新研究為長期癱瘓患者帶來希望,可恢復部分肢體功能
全世界有數百萬人長期受脊髓損傷的影響,每年新增的脊髓受損患者高達 50 萬例,其中大部分源於車禍或跌倒。最嚴重的脊髓損傷會導致患者完全癱瘓,並且有超過一半的患者呼吸能力受到嚴重影響。
11 月 27 日,Nature Communications 上發表了一項突破性研究,來自凱斯西儲大學(Case Western Reserve University)醫學院的研究人員,在長期脊髓損傷的動物模型中,發現脊髓創傷對呼吸和肢體功能的長期破壞性影響是可逆的。
這項新研究還描述了一種潛在的治療方案,該方案有助於重新喚醒某些特殊類型的神經細胞,使其能夠在受損的脊髓內再生軸突。在第二頸椎半切斷的脊髓損傷大鼠中,經過治療後切斷側隔膜功能完全恢復,部分前肢功能也得到恢復,並在治療結束後 6 個月內完全維持治療的恢復效果。
「這是我們第一次在高頸椎、長期脊髓損傷引起的癱瘓模型中,永久性地恢復呼吸功能和一些前肢功能。尤其是在嚙齒動物模型中接近一生的癱瘓後,呼吸能夠得以迅速完全恢復。」美國凱斯西儲大學醫學院神經科學教授 Jerry Silver 博士說。
該治療利用身體的先天能力,在損傷處下方那些保持完整的神經細胞亞群中,會非常緩慢地生出新的軸突分支,但是這些新分支的活性往往被稱為蛋白聚糖的抑制分子完全扼殺。
Silver 博士說,「我們的治療策略就是使用簡單的一次性注射軟骨素酶,這種酶能夠分解抑制性蛋白聚糖分子。將酶注射到脊髓內神經細胞駐留處,新生的軸突分支會延伸到橫膈膜和前臂。」
有趣的是,在脊髓損傷不久後的動物治療中,該酶僅略微幫助恢復了神經生長,功能恢復也幾乎很小,但是在受傷較長期的動物治療中,該酶的治療效果明顯更好。
脊髓受傷長期癱瘓的大鼠治療後短短一周內,新的神經生長開始恢復已經沉默數月的橫膈膜功能。長期治療的大鼠中,有 70%使得他們的前肢能夠移動,而相比之下,對照組動物中這一比例只有 30%。
「令人驚訝的是,該治療在長期癱瘓階段比在受傷後急性階段更好更有效。」Silver 博士說。也就是說,動物癱瘓的時間越長,酶的恢復作用就越大。
研究人員發現,即使脊髓損傷後癱瘓時間長達一年半,治療仍對大鼠的橫隔膜有效,治療一周後,60%的動物能夠改善橫膈膜功能。兩周後,每隻癱瘓很久的大鼠都表現出了橫膈膜功能改善。
(圖片來源:californiainjuryattorneys.com)
更有趣的是,將大鼠暴露於短暫的低氧水平,也就是一種稱為急性間歇性缺氧的呼吸治療時,更加有助於神經恢復生長,從而提供額外的益處。然而,Silver 的研究小組發現,當用酶和過量的呼吸治療對大鼠進行治療時,曾經癱瘓的大鼠橫膈膜功能產生了混亂。
研究人員猜想,高度異常的活動可能是身體釋放抑制分子以防止脊髓神經軸突再生的原因。研究人員現在也正在努力優化聯合治療,以最大限度地恢復癱瘓患者,尤其是前肢的功能。
「我們的數據說明了嚴重脊髓損傷後幾個月到幾年內,基本運動系統功能恢復是相比容易的,」Silver 說。「我們研究中的治療方案與多種類型的不完全性長期脊柱損傷相關,因此我們希望它可以幫助恢復人類脊髓損傷後的運動功能恢復。」
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