當皮膚、骨骼、口腔黏膜等部位受傷時,因為損傷區有利于再生微環境的產生,只需要一段時間的治療這些部位就能再生愈合,并且恢復到健康狀態。然而,損傷的脊髓部位形成不利于神經再生的微環境,神經再生很難發生。因此,脊髓損傷被認為是難治愈的疾病。
10月26日在北京舉行的香山科學會議第609次學術討論會上,科學家與臨床醫生齊聚一堂,共商脊髓損傷修復的關鍵科學問題。他們認為,再生醫學將為脊髓損傷修復提供新思路。
最具挑戰性的醫學難題
脊髓損傷修復是目前最具挑戰性的醫學難題。早在公元前1700年,人類就認識到脊髓損傷是不能治愈的疾病。而3700年后的今天,脊髓損傷的臨床治療手段依然進展甚微。“現有的治療方案很大程度還停留在脊柱固定減少繼發損傷及康復訓練提高生活自理能力等方面,對促進神經功能恢復卻沒有有效的方法。”會議執行主席、中科院遺傳與發育生物學研究所研究員戴建武說。
據估算,中國現有創傷性脊髓損傷患者超過200萬,每年新增10至14萬人。作為大腦和外周神經系統之間信息溝通的主要載體,脊髓遭到損傷后往往嚴重致殘,給家庭和社會帶來了沉重的負擔。
因此,科學家們認為,利用再生醫學手段,面對脊髓損傷修復的重大挑戰,不僅具有科學上的意義,更是國家和人民的重大民生需求。
“內外”發力促神經生長
從再生醫學角度看,脊髓損傷后脊髓神經組織壞死、液化及瘢痕或空洞的形成是阻礙自身神經再生修復的主要障礙。為解決這一障礙,科學家們圍繞神經元內、外兩個方面開展了諸多工作。
戴建武介紹,其中,“內”指的是調控神經元內源性的再生能力促進軸突生長。
而“外”則指通過智能生物支架材料等外源性策略營造有利于神經干細胞分化的微環境。“鑒于脊髓損傷后形成的微環境不利于神經軸突再生和神經元發生,近二十年來產生了許多針對微環境中某種或多種特定抑制神經再生信號來重塑抑制微環境的研究。”他說。在中國科學院“干細胞與再生醫學研究”先導專項支持下,戴建武團隊研制了基于膠原蛋白的神經再生支架,開展了脊髓損傷臨床研究。2015年,首例神經再生膠原支架移植手術由中國武警腦科醫院脊髓脊柱外科主任湯鋒武完成。
此次會議上,湯鋒武表示,通過術中探查,清理脊髓瘢痕組織,利用生物膠原支架和間充質干細胞移植,有助于促進軸突生長、抑制纖維瘢痕形成。“這一方案治療完全性脊髓損傷是安全、可行的。”他說。
未來空間廣闊
與會專家認為,通過生物材料、生長因子與干細胞重建有利于神經再生的微環境已成為利用外源途徑修復脊髓損傷的重要策略。其中,干細胞來源及標準化研究、再生因子的種類確定及標準化研究、支架材料的智能化及標準化研究等科學問題,將成為未來研究的重點。
會議上,如何修復神經運動功能也受到專家們的關注。會議執行主席、中科院院士趙繼宗指出,近年來,人工智能在脊髓損傷康復研究中優勢凸顯。“植入式神經刺激器有望為修復脊髓損傷另辟蹊徑。”趙繼宗表示。例如,治療疼痛的脊髓電刺激器和呼吸控制的膈肌起搏器已經進行臨床研究;骶前神經根電刺激器調控膀胱功能,解決脊髓損傷患者排尿功能障礙取得初步療效。此外,外骨骼機器人能夠輔助肢體癱瘓的脊髓損傷患者重新站立自主行走。
總之,與會專家一致認為,再生醫學的迅速發展為脊髓再生修復提供了新視角,當前應集眾家之長,加大力度推動基礎研究成果向臨床轉化邁進。
中國-博士人才網發布
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