《Frontiers in Pain Research》：MuscleSCS: a standardized programming framework combining neural neuromodulation and spinally mediated paraspinal muscle modulation
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背景：传统脊髓电刺激（SCS）主要调控神经性疼痛处理通路，但可能无法处理与慢性背痛相关的持续性椎旁肌肉功能障碍。MuscleSCS通过现有硬膜外电极施加低频刺激，以产生可客观验证的椎旁肌肉活动，从而扩展植入式SCS系统的治疗范围。该活动与脊髓运动通路募集一致，
背景：传统脊髓电刺激（SCS）主要调控神经性疼痛处理通路，但可能无法处理与慢性背痛相关的持续性椎旁肌肉功能障碍。MuscleSCS通过现有硬膜外电极施加低频刺激，以产生可客观验证的椎旁肌肉活动，从而扩展植入式SCS系统的治疗范围。该活动与脊髓运动通路募集一致，但所涉及的具体神经通路仍未确定。目的：研究人员旨在描述MuscleSCS作为神经与肌肉联合神经调控（neuromodulation）方法的概念基础、技术实施、编程工作流程、验证、预期结果和生物学原理。方法：低频刺激（通常2–8 Hz，最常为4–8 Hz）通过选定电极触点递送。通过触点筛选、幅度滴定、患者反馈、视觉和触觉评估、表面肌电图（sEMG）和肌肉超声优化程序。编程在技术上与传统SCS相似，通常需要15–20 min。预期结果：既往临床研究证明了技术可行性、电生理可验证的肌肉激活、超声确认的深层椎旁肌激活，以及MuscleSCS与BurstDR SCS联合时的额外疼痛缓解。目标是舒适的肌肉调控，而非肌肉强化。结论：MuscleSCS为脊髓介导的肌肉调控提供了可重复框架，可能补充传统神经调控并改善疼痛缓解。其潜在下游机械转导和免疫调节组织反应提供了源自既定骨骼肌机械生物学的生物学上合理的机制框架，但仍需针对MuscleSCS进行专门验证。
研究背景：慢性背痛是异质性疾病，伤害性、神经病理性、退行性、肌肉性、炎症性和心理社会因素可能相互作用。传统脊髓电刺激（SCS）主要优化神经性疼痛调控，但部分患者仍存在持续性轴性背痛，椎旁肌功能障碍可能作为残留疼痛贡献因素，包括肌力不足、募集改变、保护性紧张、肌张力增高、局部炎症和失用相关结构改变。当前缺乏经验证的“MuscleSCS响应性肌肉疼痛成分”诊断金标准或临床定义，因此候选患者识别属于临床表型判断而非确定性病因诊断。研究人员开展的是方法学文章，不报告新临床数据集或新统计分析，而是将MuscleSCS形式化为标准化、技术明确且可前瞻性测试的编程框架，整合既往临床观察与患者选择、刺激编程、反应确认、安全性和随访程序。其结论是：MuscleSCS提供可重复的脊髓介导肌肉调控框架，可能补充传统神经调控并改善疼痛缓解；下游机械转导和免疫调节组织反应具有生物学合理性，但仍需专门验证。其意义在于扩展植入式SCS系统的治疗范围，提出神经与肌肉双靶点神经调控概念。
关键技术方法概括：既往证据来自首次临床试点研究（17例慢性背痛且已植入SCS系统患者，11例经皮桨状电极，6例八触点电极）和后续前瞻性、单中心、单盲随机交叉研究（仅八触点电极，既往接受BurstDR SCS治疗的慢性下背痛患者）。主要方法为经现有硬膜外电极施加低频刺激，筛选2、4、6、8 Hz，既往研究临床范围为4–8 Hz；采用电流控制、双相矩形波、500 μs脉宽，经触点筛选、双极配置、振幅滴定、患者反馈、视觉和触觉评估、表面肌电图（sEMG）和肌肉超声优化与验证。电极水平包括T
7/8、T
8/9和T
9/10，多数位于T
8/9。编程通常约15–20 min。
研究结果：
5.1 临床可行性（Clinical feasibility）：首次临床试点研究纳入17例慢性背痛并已植入SCS系统患者，低频MuscleSCS在所有患者中可行；患者以主观舒适度和疼痛缓解评价肌肉调控，临床人员评估可见和可触肌肉反应，结论为通过SCS电极递送的低频程序可在慢性背痛患者中产生舒适的脊髓介导椎旁肌调控。
5.2 电生理确认（Electrophysiological confirmation）：试点研究对3例患者进行表面肌电图（sEMG），四对双极表面电极置于上胸、下胸、上腰和下腰椎旁区域，记录到与视觉或触觉激活肌肉区域对应的肌电位；结论为MuscleSCS诱导肌活动获电生理确认，但未用于常规编程参数或患者入组。
5.3 超声确认（Sonographic confirmation）：试点研究将超声作为可选探索性验证，显示与临床观察和sEMG确认肌活动相对应的节律性组织位移，包括约4 cm及更深深度；结论为MuscleSCS诱导的机械活动可延伸至深层椎旁组织，但超声不能识别具体肌肉或建立神经募集机制。
5.4 既往报告的临床结局（Previously reported clinical outcomes）：前瞻性、单中心、单盲随机交叉研究在既往接受BurstDR SCS治疗的慢性下背痛患者中比较BurstDR单独、MuscleSCS单独及联合应用；联合应用疼痛结局显著优于BurstDR单独（P = 0.032），71.5%患者从额外MuscleSCS中获得某种程度疼痛改善，但PDI评分未显示相应显著改善。
5.5 治疗方案和持续时间（Treatment schedule and duration）：既往临床研究中刺激为30 min、每日两次；该方案并非优化治疗剂量，最佳单次持续时间、每日次数、累计刺激时间及更长或连续刺激作用尚未系统评估，尚无MuscleSCS特异性剂量-反应关系。
6 预期结果（Anticipated results）：正确编程时应产生目标椎旁肌区域舒适、节律性调控，患者感觉愉快、放松和疼痛缓解，临床人员可观察或触诊节律性肌肉运动，必要时可用肌电图和超声客观确认；最临床有用的结果通常为温和但清晰的椎旁调控、避免远端扩散并可每日耐受，最大可见运动不一定是最好治疗设置。
讨论部分总结：8.1 MuscleSCS针对慢性背痛中未满足的生物学靶点。SCS是选定的慢性神经病理性疼痛（包括持续性脊柱疼痛综合征2型，PSPS-T2）的既定神经调控治疗，但慢性下背痛结局异质；2023年Cochrane综述认为安慰剂对照证据可能表明SCS在所研究人群中获益很小或无，但该结论需结合患者选择、适应证、刺激范式、对照和设计差异理解。成功SCS后仍可能出现临床相关残留轴性下背痛，提示其他生物学疼痛来源未被充分处理，椎旁肌是重要候选。MuscleSCS不是替代传统SCS，而是扩展现有植入系统功能，通过低频硬膜外刺激募集脊髓运动通路并产生节律性椎旁肌活动。8.2 双靶点神经调控（dual-target neuromodulation）：慢性背痛可能由两个生物学不同但相互关联的系统维持，即神经元疼痛处理网络和慢性功能障碍椎旁肌；传统SCS调控神经元疼痛处理，MuscleSCS通过脊髓介导运动通路激活补充肌肉组分。治疗靶点是脊髓运动系统而非骨骼肌本身，区别于主要旨在强化肌肉或恢复运动功能的传统神经肌肉电刺激。8.3 机械转导（mechanotransduction）作为MuscleSCS提议的生物学框架：原文强调该节为假设生成性外推，尚未在MuscleSCS中直接证明。机械转导是细胞将机械刺激转化为生化信号的过程，涉及细胞外基质、整合素、黏着斑、机械敏感离子通道、细胞骨架、titin及YAP（Yes-associated protein）/TAZ（Transcriptional co-activator with PDZ-binding motif，又称WWTR1）相关通路，可能影响蛋白合成、炎症信号、细胞存活、凋亡、自噬、组织重塑和再生。MuscleSCS被提出可产生重复收缩-舒张周期、机械应变和组织变形，可能减少病理张力、促进修复并降低伤害感受器敏化；机械免疫调节和巨噬细胞表型影响尚未在MuscleSCS中证明。8.4 已建立证据与生物学假设：已建立部分包括传统SCS神经生理机制、慢性下背痛与椎旁肌结构和生物学异常相关、机械生物学对细胞行为的调控、低频硬膜外刺激可产生客观可验证的节律性椎旁肌活动。假设部分为MuscleSCS特异性整合机制，未知其是否诱导机械转导、改变细胞外基质重塑、减少炎症、恢复组织稳态并直接贡献临床获益。8.5 科学意义：主要贡献不是硬膜外刺激募集脊髓运动环路本身，而是将这一原理作为使用现有SCS系统的肌肉导向辅助策略用于慢性背痛，并提供可重复编程框架和提议的机械生物学理由。MuscleSCS不需要新硬件、电极或植入技术，可视为可编程接口，产生刺激诱发的节律性椎旁肌机械活动，但不应假定其复制生理性运动单位募集、力量分布或正常自主收缩模式。8.6 未来方向：未来研究应确定重复脊髓介导肌肉激活是否在慢性功能障碍椎旁肌中诱导可测生物学变化，并是否贡献持续临床改善；应关注客观生物学终点，包括定量磁共振成像、超声弹性成像、肌电图及炎症介质、细胞外基质组成、机械转导通路和肌肉来源生物标志物分析，并评估组织硬度、细胞外基质组织、炎症信号和肌肉稳态标志物，与临床结局关联。第7节优势包括使用现有SCS硬件、解剖覆盖广和编程相对简单；局限包括临床证据仍有限、初始可行性研究样本量小、缺乏机械转导直接分子生物标志物、长期结局和最佳使用方案未明；陷阱包括将不适运动激活误认为治疗性肌肉调控、仅依据可见运动选择设置、间断使用而忽视重复机械生物学输入需求。
结论翻译：MuscleSCS不应主要被视为脊髓电刺激（SCS）中的另一个刺激程序。相反，它代表神经调控的一种概念性扩展，其中已建立的神经调控由作为提议额外治疗靶点的慢性功能障碍椎旁肌补充。传统SCS通过已建立的神经调控机制有效处理神经元组分。MuscleSCS提供额外的治疗轴，其中脊髓介导的节律性肌肉激活可能通过机械生物学过程影响骨骼肌的生物学状态。本稿件提出的概念牢固植根于关于脊髓电刺激、骨骼肌生物学和机械生物学的既定证据。同时，它清楚区分这些既定原则与MuscleSCS特有的提议生物学机制。虽然下游机械生物学效应仍为假设性并需要实验验证，但整体框架为未来研究提供连贯且科学上合理的模型。MuscleSCS的主要贡献既是方法学的也是概念性的。在方法学上，它提供标准化编程框架，旨在促进可重复的脊髓介导椎旁肌调控，其可重复性和普适性需要前瞻性评估和独立外部重复。在概念上，它引入双靶点神经调控，作为一种框架，其中植入式脊髓电刺激系统可能影响神经元疼痛处理以及慢性疼痛的外周生物学基质。如果未来转化和临床研究证实所提出的机制，这一概念可能将神经调控的治疗范围扩展到神经系统之外，并可能为慢性背痛治疗建立新的生物学视角。
