藥物+電擊讓癱瘓小鼠走起來

長期以來，醫(yī)學(xué)界一直認(rèn)為嚴(yán)重受損的脊髓難以修復(fù)。不過，近日的一項(xiàng)研究表明，截癱患者重新走起來，甚至跑起來已不是天方夜譚。負(fù)責(zé)該項(xiàng)目的研究者之一 ——瑞士蘇黎世大學(xué)的亞尼內(nèi)研究員接受了本刊記者的采訪。

在最新一期的《科學(xué)》雜志上，來自瑞士蘇黎世大學(xué)的科學(xué)家發(fā)表論文稱，在特定情況下通過注入藥物、電刺激和恢復(fù)訓(xùn)練，脊髓嚴(yán)重受損而癱瘓的小白鼠能部分恢復(fù)行走能力，甚至爬樓梯和躲避障礙。研究負(fù)責(zé)人、國際脊髓損傷截癱基金會(huì)（IRP）主席喬治·庫爾蒂納（Gregoire Courtine）表示，初步的人體試驗(yàn)有望在明年展開，屆時(shí)將有700萬英鎊經(jīng)費(fèi)來支持。

脊髓重度損傷難以修復(fù)

截癱是一種嚴(yán)重疾病，發(fā)病與脊髓受損密切相關(guān)。首都醫(yī)科大學(xué)附屬宣武醫(yī)院功能神經(jīng)外科副主任胡永生介紹，脊髓是中樞神經(jīng)的重要部分，肢體運(yùn)動(dòng)、感知功能都是經(jīng)過脊髓向上、向下傳導(dǎo)。一旦脊髓損傷，連接大腦傳導(dǎo)的通路斷開，運(yùn)動(dòng)、感知能力就會(huì)下降甚至消失。

“脊髓修復(fù)的難點(diǎn)在于神經(jīng)細(xì)胞再生能力很差”，胡永生告訴記者，如果脊髓完全橫斷、或者未全斷但是功能完全喪失，屬于脊髓完全損傷，這種情況下細(xì)胞再生幾乎是不可能的。因此，目前的治療還是依賴于人體自身修復(fù)能力。

臨床上，自身修復(fù)會(huì)輔以功能康復(fù)鍛煉和營養(yǎng)神經(jīng)藥物，這類藥能夠促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞生長，比如神經(jīng)節(jié)苷脂，能夠使得神經(jīng)生長因子數(shù)十倍增強(qiáng)其活性，形成新的豐富的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，修復(fù)并促使腦神經(jīng)再次發(fā)育。不過，胡永生強(qiáng)調(diào)，最終治療結(jié)果取決于脊髓損傷程度。重度損傷，無法細(xì)胞再生并與大腦產(chǎn)生聯(lián)系，一直是醫(yī)學(xué)難題。

另辟蹊徑的治療

在以前的研究中，科研人員一直試圖直接修復(fù)患者受損脊髓內(nèi)的神經(jīng)回路，但效果并不理想。此次，庫爾蒂納帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，繞過損傷脊髓，建立大腦與肢體新的連接。

庫爾蒂納的合作者亞尼內(nèi)研究員（Janine Heutschi）告訴記者，人體大多數(shù)脊髓受損并不會(huì)完全橫斷脊髓。為了模擬截癱患者情況，他們?cè)谛“资蠹顾枭献龀鰞商幥锌冢磺袛嗉顾瑁菙財(cái)嗥渑c大腦的所有直接聯(lián)系，切口處保留一些完好無損的組織。這時(shí)，脊髓不再接受來自大腦的信號(hào)時(shí)，實(shí)驗(yàn)小鼠就無法行走了。

經(jīng)過幾周特殊設(shè)計(jì)的治療，亞尼內(nèi)發(fā)現(xiàn)小白鼠脊髓傷口附近長出新的神經(jīng)，大腦也發(fā)生了變化，與脊髓建立中斷連接，從而確保大腦能夠傳遞信息。這些新生神經(jīng)可以穿過受損組織，在受傷狀況下恢復(fù)自發(fā)性運(yùn)動(dòng)控制。

亞尼內(nèi)表示，研究證明，因嚴(yán)重受損而處于“休眠”狀態(tài)的脊髓如果首先被“喚醒”，通過特定的治療方法，脊髓也能夠?qū)崿F(xiàn)修復(fù)、再生。目前，小鼠已經(jīng)能夠行走著尋找食物，甚至通過爬樓梯或翻越障礙來覓食。

三管齊下治療脊髓損傷

在亞尼內(nèi)看來，取得如此研究效果除了以“建立脊髓與大腦新連接”為方向，還得益于三管齊下的治療方法，即化學(xué)藥物、電極刺激與機(jī)器輔助治療相結(jié)合。

首先，小白鼠接受低電流刺激，直接作用于受損處以下、與腿部運(yùn)動(dòng)有關(guān)的部分脊髓，使癱瘓小鼠的后腿在運(yùn)行中的跑步機(jī)上產(chǎn)生行走動(dòng)作。

同時(shí)，研究人員向小鼠注射一種混合藥物，它被亞尼內(nèi)稱為“雞尾酒”療法，即使用三種有效成分制成一種特殊藥物，刺激與腿部運(yùn)動(dòng)相關(guān)的神經(jīng)回路功能。亞尼內(nèi)解釋說，脊髓受損后，大腦與脊髓喪失聯(lián)系或只保留部分聯(lián)系。但是受損點(diǎn)以下的部分依然可接收到神經(jīng)遞質(zhì)的刺激。使用“雞尾酒”混合藥物取代大腦發(fā)出的神經(jīng)遞質(zhì)，觸發(fā)小鼠受損脊髓的多巴胺、腎上腺激素和復(fù)合胺受體的反應(yīng)，能有效激活它們的下半身。

在電擊與藥物治療1周后，實(shí)驗(yàn)人員開始對(duì)小鼠進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，把它們附著在一部機(jī)械裝置的背帶中，從而能夠支撐它們的體重并保持平衡。亞尼內(nèi)強(qiáng)調(diào)，這種機(jī)械裝置只起到輔助作用，不會(huì)帶動(dòng)小鼠行走。因此它們完全是自主行動(dòng)的。

人類應(yīng)用路漫漫

在康復(fù)訓(xùn)練兩周后，小鼠新的神經(jīng)會(huì)建立起來，并與大腦取得聯(lián)系，完成走、跑的動(dòng)作。無疑，這一新的思路有助于幫助脊髓嚴(yán)重受損而截癱的病人。不過，應(yīng)用在人類身上還有很多問題亟待解決。

英國倫敦大學(xué)國王學(xué)院伊麗莎白·布拉德伯里博士向記者指出兩個(gè)難點(diǎn)。首先，截癱患者普遍存在著較多的脊椎受損區(qū)域，而不像實(shí)驗(yàn)小鼠的整齊脊椎切口。現(xiàn)實(shí)中骨折后骨片擠壓造成的技術(shù)損傷，也與刀片切口完全不同。其次，長期截癱患者受損脊髓會(huì)出現(xiàn)更多并發(fā)癥，如大量疤痕組織，是否能重建神經(jīng)尚是未知數(shù)。

胡永生也表示，這一實(shí)驗(yàn)取得成功有賴于很多人為控制的條件。實(shí)際上，有些神經(jīng)細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室中可以再生，臨床上人體條件卻未必達(dá)得到。同時(shí)，小鼠細(xì)胞再生能力也比人類強(qiáng)。

此外，實(shí)驗(yàn)只是在脊髓被切開、但并未完全橫斷的小鼠身上產(chǎn)生效果，對(duì)于那些脊髓完全斷裂的小鼠不起作用。不過，布拉德伯里仍然認(rèn)為，這項(xiàng)研究具有開拓性意義，打破了單純修復(fù)受損脊髓的思路。