手外科扎根臨床不斷創新

徐文東 顧玉東

(復旦大學附屬華山醫院手外科 上海 200040)

專家簡介顧玉東,男,1937年10月出生,復旦大學附屬華山醫院手外科教授,博導,1961年畢業于上海第一醫學院醫療系。1994年當選為中國工程院首批院士。曾擔任第四、五、六屆國務院學位委員會委員,第二十三、二十四屆中華醫學會副會長。現任復旦大學附屬華山醫院手外科主任、復旦大學上海醫學院手外科教授、上海市手外科研究所所長、中華手外科學會名譽主任委員、上海醫學專家顧問委員會主任委員、《中華手外科雜志》總編輯。我國第一代顯微外科專家,長期從事手外科、顯微外科技術基礎理論和臨床研究,首創第二足趾游離移植“二套供血系統”的方法,及膈神經移位術,健側和同側頸7移位術,肱肌肌支移位等多項術式,在世界范圍內得到推廣應用,奠定了我國在手外傷修復與再造、周圍神經損傷修復領域的國際領先地位。先后在SCI收錄雜志發表論文70余篇,著有《臂叢損傷與疾病的診治》,《手外科手術學》等專著13本,并獲得了7項國家級獎項(5項國家科技進步二等獎、1項國家發明二等獎、1項國家發明三等獎)、省部級獎項近20項,獲得全國先進工作者、白求恩獎章獲得者、全國五一勞動獎章、十大科技精英等多項國家級榮譽,被譽為我國手外科領域臨床和科研的領軍人物、我國醫學界楷模。

專家簡介徐文東,男,1970年11月出生,復旦大學附屬華山醫院手外科教授,博導,手外科副主任,華山醫院副院長,上海市靜安區中心醫院院長。國家杰出青年科學基金獲得者,863項目負責人,獲國務院政府特殊津貼、上海市五一勞動獎章。上海市醫學科技進步獎一等獎獲得者,作為第三完成人獲得多項國家科技進步二等獎,教育部科技進步一、二等獎,中華醫學科技一等獎,上海市科技進步一、二等獎等。并獲得國家科技部中青年科技創新領軍人才、國家衛計委突出貢獻中青年專家、教育部新世紀人才、首屆樹蘭醫學青年獎、上海市青年科技杰出貢獻獎、上海醫學發展杰出貢獻獎、上海市領軍人才、上海市優秀學術帶頭人、上海十大杰出青年、上海市衛生系統第十屆銀蛇獎等20多項榮譽。

上海醫學院創建90周年寄語創新是醫學進步的動力,臨床是創新的不竭源泉。近十年來,手外科將臨床實踐與基礎研究相結合,在難治性臂叢神經損傷和中樞性上肢痙攣癱等領域取得了重大進展,創新才是最好的紀念。

手外科扎根臨床不斷創新

徐文東 顧玉東△

(復旦大學附屬華山醫院手外科 上海 200040)

手外科以往在手指再造、皮瓣移植等領域取得了多項世界首創的輝煌成果。在顧玉東院士的領銜下,提出了以健側頸7為代表的多項治療臂叢神經損傷的手術策略,成為國際領先的周圍神經損傷診治中心。近十年來,我們聚焦神經損傷及修復后的腦功能重塑研究,揭示了健側頸7移位后運動感覺中樞功能重塑的模式,發現了一側半球可以同時支配雙側上肢的重要規律,并將此發現應用到中樞損傷后偏癱患者的治療中,將健側頸7應用到更廣泛的人群中,實現了將科研創新與臨床實踐相結合,手外科在創新中不斷發展。

手外科; 健側頸7移位術; 中樞性偏癱

在上海醫學院創建80周年慶時回顧手外科歷史,顧玉東院士曾強調手外科“始終抓住臨床難題為主線,在不斷創新中不斷前進”。轉眼10年間,手外科同仁繼續對一個又一個醫學難題發起挑戰,面對難治性臂叢神經損傷及中樞性損傷導致的上肢痙攣性癱瘓這一難題,通過基礎研究及臨床術式創新,取得了重大進展。

歷史的傳承早在20世紀60年代,工業發展迅速,隨之而來的是手外傷等疾病的大量增多,如何更加有效地修復手部創傷、恢復手功能成為當時擺在創傷骨科領域面前的重大課題。陳中偉、楊東岳、王澍寰、顧玉東等通過解剖學基礎研究,創新臨床血管吻合技術,在斷肢(指)再植、手指再造、皮瓣移植及周圍神經損傷等領域取得了多項世界首創的輝煌成果,解決了手外科領域中急診創傷診治的難題。80年代,隨著改革開放和社會經濟水平的發展,交通意外發生率逐年上升,臂叢神經損傷的發病率逐年增高,但缺乏有效的治療方法。面對這一久攻不下的難題,華山醫院手外科在顧玉東院士的領導下,提出了多項神經移位治療臂叢神經損傷的手術策略,成為國際上領先的周圍神經損傷診治中心。

在神經移位手術中,有兩項特殊的手術方式。第一項是1970年顧玉東院士提出的膈神經移位修復肌皮神經手術[1]。其特別之處在于膈神經是自主神經,原本負責膈肌運動,日夜24小時不停地向靶器官釋放沖動,因此膈神經移位后,再生能力很強,再生速度快,移位后神經再生的優良率(肌力 gt;3度)達84.6%,是目前所有動力神經中再生能力最強的神經。在1999年我們通過技術創新,借助胸腔鏡在胸腔內膈神經入肌點處切斷膈神經,進而成功避開鎖骨部病變,直接移位到肌支,或遠端正常的神經主干,使原創性手術再發展[2]。這一術式的發展告訴我們,技術的不斷創新是臨床持續創新的動力。

第二項特殊的手術是1986年顧玉東院士首創的健側頸7移位術[3]。顧玉東院士通過24年1 000余例臂叢臨床觀察發現,頸7神經的單獨損傷不造成肢體功能障礙,健側頸7神經可作為修復全臂叢根性撕脫傷的重要動力。1986年8月,在一例車禍致全臂叢神經損傷的患者中,顧玉東院士突破常規,采用健側頸7神經根作為動力神經行移位術,通過患側尺神經反折作為橋梁與患側正中神經吻合。患者在切取健側頸7神經之后,除一過性的麻木以外,無其他明顯的不適,神經移位術后4年,癱瘓手橈側腕屈肌、掌長肌、屈指淺肌肌力可達M4。患手橈側三指半感覺也得到恢復。健側頸7移位術打破了全臂叢根性撕脫傷患者手功能無法救治的斷論,很快在世界各國得到推廣,該手術的安全性與有效性得到公認。國際顯微重建外科主席R.Pho評論該手術是20世紀周圍神經最重大的成就。

健側頸7移位術的腦功能研究前期對臂叢神經損傷尚未行神經移位修復手術的患者行腦功能掃描發現,其腦內出現大量異常的功能重塑。PET檢測發現,臂叢損傷后患者患肢對側運動相關腦區的葡萄糖攝取降低,表明患肢代表區的功能失用、沉寂;功能磁共振發現不僅患肢代表區出現功能異常,雙側運動相關腦區之間的功能連接亦明顯減弱,表現出大范圍的腦功能異常重塑過程[4-5]。既往基礎和臨床神經科學研究表明,在腕部神經損傷、面神經損傷后功能恢復過程中,功能的恢復水平和腦功能異常重塑程度有關[6-7]。這些證據提示,腦功能重塑可能是影響臂叢損傷后功能恢復水平的重要因素。

健側頸7神經移位術最大的特殊之處,在于通過神經移位,將癱瘓手和其同側的大腦皮層相連,運動投射從對側投射變為同側投射,這一特點在臨床上存在十分有趣的現象:健側頸7移位后早期,患肢功能的恢復需受健側肢體功能的連帶,稱為健肢與患肢“同步興奮”現象,大約在5年后,患肢才能產生“獨立運動”而無需健肢協同運動。這種現象在不同年齡層次中出現時間不同,兒童患者很短,在成人常常需5年以上。健側頸7移位后,大腦皮層如何從“同步”轉變為“獨立”,這一過程的發生機制是怎樣的？對這一問題的追問,讓我們找到了研究臂叢損傷后腦功能重塑的突破口。

神經功能影像學及動物模型的研究對闡釋這一現象起到了重要作用。Beaulieu等[8]對頸7術后短期未出現獨立運動的患者行fMRI成像發現,在患肢運動時,大腦雙側運動區均出現明顯的激活,但以同側皮層為主。通過動物模型等研究,蔣蘇、婁莉等[9-10]發現,在健側頸7移位術后,重建與中樞聯系的患肢,其運動皮層內代表區經歷了從同側“遷移”至對側的過程,發生了跨大腦半球的功能重組。Matloub等隨后在小鼠模型上對此進行了驗證,并得到了一致的結論[11]。我們在另一項患者的長期術后PET隨訪中發現,運動患肢時原有功能區仍舊出現了激活,表明在術后遠期,患肢運動時能再次激活其原有對應的對側皮層,激活模式趨向于回到對側[12]支配,并且這種跨皮層的功能重塑和患肢功能恢復同步出現,對于其獨立運動[13]恢復十分重要。由此我們得出結論,健側頸7術后,運動皮層呈現出跨皮層的功能重塑過程。另外,在臨床實踐中我們還發現,患肢負責精細運動的手內肌功能恢復的效果遠不如負責手部粗大運動的手外肌,結合神經電生理和功能影像發現,手外肌發生跨半球的功能重塑,但是手內肌的重塑一直發生在其同側半球內,原功能區一直處于沉寂狀態,這也證實了沉寂的原功能區的激活是神經移位后患肢功能恢復的重要機制[14]。

在發現健側運動皮層的重塑規律后,我們進一步對感覺皮層重塑的過程進行探索,通過大鼠的SEP研究我們發現,健側頸7移位術后的感覺功能重組僅限于一側半球[15]。華續赟等[13]進一步在胼胝體切斷的大鼠模型中施行了健側頸7神經移位術,發現即使局限在一側半球內,大腦功能重組仍可完成,最終順利地控制雙側上肢,而不受胼胝體和另一側半球功能狀態的影響。

至此,我們找到了健側頸7神經移位術后腦功能重塑的重要規律:健側頸7移位可誘發大腦功能的重塑,從而實現一側半球對雙側上肢的良好控制。這一結論的得出,給了我們一個重要提示:健側頸7可以將一側半球的潛能發揮到更高水平。

健側頸7治療中樞性偏癱的新進展隨著近年來生活水平和醫療條件的不斷提升,小兒腦癱、腦卒中等疾病發病率逐年升高,而這些中樞損傷性疾病造成的一側上肢偏癱的患者人數也逐年攀升。這些中樞性偏癱疾病,其共同表現為一側運動皮層或者皮層下高位運動通路受損,患者呈現一側的痙攣性偏癱,造成嚴重的肢體運動障礙,尤其以手功能恢復最為困難,遺留嚴重的殘疾,患者生活難以自理。中樞癱目前的治療核心在于恢復受損半球的功能,然而實際治療效果不佳,修復已經損傷、缺如的腦組織希望渺茫。如果能繞開受損半球功能恢復不確定的問題,重建患者的運動功能便有希望實現。由此,我們提出,健側頸7作為外周的橋梁,不是正好可以繞開損傷的半球,將癱瘓手和健側半球連接起來嗎？

提出這一設想之后,我們迅速開展研究。通過查閱文獻發現,支配一側上肢運動的神經纖維本身有2%左右來自同側皮層,在腦損傷等疾病中,這些僅存的神經纖維常常發揮部分代償作用,表現為患側上肢存留由健側上肢帶動的運動。頸7神經包含有17 000～40 000根神經纖維,將健側和患側的頸7神經橋接,就將健側大腦與同側癱瘓的上肢聯系在了一起,同時為了更多地使患側上肢信號傳遞至健側皮層,將患側頸7作為受體神經最為合適。這為健側半球發揮功能代償能力提供了解剖基礎[16]。

在此之上,我們又經過了嚴格的動物實驗論證[17]。2008年4月,我們針對一例腦癱后遺癥導致一側上肢痙攣性偏癱的患者進行了健側頸7移位手術的治療。術中于健側靠遠端切取頸7神經,經腓腸神經橋接由肌下通路,移位至患側的頸7神經。術后第二天患者即出現了明顯的上肢痙攣程度下降,同時健側手僅有一過性的麻木,無其他影響。1年后患者隨訪,開心地向醫生匯報她手功能明顯好轉。健側頸7在治療中樞損傷造成的偏癱疾病中,顯示出獨特的優勢和作用,其手術療效得到了國內外同行的認可。此后,我們又治療了腦卒中、腦外傷等不同病因造成的中樞性痙攣性偏癱患者,均明顯好轉。

健側頸7移位術治療中樞癱自2008年起已經施行了110余例,年齡從4歲至65歲,損傷至手術間隔時間跨度最長30年,術后絕大多數患者的上肢痙攣得到迅速改善,伸腕伸指功能出現,手掌可以打開,抓握能力不斷提高,由此生活自理能力恢復。手術治療的療效得到了國內外同行的認可[18-19]。

健側頸7移位從提出至今已30年,全世界同道對其不斷研究,推動其發展,已拓展為中樞癱的全新治療方法。這體現了手外科同道們對一塊又一塊蠻荒之地的勇敢探索。手外科也在這30年間不斷轉型和創新,攻克一個又一個難題。臨床是創新的源泉,也是創新的試金石。 值此紀念復旦大學上海醫學院創建90周年之際,回顧手外科輝煌歷程與最新成就,我們始終抓住臨床難題為主線,追本溯源,不忘初心。醫學研究永無止境。

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Thecontinuousinnovationofhandsurgeryteamrootedinclinicalpractice

XU Wen-dong, GU Yu-dong△

(DepartmentofHandSurgery,HuashanHospital,FudanUniversity,Shanghai200040,China)

Previously,hand-surgeons made great advancements and pioneering surgeries such as thumb reconstruction,flap transplantation surgery.Under the leadership of professor Yu-dong GU,we put forward several surgical strategies to treat the brachial plexus injury including the widely-used contralateral cervical 7 (CC7) nerve root transfer surgery.Now our department is one of the leading centers in treating peripheral nerve injury disease worldwide.During the past 10 years,we focused on the brain plasticity research in brachial plexus injury patients and revealed the reorganization pattern of sensorimotor cortex after the CC7 nerve root transfer surgery.Our study indicated the potential of one hemisphere in controlling bilateral upper limb and we further applied this conclusion in treating hemiplegic paralysis patients.In the past 10 years,we applied basic research findings in clinical practice and expanded the indication of CC7 nerve transfer surgery.By making innovations we keep making progress.

hand surgery; contralateral cervical 7 nerve root transfer surgery; central hemiplegic paralysis

R658.2

A

10.3969/j.issn.1672-8467.2017.06.003

△Corresponding author E-mail:yudonggu@swk.shmu.edu.cn

2017-08-02;編輯:張秀峰)