研究背景と疾患負担
膝関節変形性関節症（KOA）は、慢性痛、運動能力の低下、および重大な機能障害を引き起こす一般的な退行性関節障害であり、世界中で何百万人もの人々に影響を与え、大きな社会経済的負担をもたらしています。現在の治療法には薬物療法や物理療法がありますが、しばしば限られた効果しか提供せず、副作用を伴うことがあります。経頭蓋直流刺激（tDCS）、低強度電流を用いて大脳皮質の興奮性を調節する神経調節技術、および末梢と中枢の疼痛経路を標的とする古代の伝統的な治療法である針灸は、それぞれ単独でKOAの症状軽減に有望な結果を示しています。しかし、これらの治療法の組み合わせが臨床結果と脳ネットワーク機能接続性に与える影響は十分に探究されていません。
研究デザイン
この単施設の無作為化比較試験は、2023年5月から2024年8月にかけて南西医科大学付属病院で実施されました。リハビリテーション科、整形外科、疼痛管理科から膝関節変形性関節症と診断された63人の患者が募集されました。参加者はランダムに3つのグループに割り付けられました：針灸のみ、tDCSのみ、および併用療法（針灸とtDCS）。介入は週5回、2週間連続で行われました。臨床評価には、痛みの視覚アナログスケール（VAS）、関節機能のウェスタン・オンタリオ・マクマスター大学変形性関節症指数（WOMAC）、および障害評価のルクエーヌ指数が含まれました。機能近赤外線分光法（fNIRS）は、治療前後における脳機能接続性を評価し、疼痛処理と運動制御に関与する主要な脳領域（左前頭皮質と右前頭皮質（LPFCとRPFC）、左運動皮質と右運動皮質（LMCとRMC））における酸素化ヘモグロビン（HbO2）と脱酸素ヘモグロビン（HbR）の信号に焦点を当てました。
主要な知見
63人の募集患者のうち、60人が全治療とフォローアッププロトコルを完了し、3人は非医療的理由（仕事の都合や手順に対する不安など）により除外されました。すべての治療群では、介入後のVAS、WOMAC、ルクエーヌスコアに統計的に有意な減少が見られ（P < 0.01）、症状の軽減と関節機能の改善が確認されました。
特に、併用療法群は単一療法群よりも優れた改善を示しました。具体的には、痛みの強度（VAS）、機能障害（WOMAC）、全体的な障害（ルクエーヌ指数）の減少が有意に大きかった（P < 0.05）。
fNIRSによる機能接続性解析では、すべての群で平均的な脳接続性の強さが有意に低下した（P < 0.05）ことが示され、KOAの症状に関連する脳ネットワーク活動の調節が示唆されました。針灸のみと比較して、併用群では両側前頭皮質と運動皮質（LPFC、RPFC、LMC、RMC）内および間のHbO2およびHbRに基づく機能接続性が有意に低かった（P < 0.05）。tDCSのみと比較して、併用群では前頭皮質と運動領域内のHbO2に基づく局所的な機能接続性が有意に低かった（P < 0.01）ことが示され、大脳皮質ネットワークのより強力な調節が反映されました。
さらに、tDCS単独療法群では、選択された領域（LPFCとLMC）でのHbRに基づく機能接続性が針灸と比較して低い（P < 0.05）ことが示され、その独自の神経調節プロファイルが示されました。
これらのデータは総じて、tDCSと針灸の併用療法が、痛みと運動機能障害に関連する異常な脳機能接続性を相乗的に軽減することで、KOAの臨床的利益を高めることを示唆しています。
専門家のコメント
神経調節と伝統的な針灸のパラダイムの統合は、慢性変形性関節症性疼痛の管理における革新的なアプローチを表しています。臨床改善と高次大脳皮質領域での機能接続性の低下との関連は、慢性疼痛が不適応的な脳ネットワークの同期を伴うという現代的な理論と一致しています。このような過剰な接続性を低下させることで、症状の軽減がもたらされる可能性があります。
ただし、制限点としては単施設設計と短期間の治療期間があり、これが一般化可能性や長期的な有効性に影響を与える可能性があります。fMRIなどの補完的な神経イメージングモダリティを使用した長期フォローアップとメカニズムの探索を行う多施設試験は、併用介入の利益の神経基盤をさらに解明する可能性があります。
結論
膝関節変形性関節症の患者において、経頭蓋直流刺激と針灸の併用療法は、単独の治療法よりも痛みと機能障害の軽減に優れています。この効果は、主要な大脳皮質ネットワーク内の脳機能接続性の顕著な低下と相関しています。これらの知見は、KOAの臨床結果を改善する新しい非侵襲的な戦略として、神経調節と針灸の併用介入の治療ポテンシャルを支持しており、さらなる検証と最適化が必要です。
参考文献
Nie Q, He F, Dong L, Lin X, Lin J, Wang Y, Xie Y. Effects of transcranial direct current stimulation combined with acupuncture therapy on brain network functional connectivity in patients with knee osteoarthritis: a single-center randomized controlled trial. J Neuroeng Rehabil. 2025 Jul 14;22(1):160. doi: 10.1186/s12984-025-01692-y. PMID: 40660313; PMCID: PMC12257676.
