中华脑科疾病与康复杂志(电子版)2019年6月第9卷第3期ChinJBrainDisRehabil(ElectronicEdition),Jun.2019,Vol.9,No.3
窑述评窑
DOI:10.3877/cma.j.issn.2095鄄123X.2019.03.001
作者单位院100070北京袁首都医科大学附属北京天坛医院神经外科通信作者院赵继宗袁Email院zhaojizong@163.com野脊髓损伤再生修复机理及临床转化研究冶重大
项目袁是国家自然科学基金重大项目面向科学前沿
和国家经济尧社会尧科技发展及国家安全的重大需求
中的重大科学问题袁超前部署袁开展多学科交叉研究
和综合性研究袁充分发挥支撑与引领作用袁提升我国
基础研究创新能力遥脊髓损伤再生修复作为叶国家自
然科学基金野十三五冶发展规划曳制定的野十三五冶第
三批36个重大项目指南之一袁其目的在于面向脊髓
损伤后神经再生与功能恢复的重大需求袁开展再生
修复机理和临床转化研究袁阐释脊髓损伤后微环境变化规律袁发现损伤微环境中与脊髓组织再生相关
的新因子曰重构脊髓损伤后的再生微环境袁实现神经
干细胞向功能神经元的定向分化曰促进脊髓损伤后
神经功能恢复袁阐明脊髓损伤后干细胞激活尧迁移尧
神经元定向分化尧与宿主神经元形成连接以及轴突
髓鞘化的机制曰建立规范的脊髓损伤临床研究路径袁
推进脊髓损伤再生修复研究成果的临床转化袁探索
脊髓损伤再生修复治疗新策略遥本文就脊髓损伤的
修复与再生机制的研究背景和下一步研究计划予以
阐述袁以期推动脊髓损伤再生修复基础研究成果的
临床转化遥
一尧研究背景
脊髓损伤是指由于各种不同伤病因素引起的脊
髓结构尧功能的损害袁在受损脊髓的相应节段出现各脊髓损伤再生修复及临床转化研究
赵继宗
赵继宗袁教授袁主任医师袁博士生导师袁中国科学院院士袁香港外科医学院野荣誉院士冶遥1969年毕业于第四军医大学袁1990年被派往美国体斯顿医疗中心进修神经外科1年袁次年转到美国HenryFord医院神经外科袁进修脑血管病的手术治疗以及显微神
经外科遥现任国家神经系统疾病临床医学研究中心主任袁北京脑科学与类脑研究中心专家委员会副主任袁首都医科大学神经外科学院院长尧附属北京天坛医院神经外科学系教授尧主任袁中国卒中学会会长袁世界神经外科联盟执委袁Dandy神经外科学会中国主委袁叶中华医学杂志渊英文版冤曳副主编袁叶中华神经外科杂志曳渊英文版冤
主编袁JournalofClinicalNeuroscience等国际神经外科杂志编委遥中华医学会神经外科分会第四尧五届主任委员遥长期从事神经外科学临床和基础研究工作袁在国内率先建立具有国际先进水平的微创神经外科技术平台袁将神经外科手术从脑解剖结构保护提升到脑功能保护袁展开脑功能保护和脑功能重塑基础研究袁推动我国神经外科学达到国际水准遥曾参加国家野七窑五冶尧野八窑五冶科研攻关遥担任国家野九窑五冶和野十窑五冶野脑卒中规范化外科治疗的研究冶的课题负责人遥获得国家科技进步二等奖3项袁北京市和中华医学科技一等奖2项遥先后在国内外专业杂志上共发表论文489篇袁脊髓损伤收录189篇遥主编叶颅脑肿瘤外科学曳等专著13部遥主持制定了我国叶临床诊疗指南鄄神经外科分册曳和叶临床技术操作规范鄄神经外科分册曳遥获国家和省部级科技进步奖11项遥
揖摘要铱脊髓损伤是指由于各种不同伤病因素引起的脊髓结构尧功能的损害袁在受损脊髓的相应
节段出现各种运动尧感觉和括约肌功能障碍袁肌张力异常及病理反射等的相应改变遥脊髓损伤给患者及其家庭和社会带来巨大的压力和负担遥作为野十三五冶第三批36个重大项目指南之一袁脊髓损伤再生修复这一课题成为当前最热门和最具挑战性的医学难题之一遥本文就脊髓损伤的修复与再生机制的研究背景和下一步研究计划予以阐述袁以期推动脊髓损伤再生修复基础研究成果的临床转化遥
揖关键词铱脊髓损伤曰再生修复曰临床转化曰
干细胞移植129窑窑中华脑科疾病与康复杂志(电子版)2019年6月第9卷第3期ChinJBrainDisRehabil(ElectronicEdition),Jun.2019,Vol.9,No.3
种运动尧感觉和括约肌功能障碍袁肌张力异常及病理
反射等的相应改变[1]遥脊髓损伤多发生于青年男性袁
其中80%的患者年龄低于40岁遥脊髓损伤常见的
病因包括创伤渊交通事故尧运动伤尧枪击伤尧射线等冤尧
炎症渊病毒尧细菌感染冤尧肿瘤尧血管畸形尧先天畸形
等遥根据病因的不同袁脊髓损伤可分为创伤性脊髓
损伤和非创伤性脊髓损伤遥创伤性脊髓损伤包括颈
脊髓损伤尧胸腰脊髓损伤尧过伸损伤尧开放性损伤尧挥
鞭样损伤等袁非创伤性脊髓损伤包括血管性尧感染
性尧退行性尧肿瘤及其他遥而创伤性脊髓损伤是最为
常见的脊髓损伤类型[2]遥
根据北京近年创伤性脊髓损伤流行病学研究报
告显示院创伤性脊髓损伤的发生率约为渊12.1~61.6冤/1000000袁并且呈现逐年增高的趋势遥脊髓损伤不
仅会导致患者出现严重的身体和心理伤害袁还会造
成整个社会巨大的经济负担遥虽然近年来研究人员
在脊髓损伤动物实验中已取得了许多进展袁但对于
脊髓损伤的临床应用和促进神经功能恢复的治疗方
法依然进展甚微遥
再生医学于20世纪80年代后期逐步兴起并发
展起来袁作为一个前沿交叉领域袁再生医学应用生命
科学尧材料科学尧临床医学尧计算机科学和工程学等
学科的原理和方法袁研究和开发用于替代尧修复尧重
建或再生人体各种组织器官的理论和技术的新型学
科和前沿交叉领域遥从再生医学角度看袁脊髓损伤后
脊髓神经组织坏死尧液化及瘢痕或空洞的形成是阻
碍自身神经再生修复的主要障碍遥
二尧科学价值野脊髓损伤再生修复机理及临床转化研究冶重大
项目的科学价值在于院为急性与陈旧性脊髓损伤患
者的临床救治及分级评判标准提供客观证据曰明确
神经再生胶原支架搭载外源细胞对脊髓损伤的最佳
治疗时机尧规范支架植入术式尧较少操作的继发性损
伤曰明确神经外科显微镜下支架植入术后联合系统
康复训练对急性尧陈旧性脊髓损伤患者神经功能恢
复效果遥基础研究无论做再多的工作都距临床野最
后1公里冶袁如何把基础研究的成果应用到临床从而
为患者解决痛苦是研究的关键袁也就是把野最后1公
里冶应用到临床遥
三尧研究内容
脊髓损伤的评定主要包括以下几个方面院渊1冤脊
髓损伤的评价时间院一般认为能够预示预后的检查
时间是损伤后72h到1周遥太早会受到其他损伤尧
患者的觉醒水平尧受伤前所服用的药物或酒精的影响遥渊2冤脊髓损伤的预后院一般在2年内恢复袁前3个
月以感觉恢复明显袁前6个月以运动恢复明显袁1年
以后恢复明显减慢遥对预后影响的决定因素包括年
龄尧完全或不完全损伤尧损伤的水平尧开始的肌力尧影
像学检查渊出血尧挫伤尧水肿或正常冤遥渊3冤脊髓损伤评
定的内容包括院神经损伤水平渊最尾端有完整的运动
和感觉的水平袁需要确定运动和感觉的平面冤曰完全
和不完全损伤院有无骶部残存[痛觉尧触觉尧肛门指诊
时的肛门感觉渊深感觉冤和主动外括约肌收缩]曰脊髓
损伤程度曰部分保留区院神经损伤水平以下渊完全损
伤冤有感觉或运动的发现遥
然而上述脊髓损伤的评定标准尚存在一些不
足袁需要更加完善和科学性的新标准出现遥为此袁我
们在新课题中制定脊髓损伤评价指标验证院渊1冤制定
脊髓损伤程度术前诊断指标袁明确完全性脊髓损伤
评估标准曰渊2冤对入组患者进行术前影像检查袁评估
脊髓损伤程度与功能量表契合度袁以及术后功能恢
复效果相关性研究曰渊3冤建立包括功能评价袁神经电
生理监测尧影像学评价及分子检测的无创性综合评
估体系袁为临床应用提供方便可靠的证据遥野脊髓损伤再生修复机理及临床转化研究冶重大项
目指南指出院通过生物支架材料尧种子细胞及再生因子
的有机结合与动态协作袁重塑脊髓损伤后再生微环境袁
对生物支架材料的制备流程尧种子细胞的种类及数量尧
再生因子的选择及配比等进行研究袁形成标准化的功
能性支架材料袁用于脊髓损伤的干预性研究遥为此袁
我们需要对神经支架植入的规范化进行验证袁即通
过疗效评估袁判定支架及干细胞植入时机和适应范
围袁以及建立脊髓损伤支架植入手术操作规范遥
脊髓损伤后袁受损脊髓局部组织发生缺血尧缺
氧尧水肿及干细胞激活等反应袁进而出现神经轴突脱
髓鞘尧胶质细胞增生尧神经元坏死等病理改变袁最终
造成损伤部位空洞或瘢痕的形成遥与此同时袁移植到
损伤部位的神经干细胞主要分化为星形胶质细胞袁
并参与瘢痕的形成袁而非分化为有功能的神经纤维遥
因此袁在行神经支架植入术时需要对坏死瘢痕组织
进行精确切除验证袁通过术中电生理监测脊髓传导
哑区袁神经导航显微外科技术精确切除瘢痕组织袁术
后病理验证遥
电刺激联合康复训练效果验证袁目前对与脊髓
损伤的康复治疗没有特别有效的治疗办法袁新兴出
现的硬脊膜外电刺激是否有效通过这项研究得到客
观的判断袁心理和营养的干预也是脊髓损伤被忽视
的领域袁也希望在这项研究里得到证实[3]遥130窑窑中华脑科疾病与康复杂志(电子版)2019年6月第9卷第3期ChinJBrainDisRehabil(ElectronicEdition),Jun.2019,Vol.9,No.3
四尧预期目标
为了能够更快地推动脊髓损伤的研究袁要把慢
性医源性脊髓损伤纳入进来袁即纳入神经外科手术渊如髓内肿瘤尧海绵罩血管畸形切除冤造成的脊髓损
伤袁这样可凸显神经外科在脊髓脊柱损伤修复尧治疗
及研究上的优势遥预期目标院渊1冤完成检查及手术的
总例数不小于60例袁队列研究评估神经再生胶原支
架治疗脊髓损伤的疗效曰渊2冤建立脊髓损伤术前诊断尧
术中移植和术后康复尧评估的临床诊治及康复路径曰渊3冤培养博士尧硕士研究生5~7名袁通过几年的学习
工作在神经脊髓损伤领域贡献出一份神经外科的力
量遥对于前期的基础研究袁遗传所的教授研究神经再
生胶原支架十几年袁在动物实验上有很好的效果袁项
目组制备获得胶原支架材料具有良好的生物相容
性袁低免疫原性袁适宜降解性等曰产品根据脊髓特点
设计形成有序胶原纤维结构袁在体内外均可引导神
经纤维有序延伸遥已建立了产品标准袁完成注册检
测曰已完成陈旧脊髓损伤患者一年观察袁未出现明显
不良反应袁证实支架材料安全遥关于脊髓弥散张量
成像渊diffusiontensorimaging袁DTI冤在脊髓肿瘤的应
用袁近几年袁全国多家单位对于DTI传导束影像学
的研究也有一些进展袁DTI显示髓内肿瘤破坏神经
传导束袁手术入路设计可避开神经传导束袁为减少手
术继发损伤提供帮助[4]遥
急性脊髓损伤恢复案例院渊1冤男袁28岁袁因跌到
事故胸11水平以下感觉和动作完全丧失袁无自主肛
门收缩和肛区感觉袁脊髓损伤程度分级为A级袁MRI
显示脊髓胸11段失去连续性袁术中发现脊髓损伤部
位已出现液化坏死袁脊髓损伤后24h行胶原支架搭
载间充质干细胞移植袁患者术后6个月下肢肌力恢
复到3级袁开始在支具支撑下行走遥术后2年恢复情
况院感觉平面扩展袁胸11鄄L2袁出现较准确小便和大
便感觉袁感觉诱发电位和运动诱发电位跨越损伤平
面传导曰运动功能改善袁下肢肌肉肌力接近3级袁恢
复大脑支配下的下肢自主运动遥渊2冤男袁43岁袁颈6/7
损伤袁受伤2年袁陈旧性完全性脊髓损伤恢复袁颈段损伤患者手指运动灵活度增加[5]遥
五尧创新点
我们课题组首次将无脊柱动力学改变的良性脊
髓肿瘤术后致残疾患者纳入研究袁可以把髓内肿瘤
和髓外肿瘤造成患者神经功能障碍纳入这个领域
中袁为神经外科在脊髓脊柱领域里开拓新的方向遥
采用神经导航和显微手术操作袁神经影像和电生理
直观准确界定尧清除陈旧性瘢痕遥起初袁一些专家对
清除瘢痕组织后植入干细胞或神经支架的陈旧性脊
髓损伤组织是否恢复生理和传导功能这一观点存在
质疑袁通过电生理和术后的病理证实切除的是否有
神经功能遥当前尽管有专业的康复医院袁但是对脊髓
损伤的康复仍是一个进展非常缓慢的领域袁通过手
术后个体化制定康复计划的研究袁包括硬脊膜外电
刺激尧心理尧肢体尧膀胱功能综合治疗袁能够为患者提
供更好的康复环境遥
综上所述袁作为野十三五冶第3批36个重大项目
指南之一袁脊髓损伤再生修复的基础研究之路任重
而道远袁而相关基础研究成果的临床转化尚需时日袁
这就要求广大神经外科科研人员和医务工作者日臻
至善袁至诚至精袁共同携手为脊髓损伤患者的治疗和
康复而努力遥
参考文献
[1]ManchikantiL,SinghV,DattaS,etal.Comprehensivereviewofepidemiology,scope,andimpactofspinalpain[J].PainPhysician,2009,12(4):E35鄄E70.[2]SelvarajahS,HammondER,HaiderAH,etal.Theburdenofacutetraumaticspinalcordinjuryamongadultsintheunitedstates:anupdate[J].JNeurotrauma,2014,31(3):228鄄238.[3]林佳,赵继宗,赵元立,等.神经电生理学监测在颅内动脉瘤外
科治疗中的应用[J].中国卒中杂志,2009,4(11):907鄄915.[4]王德江,杨俊,赵继宗,等.计算机辅助导航在脊柱脊髓手术中
的应用[J].中华医学杂志,2004,84(18):1554鄄1557.[5]张伟,赵继宗.脊髓震荡的诊治(附11例报告)[J].中国综合临
床,2004,20(3):243鄄244.渊收稿日期院2019鄄05鄄08冤渊本文编辑院马帅冤
赵继宗.脊髓损伤再生修复及临床转化研究[J/CD].中华脑科疾病与康复杂志(电子版),2019,9(3):129鄄131.131窑窑
