前的许多针灸试验通过穴位触诊和触觉刺激进行假对照，模仿真实的针插入和操作，从而在体感影响方面混淆真假针灸。我们将FM患者随机分为两组：电针灸（EA）和模拟激光针刺（ML）。电针灸已被证明临床上有效的减轻FM疼痛。我们假设其会在中枢神经系统中特异性地激活体感通路，以产生比ML更大的镇痛效果。本研究是一项单中心盲法假对照随机非交叉纵向神经影像学研究临床试验。这项研究方案均由密歇根大学机构审查委员会批准，所有研究参与者均根据赫尔辛基宣言提供书面知情同意书。患有FM的患者被纳入研究。纳入和排除标准的全部细节在补充方法A中提供。在筛选之后，参与者被邀请完成基线状态（第0天）和基线MRI评估（发生在第1天和第3天之间的任何地方），然后被随机分配到两个平行研究组中的一个（图1）。我们使用计算机生成的随机置换组块（4、6或8块）。针灸师秘密得知每个参与者的分组情况，主要研究人员或数据分析人员则不能获得。两个干预组分别是（i）电针（EA），有体感传入，（ii）模拟激光针刺（ML），无体感传入。治疗后，收集第二次状态（第33-40天）和MRI评估（第34-43天）。患者报告的结果收集治疗前后的状态。分别于治疗前后进行全脑静息状态功能磁共振成像（rs-fMRI）和右前岛叶的质子磁共振波谱（1H-MRS）检查。
（A）处理前先记录FM状态和MRI结果，之后进行4周2次/周的治疗，分成2组：电针灸组（EA）和模拟组（ML，对照），最后再记录一次处理后的FM状态和MRI结果。（B）EA组在右侧LI-11 到 LI-4、左侧GB-34 到SP-6、双侧ST-36 的3对穴位行低频EA。在Du-20、右侧耳深门和左侧LV-3(图1B)也置入针，但没有电流传递。EA针使用恒流电针灸装置(AS SUPER 针刺激器)进行低强度和低频率的刺激，该装置允许灵活设置脉宽(1 ms)、频率(2 Hz)和形状(双相矩形)160个参数。FM(纤维肌痛)被试在四周（每周两次）接受8次EA或ML治疗。在所有的治疗过程中，患者仰卧在检查台上，蒙上眼睛。针灸师使用的口头指示在所有治疗中都是标准化的（补充方法B和C）。每次治疗结束后，用MGH针刺感觉量表（MASS）评定体感传入。问卷包括疼痛、深压、刺痛等感觉（0=无痛觉；10=无法忍受），这些感觉的加权总和构成质量指数。这项测量作为一项忠实性检查，以评估FM患者是否始终报告与ML相比，EA引起的感觉水平增加。此外，在第一次治疗后和最后一次治疗后，采用问卷评估治疗的有效性和可信性。这确保了临床或神经影像学结果的任何差异不是由于可信度的不同。简明疼痛量表（BPI）的严重程度分量表是主要的临床结果。在治疗前后分别测量了被试的BPI严重程度。焦虑和抑郁量表被用作次要临床结果，并评估神经影像学结果是否受这些因素的影响。此外，我们收集了一系列探索性的结果：BPI疼痛干预、美国风湿病学会2011 FM调查标准、疼痛和PROMIS（生理功能、疲劳、睡眠）。在3.0T磁共振成像系统中，获得静息态功能磁共振成像（rs-fMRI）和T1加权成像（T1w）。使用fmriprep1.1.823对rs-fMRI和T1w图像进行预处理。基于最大头动标准3mm排除头动较大的被试。由于体感传入在初级体感皮层（S1），因此我们选择腿的S1皮层代表作为种子点来检查其与其他大脑区域之间的通信。根据以前在FM患者中定位的S1leg区域MNI坐标（x=±8，y=−38，z=68）。用双侧小球ROI（半径4mm）作为种子点脑区，提取fMRI时间序列，用体素水平相关分析评价s1leg脑区的全脑连通图。分别采用EA(电针灸)和ML(模拟激光针灸)配对样本T检验对比治疗前后的脑区连通性。EA和ML之间的差异采用配对的前后差异图像的独立样本T检验进行，并回归了年龄对神经影像学结果的影响。多重比较采用高斯随机场（GRF）聚类阈值（Z>2.3）进行校正，校正后的显著性p<0.05。1H-MRS检测右侧前岛叶Glx(谷氨酰胺和谷氨酸复合物)和GABA+（γ－氨基丁酸）1H-MRS波谱检测了右侧AIN的体素，因为我们先前的研究显示了FM和无痛对照组在该区域的差异。采用单体素点分辨波谱法（PRESS）测量Glx。采用单独的GABA+磁共振波谱编辑方法（MEGA-PRESS）对来自大分子和同型肌肽的信号进行联合编辑，以估计GABA+水平。传统的PRESS波谱数据用LCModel分析。使用SPM12对每个体素进行脑脊液（CSF）校正。只有当Cramer-Rao界限<20%时，代谢物浓度才用于LCModel的统计分析。MEGA-PRESS波谱在Gannet 3.1.5中进行处理，Gannet 3.1.5是一个基于MATLAB的工具箱。在Gannet中进行MRS体积和T1加权像的联合配准，以及随后的组织分割。Gannet使用SPM12的“Coregister”和“New Segment”函数来估计MRS体积中的灰质（GM）、白质（WM）和脑脊液（CSF）。最终的GABA+估算值为绝对摩尔单位GABA+（i.u.）表示为每千克溶质水的GABA+摩尔数，并根据单个MRS体积的组织组成校正部分体积效应。此外，我们报告了关于肌酸信号（GABA+/Cr）的GABA+积分比。计算治疗前后Glx和GABA+的治疗相关变化。除了上述基于影像的统计之外，统计分析在IBM SPSS Statistics中进行。为了评估主要临床结果（BPI严重程度）和次要结果的变化，进行了2分组（EA，ML）x 2时间（前，后）混合设计方差分析。采用Pearson相关进行后续的相关分析，并进行了严格的多重比较校正，对S1leg连通性、GABA和BPI严重程度提取值之间的相关性进行了研究。为了确定用r评估的EA与ML之间的相关性是否存在差异，采用了单尾Fisher z-cocor算法进行归一化。所有图表使用GraphPad PRISM 8.2.1绘制。图1和5B的绘制使用BioRender.com。如果您对脑影像分析感兴趣，欢迎浏览思影科技课程及服务（可添加微信号siyingyxf或18983979082咨询）：
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我们筛选了120名患有FM的患者（均为女性），其中79人通过排除标准，并随机接受治疗。三名参与者失去了随访；因此76名FM参与者完成了实验。这76名FM参与者被随机分为EA组（N=38）和ML组（N=38）。在揭盲之前，4名参与者被排除在外。最终采用35EA和37ML进行纵向评估。其中32个EA和37 ML在前后时间点都有可用的rs-fMRI数据。在1H-MRS中，18个EA和25 ML有可用的MEGA-PRESS数据（用于GABA+定量），19个EA和23 ML有可用的PRESS数据（用于Glx(谷氨酰胺和谷氨酸复合物)定量）。下表列出了每个临床变量的平均值±标准差。p值来自2（时间）x2（组）混合设计方差分析。PROMIS评分已被报告为标准T评分。
治疗后EA（电针灸）组的BPI(简要疼痛量表)严重程度降低比ML(模拟激光针灸)组更大对于BPI严重程度，双因素x组时间混合设计方差分析显示时间有显著的主效应（F（1,70）=25.09，p<0.001），无组别主效应（（F（1,70）=0.03，p=0.861）。然而，存在显著的组x时间交互作用（F（1,70）=4.56，p=0.036），因此EA比ML更大程度地降低了BPI的严重程度（图2A）。EA和ML之间的BPI严重程度没有基线差异（p=0.396），且BPI严重程度的变化与抑郁或焦虑的变化无关。
图2 （A）EA组和ML组在治疗前后的BPI临床量表得分变化差异，EA组的疼痛指标在治疗后显著降低。（B）EA组和ML组的体感传入得分有显著差异，且其与8个时间点没有交互效应。
与ML((模拟激光针灸))相比，EA（电针灸）引起更大的体感传入
对于体感传入得分，2（组）x 8（时间）混合设计方差分析显示出时间的显著主效应（p=0.025），组的显著主效应（p<0.001），但没有组x时间交互效应（F=0.35，p=0.84）（图2B）。
图3 （A）EA组、ML组和两组间治疗前后S1leg种子点脑区连接差异，（B）BPI指标和S1leg与INS脑区的连接呈负相关。对S1leg的种子点全脑连接分析显示，EA组治疗后的连通性显著增加，尤其是双侧前岛叶（aINS）、后岛叶（pINS）和右侧非腿部S1亚区。相反地，ML组显示S1leg与左前/岛叶中部的连接减少（a/mINS）。全脑x组时间交互作用效应显示S1leg的增加幅度比ML组更大，主要表现为双侧aINS、pINS和右侧非腿部S1亚区（图3A）。S1leg连通性的增加与EA组BPI严重程度的改善有关对于EA组，S1leg AIN连接的变化与BPI严重程度的变化之间存在显著关系（r（30）=-0.44，p=0.01），因此S1leg -AIN连接的增加越大，治疗后BPI严重程度的降低越大（图3B）。S1的变化与ML的BPI严重程度的变化无关（r（35）=-0.02，p=0.91）。EA的相关性明显强于ML（Fisher z=-1.78，p=0.04）。治疗后抑郁（EA:r=0.02，p=0.93；ML:r=-0.14，p=0.41）或焦虑（EA:r=-0.12，p=0.51；ML:r=0.11，p=0.50）的变化与S1leg连通性的变化无关。 同样，我们发现对于EA，S1leg-pINS连接的变化与BPI严重程度的变化之间存在显著关系（r（30）=-0.43，p=0.01），因此S1leg-pINS连接的增加越大，治疗后BPI严重程度的降低越大（图3B）。S1leg-pINS连接的变化与ML 组BPI严重程度的变化无关。EA的相关性明显强于ML（Fisher z=-1.70，p=0.04）。S1leg-pINS连接的变化与治疗后抑郁（EA:r=-0.19，p=0.29；ML:r=0.18，p=0.29）或焦虑（EA:r=-0.24，p=0.18；ML:r=0.13，p=0.45）的变化无关。在EA中，GABA+的变化与S1leg-pINS连接的变化有关
（B）S1leg 连接的aINS和波谱aINS有重叠。（C）EA治疗前后的GABA+变化与S1leg和aINS连接强度呈正相关。（D）EA治疗前后的GABA+与BPI临床指标呈负相关。通过对EA组的波谱分析结果（图4A）我们发现，EA组来自S1leg连接团块的右侧AIN（双侧前岛叶）簇与MNI转换的AIN 1H-MRS体素位置重叠（图4B）。治疗对GABA+改变无主要影响，然而，我们发现连接性的增加与治疗后GABA+增加的相关性更高（GABA+（i.u.）：r（16）=0.48，p=0.046（图4C）；GABA+/Cr:r（16）=0.46，p=0.052）。这种相关性明显强于ML组的结果（GABA+（i.u.）：Fisher z=2.08，p=0.02；GABA+/Cr:Fisher z=1.94，p=0.03）。此外，我们证实了这种相关性是抑制性而非兴奋性神经递质变化的特异性。我们发现，GABA的增加与BPI严重程度的降低有关（GABA+（i.u.）：r=-0.59，p=0.01（图4D）；GABA+/Cr:r=-0.65，p=0.004）。ML组（GABA+（i.u.）：r=-0.16，p=0.44；GABA+/Cr:r=-0.13，p=0.53）没有发现这种关系，EA的相关性比ML（GABA+（i.u.）：Fisher z=-1.54，p=0.06；GABA+/Cr:Fisher z=-1.92，p=0.03）强。EA和ML中GABA+的变化与治疗后抑郁（GABA+（i.u.）：EA:r=0.12，p=0.63和ML:r=0.07，p=0.74；GABA+/Cr:EA:r=0.23，p=0.36和ML:r=0.03，p=0.89）或焦虑（GABA+）：EA:r=-0.21，p=0.40和ML:r=0.10，p=0.65；GABA+/Cr:EA:r=-0.06，p=0.82，ML:r=0.08，p=0.72）不相关。aINS-GABA+介导了EA中aINS（双侧前岛叶）连接性对BPI严重程度的影响最后，我们使用统计模型进行了一个联合分析，将连接性（X）、BPI严重性（Y）和aINS-GABA+（i.u.）相结合。结果显示，EA治疗后，通过间接地增加aINS GABA+（i.u.），S1leg -aINS连接增加与BPI严重程度降低相关（β=-0.187，BootSE=0.130，BootLLCI=-0.533，BootULCI=-0.037，图5A）。在EA治疗后，增加S1leg -aINS链接对降低BPI严重程度的直接作用不显著，表明aINS网络连接对BPI严重程度指标的影响通过aINS GABA+（i.u.）传递。该模型中BPI严重程度的R2值为0.39。当GABA+/Cr估算值被用作中介时，这种效应也存在。
图5（A）统计得到EA治疗组aINS GABA+和S1leg 与aINS脑区间连接和BPI临床量表之间的互作关系。
（B）从体感刺激提高了S1leg和aINS脑区间连接，进一步增加aINS-GABA+，从而减轻疼痛。
我们的随机神经影像学试验评估了针灸的体感传入对减轻FM(纤维肌痛)临床疼痛的作用。我们发现电针（产生持续的体感传入）在减轻临床疼痛方面比非电针（不产生体感传入）更有效。由于电针干预主要针对患者的腿部，我们检查了大脑与腿部主要体感皮层的连通性（S1leg）。我们发现，在电针治疗后，FM(纤维肌痛)患者表现出S1腿部区域与前岛叶和后岛叶（aINS，pINS）以及非S1腿部亚区的连接增强。治疗后S1leg-aINS和S1leg-pINS连接的增加与临床疼痛降低有关。另外，我们测量了岛叶中抑制性神经递质GABA的浓度，发现治疗后S1leg-aINS连接性的增加与aINS GABA+的增加有关，提示S1leg信号可能增加aINS中的GABA能抑制。此外，我们发现GABA+的增加与临床疼痛的减轻有关。最后，增加的aINS-GABA+介导了S1leg-aINS连接性提高对减少EA临床疼痛的作用。总之，这些结果使我们能够为针灸疗法中躯体感觉的作用建立一个机制模型：体感传入导致S1leg-aINS信号增加，导致AIN中GABA+抑制增加，最终减少临床的疼痛感（图5B）。我们的研究在前人工作的基础上，证明了S1在针灸中的躯体特异性。早期研究发现ST-36 EA在对侧S1腿部区域产生刺激诱发的BOLD激活。后来的研究检验了S1脑区功能在临床人群中的特异性，将S1指标与治疗结果联系起来。另一项近期的研究表明，使用手工针灸治疗慢性下腰痛可增加对背部肌肉特异性的S1区域的灰质体积和白质的完整性然而，这些研究仅限于S1内的局部变化，并没有探讨跨网络信号。有一些证据表明，在急性电针刺激下，跨网络的脑区交流增加。在健康个体中，电针刺激增加了默认模式网络和感觉运动网络与前扣带回（显著性网络的关键节点）的连接。在目前的研究中，我们发现了S1leg和右侧aINS之间连接增加的证据，这种连接增加的程度与临床疼痛的改善有关。此外，最近的研究已经表明GABA能抑制在aINS中减少伤害行为。因此，我们的结果提示S1leg可能通过GABA 抑制信号转导aINS来减轻临床疼痛。或者，针灸可暂时上调S1leg和aINS之间的伤害感受信号，这可触发内源性下行抑制系统，通过GABA能抑制aINS（即暂时性损伤引起的愈合过程）来抵消。这些机制需要通过反向研究进一步验证。据报道，FM患者aINS中GABA水平降低，GABAA受体代偿性上调。增强GABA能神经传递的药物干预对FM是有效的，羟丁酸钠（一种GABA激动剂）的3期随机试验显示FM症状得到改善。我们的研究表明针灸治疗后GABA+的增加与临床疼痛的改善有关，体感传入可能调节GABA能抑制，从而产生镇痛作用，这表明特定的GABA能通路可能参与体感增强针灸镇痛。在我们的研究中另一个值得注意的结论是，治疗后增加长程皮质-皮质连接可能导致GABA能抑制增加。尽管GABA能神经元对局部能量消耗有显著贡献，但BOLD与1H-MRS产生的GABA之间的关系是复杂的。一些对健康个体的研究表明，GABA的增加与更大的基于任务态BOLD反应有关，而其他研究跨多个皮质区域没有显示出这种关系。关于BOLD功能连接，最近一项针对健康人的研究测量了传统反相关网络的两个节点，内侧前额叶皮质（mPFC）和背外侧前额叶皮质（dlPFC）中的GABA，结果表明，静息态mPFC dlPFC功能连接与dlPFC GABA正相关，与mPFC GABA负相关，这表明内在的功能连接结构可能与大脑皮层不同的GABA能张力有关。很少有研究注意到治疗相关的GABA和功能连接的变化；一项研究注意到服用γ-羟基丁酸（一种GABA激动剂）增加了右侧功能连接。由于GABA和BOLD功能连接之间的复杂关系，我们的结果需要进一步验证。然而，我们的纵向模型（图5B）提出，增加的S1leg-aINS连接会影响aINS中的GABA+，从而减少临床疼痛。S1leg-aINS通路的下游效应需要进一步研究；一种可能是S1参与了aINS对交感神经的调节，因为aINS是中枢自主神经网络的一部分。事实上，我们先前的研究表明，在FM患者的实验性压痛实验中，S1与心迷走神经调节减少有关。此外，GABA不是调节aINS功能的唯一神经递质；在本研究的FM参与者子样本中，我们发现FM中胆碱升高（通常参与神经炎症）与通过aINS壳核功能连接的疼痛干扰有关。未来的研究应更明确地探讨自主神经系统和/或其他神经递质在躯体化诱导针刺镇痛中的作用。总而言之，我们的研究发现，针灸的体感传入特异性地调节了体感岛叶回路的功能连接和抑制性神经化学，以减轻FM（纤维肌痛）患者的临床疼痛。随着未来对针灸的机制研究，我们可能会发现新的中枢神经系统通路参与非药物诱导的镇痛，并设计新的治疗方法来调节慢性疼痛病理中的中枢神经系统通路。
