经皮耳迷走神经刺激治疗功能性消化不良的岛屿调节效应

《Journal of Affective Disorders》：Insula modulation effects of transcutaneous auricular vagus nerve stimulation treating functional dyspepsia

经皮耳迷走神经刺激（taVNS）治疗功能性消化不良（FD）的脑功能连接机制研究。纳入21例FD患者和30名健康对照者，患者接受8周taVNS治疗，并通过静息态fMRI比较治疗前后功能连接（FC）变化。结果显示，治疗前FD患者左dAI与DLPFC FC显著高于对照组，治疗后症状显著改善，AI与DLPFC、杏仁核、海马旁回及视觉网络等FC显著降低。提示taVNS可能通过调节AI与中央执行网络、边缘系统及视觉网络的功能连接发挥作用。

　　

罗毅|王志|王宇|姜天通|马继正|曹九东|张雷|荣佩静|白玉宁|方继亮

中国中医科学院广安门医院，北京，中国

摘要

背景

先前的临床研究表明，经皮耳迷走神经刺激（taVNS）可以缓解功能性消化不良（FD）的症状。但其潜在的大脑功能机制仍不清楚。本研究旨在通过使用静息态功能性磁共振成像（rs-fMRI）来探索taVNS治疗FD时对大脑的调节作用。

方法

研究纳入了21名FD患者和30名健康对照组（HCs）。FD患者接受了taVNS治疗，并在治疗前后进行了脑fMRI扫描；HCs仅在纳入研究时进行了一次fMRI扫描。采用基于体素的功能连接性（FC）和相关性分析来探讨taVNS对FD患者大脑的调节作用。

结果

治疗后，FD患者的症状显著改善。基线时，FD患者左侧背侧前岛叶（dAI）与左侧背外侧前额叶皮层（DLPFC）之间的功能连接性（FC）显著高于健康对照组。taVNS治疗后，岛叶各亚区（尤其是前岛叶AI）与多个脑区（包括DLPFC、杏仁核、海马旁回以及楔前回/舌回/鞍状回）之间的FC显著降低。

结论

本研究表明，FD患者AI与DLPFC之间的FC存在异常。taVNS有效缓解了FD的临床症状，这可能与它调节AI与中枢执行网络（CEN）、边缘系统及视觉网络（VN）之间的FC有关。

引言

功能性消化不良（FD）是一种常见的功能性胃肠（GI）疾病，全球患病率为18%（Ford等人，2015年；Nasseri-Moghaddam等人，2023年），常伴有焦虑和抑郁（Esterita等人，2021a）。FD的常见治疗策略包括抑酸疗法、促动力药物和抗抑郁药，但这些方法的不良反应可能限制了其应用（Sayuk和Gyawali，2020年）。

最近，经皮耳迷走神经刺激（taVNS）被作为一种安全的FD治疗方法引入（Wang等人，2021年；Kim等人，2022年；Shi等人，2024a年；Zhu等人，2021年）。Shi（Shi等人，2024a）发现，与对照组相比，taVNS在缓解消化不良症状方面具有更高的临床反应率和足够的缓解效果；另一项研究（Zhu等人，2021年）表明，taVNS除了减轻消化症状（主要是腹胀和腹痛）外，还能缓解FD患者的焦虑和抑郁症状。机制研究表明，taVNS可以调节胃的运动模式（Teckentrup等人，2020年；Steidel等人，2021年）并逆转内脏高敏感性（Farmer等人，2020年）。然而，taVNS对FD的大脑调节作用尚未明确。

岛叶被认为是“稳态传入处理网络”的关键枢纽（Mayer等人，2006年），它与皮层和皮下区域有广泛的连接，作为跨模态和跨功能关联的基础，接收来自感觉、边缘、自主和前额叶脑区的神经传入，并参与多种功能，包括感觉处理、情绪形成、动机和认知（Gogolla，2017年；Craig，2009a）。一项静息态功能性磁共振成像（rs-fMRI）和扩散张量成像（DTI）研究显示，FD患者的岛叶功能和结构存在异常（Liu等人，2018a）。此外，神经影像学荟萃分析发现FD患者常出现岛叶激活异常（Mao等人，2023年）。还有研究表明，岛叶也是针灸治疗FD的潜在靶点（Liu等人，2018a；Zeng等人，2012年）。

岛叶采用“后前”信息调节模型进行处理：后岛叶处理体感信息，并将其传递给前岛叶，在中前岛叶形成情绪评估（Craig，2009a）。Deen等人（Deen等人，2011）通过rs-fMRI对功能连接模式进行聚类，确定了三个岛叶亚区：背侧前岛叶（dAI）、腹侧前岛叶（vAI）和后岛叶（PI）。其中，dAI主要参与认知处理，vAI与情绪功能相关，而PI与体感运动的整合有关（Uddin等人，2014年）。

功能连接性（FC）分析是一种用于评估不同脑区时间序列之间相关性的方法。不同脑区之间的激活耦合表明它们参与了相同的基本功能过程（Lv等人，2018）。在本研究中，我们利用rs-fMRI探讨8周taVNS治疗后FD患者的岛叶FC是否发生变化。假设taVNS通过调节岛叶亚区的FC来缓解FD症状。

伦理声明

该研究得到了中国中医科学院广安门医院伦理委员会的审查和批准（批准编号：2022-249-KY）。所有FD患者均于2023年1月至2023年11月期间从门诊部招募。所有健康对照组（HCs）通过广告招募。在试验开始前（ChiCTR2300069108），所有参与者均提供了书面知情同意书。

FD患者

所有FD患者均由具有执业资格的医生诊断。

临床评分

本研究共纳入21名FD患者和30名健康对照组（HCs）。两组在性别和年龄上没有显著差异。基线时，FD患者的HAMD-17和HAMA-14评分显著高于健康对照组（表1）。

经过8周的taVNS治疗后，FD患者的NDSI、HAMD-17和HAMA-14评分显著降低，同时NDLQI评分显著升高（表2；补充表2；补充图1、2）。

fMRI结果

治疗前，左侧dAI与...

讨论

研究结果表明，FD患者存在焦虑和抑郁状态，8周的taVNS治疗显著改善了临床症状。神经影像学结果显示，FD患者AI与DLPFC之间的FC高于健康对照组，治疗后这一差异显著降低。此外，taVNS显著降低了AI与边缘系统和视觉网络脑区之间的FC。

这些发现与...

局限性

本研究存在一些局限性需要考虑。首先，样本量相对较小且fMRI扫描时间较短（Ooi等人，2025年），限制了结果的解释力度。其次，缺乏安慰剂对照组，无法充分控制非特异性效应（如预期效应和安慰剂反应）。此外，FD患者与健康对照组在基线情绪评分上存在显著差异，这可能...

结论

总之，本研究显示FD患者AI与DLPFC之间的FC存在异常。8周的taVNS治疗通过调节岛叶（尤其是AI）与CEN、边缘/边缘系统及视觉网络之间的FC，缓解了FD患者的消化不良和抑郁/焦虑症状。这些发现为taVNS治疗FD提供了神经影像学证据。

作者贡献声明

罗毅：撰写——初稿、可视化、软件使用、数据调查、数据分析、数据管理。王志：撰写——审阅与编辑、数据调查、数据管理。王宇：监督、资金获取、概念构思。姜天通：方法学设计、数据调查。马继正：方法学设计、数据调查。曹九东：数据调查。张雷：数据调查。荣佩静：撰写——审阅与编辑、监督、项目管理、方法学设计、资金获取。

参与同意

所有参与研究的个体均获得了书面知情同意。

发表同意

所有作者均同意发表本文。

伦理批准

所有研究程序均得到了中国中医科学院广安门医院伦理委员会的批准（批准编号：2022-249-KY），所有参与者在试验前均提供了书面知情同意书。

代码可用性

不适用。

资金支持

本研究得到了广安门医院研究项目基金（资助编号：2022094）、中央公益性研究机构基本研究基金（资助编号：ZZ201813006）、中国中医科学院“一带一路”合作项目（资助编号：GH201912）、国家自然科学基金（资助编号：82174282和82474663）、高水平中医医院提升项目（资助编号：HLCMHPP2023072和HLCMHPP2023094）的支持。

未引用参考文献

Shi等人，2024b

利益冲突声明

作者声明无任何财务或其他利益冲突。

致谢

不适用。