非侵入性脑刺激对孤独症谱系障碍治疗效果的系统评价及网状Meta分析

李玲玲，黄海量*，于莹，贾雨琦，刘志遥，石鑫，王方琪，刘鑫玥

美国精神疾病诊断与统计手册第5版（DSM-Ⅴ）将孤独症谱系障碍（ASD）定义为交互性社交交流和社交互动的持续损害以及存在受限的、重复的行为、兴趣或活动模式，属神经发育障碍范畴[1-2]。据报道，近些年ASD患病率稳步上升[3]，2021年美国疾病控制与预防中心统计0～8岁儿童ASD患病率达1/44[4]，发达国家患病率约为1.5%[5]，给个人、家庭和社会带来巨大负担。现阶段，ASD的治疗方法主要包括抗精神病药、抗抑郁药、兴奋剂和行为疗法等[6]，然而患者恢复程度不一，效果亦十分有限。

非侵入性脑刺激（NIBS）主要通过电场或磁场调节大脑皮质兴奋性，具有无创性、易操作、并发症少等优势[7]，临床应用前景十分广泛。其中，重复经颅磁刺激（rTMS）和经颅直流电刺激（tDCS）是NIBS最为常用的两种方法[8]。rTMS和tDCS略有不同[9]，rTMS按照固定频率连续发放多个脉冲刺激，利用磁场作用于大脑皮质产生感应电流来改变皮质神经细胞的动作电位，从而影响脑内代谢和神经活动[10]。rTMS通过不同的频率达到兴奋或抑制的作用，即高频增强皮质的兴奋性，易化局部神经元，低频则降低皮质的兴奋性，抑制局部神经细胞的活动[11]。而tDCS是一种利用持续性低强度直流电刺激大脑皮质，调节神经元跨膜电位，导致其发生去极化或超极化，进而改变神经可塑性和皮质兴奋性的物理刺激技术[12]。其通过电极的位置不同而达到兴奋或抑制的作用，阳极置于患侧，细胞静息膜电位去极化，增加刺激部位神经元兴奋性，阴极刺激则引起神经元膜电位超极化，降低皮质兴奋性[13]。

既往研究表明，与对照组相比，NIBS能改善ASD[14]。但也有研究显示，经NIBS干预后无明显治疗作用[15]。目前，虽已有一些研究探讨NIBS对ASD的康复疗效，但大部分研究是NIBS与伪刺激的双臂研究，不同NIBS之间的对照研究甚少，故缺乏不同NIBS的疗效比较。由于目前尚无循证依据，这让临床康复工作者在NIBS中难以抉择。因此，本研究通过循证医学的方法，系统评价NIBS对ASD的康复疗效，比较不同NIBS对ASD患者的疗效差异，为NIBS在ASD疾病康复中的应用提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 检索策略 计算机检索PubMed、Embase、Cochrane Library、Scopus、Web of Science、中国知网、万方数据知识服务平台、维普网和中国生物医学文献数据库，搜集所有NIBS改善ASD的随机对照试验（RCT），并通过阅读相关综述及其参考文献等途径进行文献补充。按照医学主题词结合自由词的方式灵活检索各数据库，检索时间均为数据库建库至2021年12月。

以PubMed数据库为例，检索策略为：#1：“autism spectrum disorder”[MeSH]OR autism spectrum disorders OR autism OR autistic disorder OR autistic spectrum disorder OR autistic spectrum disorders OR disorder，autistic spectrum；#2：“transcranial direct current stimulation”[Mesh]OR “transcranial magnetic stimulation”[Mesh]OR repetitive transcranial magnetic stimulation OR repetitive transcranial magnetic OR transcranial direct current OR noninvasive brain stimulation OR noninvasive brain stimulation OR transcranial electrical stimulation OR rTMS OR tDCS OR TMS OR NIBS；#3：“randomized controlled trial”[MeSH]OR random OR random allocation OR RCT OR RCTs；#4：#1 and #2 and #3。

1.2 纳入标准与排除标准 纳入标准：（1）研究类型，NIBS改善ASD的RCT，限中英文文献。（2）研究对象，明确诊断为ASD患者，符合DSM-Ⅴ的诊断标准[2，16]。（3）干预措施，对照组接受常规康复治疗，试验组在对照组的基础上增加NIBS（包括tDCS和rTMS）。（4）结局指标，主要结局指标：孤独症行为检查量表（ABC）、儿童孤独症评定量表（CARS）、自闭症治疗评估表（ATEC）；次要结局指标：发育商（DQ）、焦虑自评量表（SAS）、抑郁自评量表（SDS）、失匹配负波（MMN）的潜伏期和幅值。

排除标准：（1）自身前后对照、队列研究、病例对照研究及横断面研究等非RCT；（2）基线无可比性或未报道基本情况的文献；（3）设计不严谨或统计方法不恰当的文献；（4）数据不完整、与作者联系后无法获取原始数据及全文的文献；（5）无相应结局指标的文献；（6）诊断标准、干预时间及干预方案不明确的文献；（7）重复发表的文献；（8）会议摘要、动物实验、试验方案、专家经验总结、病例报告、Meta分析及综述性文献等。

1.3 文献筛选与数据提取 由2名研究员独立筛选文献和提取数据资料，并交叉核对。若产生分歧，与第三位研究员讨论处理。提取的数据资料包括纳入文献的第一作者、发表年份、患者年龄、样本量、干预周期、干预方案、结局指标、不良反应、随访数据及质量评价信息等。

1.4 偏倚风险评估 由2名研究员按照Cochrane系统评价手册5.1.0对纳入研究进行偏倚风险评估，主要包括6个方面：（1）选择偏倚（分组序列是否随机产生、是否隐蔽分配方案）；（2）实施偏倚（是否对研究者、受试者施盲）；（3）测量偏倚（研究结局是否盲法评价）；（4）随访偏倚（结局数据是否完整）；（5）报告偏倚（是否选择性报告研究结果）；（6）是否存在其他偏倚。按照“低风险”“高风险”和“不清楚”三种情况评价偏倚风险[17]。

1.5 统计学方法 采用RevMan 5.3软件进行传统Meta分析：（1）异质性检验：若P≥0.1且I2≤50%，纳入各研究间不存在显著异质性，则采用固定效应模型；若P<0.1或I2>50%，各研究间存在显著异质性，则采用随机效应模型。当异质性较高时，采用亚组分析、敏感性分析等方法探讨异质性的来源。（2）计算效应量：纳入研究的结局指标均为连续性变量，采用加权均数差（MD）为效应值，并计算95%置信区间（CI），检验水准 α=0.05[18]。

采用R软件绘制两种不同NIBS疗效比较的网络关系图，并用基于马尔可夫链-蒙特卡洛拟合一致性模型进行网状Meta分析及最佳概率排序来比较两种不同NIBS的疗效差异。初始值设为0.5，步长为10，迭代次数为50 000次，前20 000次用于退火以消除初始值的影响，后30 000次用于抽样，通过Bandwidth值评估收敛性，Bandwidth值越接近0，提示收敛性越好，一致性模型分析的结果越可靠[19]。

2 结果

2.1 文献检索结果与基本特征 通过检索国内外数据库共得到534篇文献，并通过阅读相关综述及其参考文献等其他途径补充2篇文献，经EndNote X9剔重后得到273篇文献。经逐层筛选，最终纳入22篇文献[15，20-40]，包括 4 篇英文文献[15，20-22]和 18 篇中文文献[23-40]。文献筛选流程见图1。纳入文献的基本信息见表1。

图1 文献筛选流程图Figure 1 Flowchart of literature screening

表1 纳入文献的基本信息Table 1 The basic characteristics of the included studies

2.2 文献质量评价与偏倚风险评估 纳入的22篇文献[15，20-40]均提及随机分组，但 4 篇[25，28，31-32]未提及具体的随机方法。4篇文献[15，20-22]对研究者或受试者施盲，8 篇[15，20-22，26-27，30，33]对结果测量者施盲。纳入文献偏倚风险评估见图2。

图2 偏倚风险评估Figure 2 The risk of bias assessment of included studies

2.3 Meta分析结果

2.3.1 ABC 17 项 RCT[15，23-30，33-40]报道了 ABC 评分，试验组553例，对照组539例。异质性检验结果显示，I2=89%，P<0.000 01，采用随机效应模型进行分析。Meta分析结果显示，NIBS试验组ABC评分低于对照组，差异有统计学意义〔MD=-8.80，95%CI（-10.98，-6.62），P<0.05〕。亚组分析结果显示，rTMS和tDCS试验组ABC评分均低于对照组〔MD=-8.28，95%CI（-10.46，-6.09），P<0.05；MD=-15.98，95%CI（-27.52，-4.43），P<0.05〕，差异有统计学意义，见图3。

图3 NIBS对ASD患者ABC评分的影响Figure 3 Effect of NIBS on the ABC score of patients with ASD

2.3.2 CARS 13 项 RCT[15，20，25-26，30-33，35-36，38-40]报道了CARS评分，试验组385例，对照组373例。异质性检验结果显示，I2=52%，P=0.02，采用随机效应模型进行分析。Meta分析结果显示，NIBS试验组CARS评分低于对照组，差异有统计学意义〔MD=-2.93，95%CI（-3.63，-2.24），P<0.05〕。亚组分析结果显示，rTMS试验组CARS评分低于对照组，差异有统计学意义〔MD=-3.24，95%CI（-3.81，-2.67），P<0.05〕；tDCS试验组CARS评分与对照组比较，差异无统计学意义〔MD=-1.17，95%CI（-4.20，1.87），P>0.05〕，见图4。

图4 NIBS对ASD患者CARS评分的影响Figure 4 Effect of NIBS on the CARS score of patients with ASD

2.3.3 ATEC 3项 RCT[20-22]报道了ATEC评分，试验组62例，对照组61例。异质性检验结果显示，I2=39%，P=0.19，采用固定效应模型进行分析。Meta分析结果显示，NIBS试验组ATEC评分低于对照组，差异有统计学意义〔MD=-9.13，95%CI（-12.79，-5.47），P<0.05〕，见图5。

图5 NIBS对ASD患者ATEC评分的影响Figure 5 Effect of NIBS on the ATEC score of patients with ASD

2.3.4 DQ 5项RCT[25-26，29，32，35]报道了DQ评分，试验组167例，对照组166例。异质性检验结果显示，I2=0，P=0.97，采用固定效应模型进行分析。Meta分析结果显示，NIBS试验组DQ评分高于对照组，差异有统计学意义〔MD=5.22，95%CI （3.41，7.04），P<0.05〕，见图6。

图6 NIBS对ASD患者DQ评分的影响Figure 6 Effect of NIBS on the DQ score of patients with ASD

2.3.5 SAS 2项 RCT[39-40]报道了 SAS评分，试验组89例，对照组89例。异质性检验结果显示，I2=61%，P=0.11，采用随机效应模型进行分析。Meta分析结果显示，NIBS试验组SAS评分低于对照组，差异有统计学意义〔MD=-7.20，95%CI （-10.55，-3.85），P<0.05〕，见图7。

图7 NIBS对ASD患者SAS评分的影响Figure 7 Effect of NIBS on the SAS score of patients with ASD

2.3.6 SDS 2项 RCT[39-40]报道了 SDS评分，试验组89例，对照组89例。异质性检验结果显示，I2=81%，P=0.02，采用随机效应模型进行分析。Meta分析结果显示，NIBS试验组SDS评分低于对照组，差异有统计学意义〔MD=-8.89，95%CI （-13.21，-4.57），P<0.05〕，见图8。

图8 NIBS对ASD患者SDS评分的影响Figure 8 Effect of NIBS on the SDS score of patients with ASD

2.3.7 MMN潜伏期 2项RCT[23-24]报道了MMN潜伏期，试验组34例，对照组30例。异质性检验结果显示，I2=0，P=0.40，采用固定效应模型进行分析。Meta分析结果显示，NIBS试验组MMN潜伏期短于对照组，差异有统计学意义〔MD=-5.97，95%CI（-9.42，-2.53），P<0.05〕，见图9。

图9 NIBS对ASD患者MMN潜伏期的影响Figure 9 Effect of NIBS on the incubation period of MMN of patients with ASD

2.3.8 MMN幅值 2项RCT[23-24]报道了MMN幅值，试验组34例，对照组30例。异质性检验结果显示，I2=0，P=0.83，采用固定效应模型进行分析。Meta分析结果显示，NIBS试验组MMN幅值高于对照组，差异有统计学意义〔MD=1.54，95%CI（0.57，2.51），P<0.05〕，见图10。

图10 NIBS对ASD患者MMN幅值的影响Figure 10 Effect of NIBS on the amplitude of MMN of patients with ASD

2.4 网状Meta分析结果

2.4.1 证据网络 以ABC评分为指标，不同NIBS疗效比较的网络关系见图11，各小球之间的连线代表两者之间有直接比较的RCT，灰色线条的宽窄代表RCT数目的多少。

图11 不同NIBS疗效比较的网络关系Figure 11 The network relationship of efficacy comparison of different NIBS

2.4.2 一致性检验 本研究中各项干预措施间未形成闭合环，无需进行一致性检验。

2.4.3 收敛性诊断 对纳入文献进行收敛性诊断（图12），Bandwidth值接近0，提示收敛性较好。

图12 不同干预措施的轨迹密度图Figure 12 Trace and density plots of different interventions

2.4.4 概率排序 网状Meta分析最佳概率排序如表2所示，ABC评分负向计分的指标以Rank N为概率排序最佳，Rank N数值越大越好。两种NIBS对ABC评分影响的最佳概率排序：tDCS（P=0.931）>rTMS（P=0.069）。

表2 最佳概率排序Table 2 Best probabilistic ranking of the effects of different interventions on the ABC score

2.5 不良反应 纳入文献无相关不良反应的报道。

2.6 发表偏倚 以主要结局指标ABC评分为指标对纳入文献进行发表偏倚检测，倒漏斗图见图13。倒漏斗图无明显不对称，但不排除存在发表偏倚的可能性。

图13 以ABC评分为结局指标的倒漏斗图Figure 13 The inverted funnel plot based on the outcome indicator of ABC score

3 讨论

NIBS作为一种新兴神经调控技术，已有文章综述了其改善ASD的临床应用价值[41]，本文从循证医学的角度客观评价了NIBS对ASD的康复疗效并比较了两种NIBS的疗效差异。

研究显示，患有广泛性发育障碍（如ASD）的患者的执行功能常受损[42]。执行功能包括一系列涉及计划、工作记忆、注意力、解决问题、言语推理和心理灵活性的心理过程，与背外侧前额叶皮质（DLPFC）的激活高度相关[43]。荟萃分析也表明，ASD与DLPFC结构和功能改变密切相关[44]。纳入文献中NIBS刺激部位多以为DLPFC主，其通过自上而下的任务相关信息处理的调制发挥其控制影响，在认知控制过程中发挥着重要作用[45]。此外，DLPFC也是参与运动计划、组织和调节/抑制的最高皮质区域，并与其他区域，如眶额叶皮质、丘脑、部分基底节（特别是背侧尾状核）等区域密切相关[43]。这种功能和联系也将DLPFC与行为异常联系起来，例如限制性和重复性行为、超敏反应（过度反应）和对各种刺激的反应迟钝（反应不足）[15]。因此，DLPFC也被视为治疗ASD的主要目标脑区。有研究刺激部位则为大脑Broca区，经rTMS干预后，患者语言、躯体运动和社会交往等得到明显改善[25，29，31，35]，本研究结果与之一致。

ASD患者限制性和重复性行为的严重程度常与焦虑、抑郁严重程度密切相关[46-47]。本研究显示，经rTMS干预后，患者焦虑和抑郁症状均有所减轻，这与AVIRAME等[48]研究结果一致。但仅2篇文献报道了SAS和SDS评分，数量较少，未来有待进一步研究。此外本研究尚不能确定患者焦虑和抑郁症状减轻与ASD核心症状改善之间有因果关系，这或将成为今后研究的切入点。目前认为，MMN的潜伏期代表听感觉通路的功能状态，幅值与皮质的状态密切相关[49]。本研究显示，经rTMS干预后，可有效缩短MMN潜伏期和提高MMN幅值。孙长城等[24]研究显示，MMN潜伏期的变化和ABC评分的改善呈线性相关，可在一定程度上反映ASD患者的行为能力，未来有望成为一种客观定量化的评估手段。

网状Meta分析结果显示，NIBS可改善ASD，且tDCS优于rTMS。两种技术均可通过改变皮质兴奋性对ASD产生类似影响，但其机制不同，tDCS导致受刺激区域超极化或去极化产生微弱的持续电流，而rTMS通过长时程增强和抑制机制诱导突触强化效能的变化产生接近阈值强度的脉冲[50]。也就是说，与rTMS相比，tDCS可能产生更长时间的皮质功能调节作用而诱导更广泛和持久的治疗效应。据报道，rTMS有诱发癫痫发作的风险[51]，而tDCS不良反应多为暂时性头晕、头疼等[52]。白海萍等[53]认为，tDCS安全性与耐受性要优于rTMS，更加适用于低龄儿童。

刺激频率、强度和治疗次数是影响rTMS治疗效果的重要因素，同样，tDCS也受电流强度和电极大小的影响。纳入文献中，rTMS以1～10 Hz，90%～100%静息运动阈值为主，tDCS电流以1～1.5 mA，20 min为主。现阶段对具体的治疗参数，例如治疗频率、电流大小、刺激部位以及如何延长治疗效果的持续时间等众说纷纭。本研究尚不能确定干预周期及累计干预时间与ASD改善的关系。未来，需要更大规模和多中心的试验来全面评估NIBS在ASD临床管理中的作用，并结合功能性磁共振成像和功能性近红外成像技术以探讨NIBS的作用机制。

本研究存在一定潜在偏倚。目前NIBS改善ASD的RCT相对较少，本次纳入文献数量较少；纳入文献皆为中英文，也缺乏相关灰色文献，可能存在文献选择性偏倚；纳入文献样本量较小；部分文献未描述具体的随机方法、分配隐藏和盲法；纳入文献均未报道随访情况，缺乏NIBS对ASD长期效应的观察；患者的基线水平、干预周期、病情轻重程度均可能影响研究结果。

综上所述，现有证据表明，NIBS能在一定程度上改善ASD，tDCS优于rTMS，但仍需开展更多大样本量、多中心、双盲的高质量RCT来探讨NIBS对ASD的疗效及其作用机制。此外，NIBS治疗ASD期间无明显不良反应，值得临床推广和应用。

作者贡献：李玲玲负责文章的构思与设计，并撰写论文；黄海量负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责；于莹、刘鑫玥负责论文的修订；贾雨琦、刘志遥负责相关文献筛选与提取；石鑫、王方琪进行数据处理。

本文无利益冲突。