生物支架，搭起再生之橋

佘惠敏

正在出現的奇跡

6月16日，天津。

武警后勤學院附屬醫院里，從湖北老家回來復查的劉新（化名）正在做康復練習。在支具的輔助下，他可以顫顫巍巍地站起，艱難地一步一挪走動。去年4月21日，劉新在天津某工地打工，因高空墜落致脊髓完全損傷，腰部以下的感覺和運動功能完全喪失，次日即接受了這種全新的手術。他是世界首例神經再生膠原支架治療急性完全性脊髓損傷的臨床研究病例。

“他脊髓斷了，脊髓完全缺損長達1厘米。”手術的主刀大夫湯鋒武告訴記者，以往這種脊椎全斷病例會損傷部位以下完全癱瘓無知覺、大小便失禁。但劉新手術后經過一年多康復，下肢肌力明顯增強，髖關節活動功能大幅改善，右側膝關節有部分活動功能，可在支具輔助下通過髖關節的活動行走，且能夠準確感知到小便，生活自理能力顯著提高。電生理檢查表明，其脊髓損傷部位已有神經連接。

同一家醫院，另一間病房，24歲的任續（化名）躺在病床上，手指正在床前架著的一塊平板電腦上滑動。去年9月，他因車禍導致頸椎完全骨折，脊髓缺損長達2厘米，頸部以下完全癱瘓。同是急性完全性脊髓損傷，同在受傷次日進行手術，任續同樣創造了恢復的奇跡。經過近9個月的康復，目前他的上肢運動功能已經大幅改善。“如果按傳統治療方法，他這樣的傷情，應該是頸部以下完全癱瘓，現在他的上肢功能恢復這么多，顯著提高了他的自理能力。”湯鋒武說。

創造奇跡的新手術方式，與傳統手術方式的區別，就凝聚在一束短短的神經再生膠原支架材料上。手術時，大夫在傷者的脊髓缺損部位放置了這種滴有骨髓干細胞的白色智能生物材料。正是它的出現，引導了脊髓缺損部位的神經再生，讓癱瘓病人出現了不同程度的功能恢復。

“美國曾經做過高分子材料支架治療急性脊髓缺損的臨床試驗，這種高分子材料與生物材料不同，不能起到引導干細胞定向分化的作用。他們宣布其中有2例患者在受傷后一個月左右出現了功能恢復。但這并不是很有說服力，因為那可能是傷者的脊髓并未完全受損，有殘留的部分神經。一般這種殘留神經的功能反應，會在受傷后1～2個月出現，傳統的治療方式中并不缺乏這類案例。”戴建武說，“劉新和任續都是完全性脊髓損傷者，且有神經連接的電生理反應均出現在受傷3個月甚至半年后，可以排除殘留神經的干擾，確認為手術后再生的神經。他們癱瘓部位部分功能的恢復，說明這種新的脊髓再生治療思路是正確的”。

全新的修復策略

戴建武研究員說，幾年前，團隊研究發現，中樞神經系統的損傷可以激活神經干細胞大量增殖并向損傷部位遷移。而脊髓損傷難以修復的原因，是損傷部位形成了對神經再生進行抑制的微環境，使得該部位神經干細胞主要分化為膠質細胞，形成瘢痕，極少分化為神經元。

針對這一現象，戴建武團隊首先提出了在損傷部位放置生物支架的再生修復策略。在中科院“干細胞與再生醫學研究”科技先導專項支持下，團隊設計研發了基于膠原蛋白的神經再生支架。戴建武打了個比方：生物支架相當于腳手架，將損傷部位改造成一個重建工地；滴在它上面的外源骨髓干細胞相當于土壤，提供了促進神經再生的微環境；真正再生出神經的是患者自體受傷后激活的大量神經干細胞，它們在支架的幫助下分化為神經元，再生出新的神經，同時分泌一種酶，降解掉這個生物支架。

這種全新的治療策略此前已在大鼠和犬類動物實驗中得到有效驗證，從去年1月開始在數家合作醫院進行臨床研究。

最初的臨床研究在陳舊性的完全性脊髓損傷者中進行，與急性損傷者不同，陳舊性損傷者的受損部位已經形成瘢痕，需要先利用電生理技術探測并手術清除會阻礙神經再生的瘢痕組織，再進行支架材料與干細胞移植的復合運用。這兩種技術都是世界首次用于人體脊髓損傷修復手術。

急性損傷者只需放置支架不需清除瘢痕，手術較簡單，效果也更好，這種類型的世界首例患者就是去年4月22日進行手術的劉新。

截至今年6月16日，這種全新治療方式已為54例急性和陳舊性完全性脊髓損傷者做了手術，他們經過術后恢復期后，大多有不同程度恢復。陳舊性完全性脊髓損傷者也能出現神經恢復部分連接的電生理反應，但肢體功能的恢復遠不如急性損傷者明顯。

戴建武表示，這是由于急性脊髓損傷有大量內源神經干細胞遷移到損傷部位，另外受傷者外周神經系統及肌肉運動系統功能尚未受損。而陳舊性損傷者的內源神經干細胞大量產生的時機已錯過，再生出的神經較微弱，且外周神經系統和肌肉往往已經萎縮，功能較難恢復。

戴建武建議脊髓損傷者要盡快聯系相關實驗醫院進行手術，“急性脊髓損傷受傷后10天以內，是很好的手術窗口，越早做手術恢復效果越好。”

挑戰最高的難度

理論上，人體所有組織都可能再生。但不同的人體組織再生難度有天壤之別。“皮膚與指甲的再生最容易，中樞神經系統的再生最難。”戴建武自豪地說，“脊髓屬于中樞神經系統，我們所做的脊髓損傷修復試驗，是在挑戰最高難度。”

這一點并非大話，而是有許多實際案例支撐。事實上，戴建武團隊成功再生的人體組織，遠不止中樞神經。

團隊研發的再生膠原支架，是用膠原蛋白制成，它們做成不同形態的支架后，加入不同的生長因子，就成為推進各種組織器官再生修復的“腳手架”。

從2003年回國起，戴建武就一直在做這類膠原支架材料，讓它與干細胞技術結合，引導組織再生。這些核心技術擁有國際專利。研究團隊與北京、天津、南京、重慶等地的臨床醫院合作，用這些新技術進行各種器官組織的再生修復試驗。腦損傷再生、心肌再生、肝衰再生等都在動物試驗中取得了明顯的實驗成果；子宮內膜修復再生材料已經令一些不孕婦女順利產下嬰兒，骨修復材料成功地治療患者難以愈合的骨缺損，這兩種成果都已被企業購買并轉化為市場產品；團隊最近還在與協和醫院合作，進行人類喉部聲帶再生的臨床研究。

讓癱瘓的人起床行走，令盲者復明，令啞者出聲……這些科幻電影中的場景，正在科學家們的努力下，一步步成為可以預期的現實圖景。