長期癱瘓也能可逆?慢性脊髓損傷的大鼠經治療恢復部分肢體功能

2020-12-03 前瞻網

全世界有數百萬人患有慢性脊髓損傷，每年有25萬至50萬新病例，其中大多數來自車禍或跌倒。

最嚴重的脊髓損傷會使患者完全癱瘓，超過一半的病情會損害患者的呼吸能力。

現在，發表在《自然通訊》(Nature Communications)雜誌上的一項突破性研究表明，在慢性損傷的動物模型中，脊髓損傷對呼吸和肢體功能的長期破壞性影響可能是可逆的。

這項新的研究描述了一種治療方案，它可以幫助喚醒某些特殊類型的神經細胞，這些細胞能夠在受損的脊髓內再生軸突。

第二頸椎(C2)脊髓半切斷的大鼠經治療後，膈肌完全恢復，切斷側前肢功能部分恢復。

治療結束後6個月恢復效果良好。

「這是我們第一次永久性地恢復了呼吸和手臂功能，這是一種高頸、慢性脊髓損傷引起的癱瘓。」

凱斯西儲大學(Case Western Reserve University)醫學院神經科學教授、資深作者傑裡·西爾弗(Jerry Silver)博士說:「嚙齒類動物在經歷了近一生時間的癱瘓後，會迅速完全恢復，尤其是呼吸。」

這種療法利用身體天生的能力，從神經細胞亞群中緩慢地長出新的軸突分支，而神經細胞亞群在受傷部位仍然完好無損。

這些新分支的活性完全被一類叫做蛋白聚糖的強抑制分子所抑制。

Silver說:「我們的策略是使用一種簡單的一次性注射一種酶，軟骨素酶，它可以分解抑制蛋白多糖分子。這種酶不是在病灶內部注射的，而是在脊髓內部注射的，那裡有運動神經細胞，它們把軸突送到膈膜和前臂。」

在脊髓損傷後立即接受治療的動物中，這種酶僅對恢復神經生長有微小幫助，功能恢復甚微。

但在損傷後較長時間的動物中，酶的治療效果明顯較好。

在長期受傷的大鼠接受治療僅一周後，新的神經軸突就開始恢復已經沉寂了數月的膈膜功能。

在長期使用這種酶的老鼠中，70%的老鼠也開始使用前肢來活動和探索周圍環境(相比之下，對照組的老鼠只有30%)。

「令人驚訝的是，這項技術在慢性階段比在受傷後的急性階段更有效，」Silver說。

癱瘓時間越長，這種酶的恢復作用越大。

Silver的研究小組發現，即使是在脊髓損傷一年半之後，這種療法也可以完全恢復大鼠膈肌的活動。

治療一周後，60%的動物膈膜功能得到改善。

兩周後，每隻老鼠都出現了好轉——儘管它們的癱瘓時間已經持續了大半生。

有趣的是，讓大鼠短時間處於低氧狀態(一種被稱為急性間歇性缺氧的呼吸療法)，有助於增強不斷增長的神經軸突，提供了額外的好處。

然而，Silver的研究小組發現，當大鼠接受這種酶與過量的呼吸療法聯合治療時，大鼠一度癱瘓的膈肌出現紊亂活動。

研究人員假設，身體釋放抑制分子以阻止脊髓軸突功能再生的原因，可能是潛在性的高度異常活動。

他們現在正在努力優化聯合療法，以最大限度地恢復，特別是在前臂和爪子。

Silver說:「我們的數據表明，一個重要的運動系統在嚴重的脊髓損傷後幾個月到幾年可以相對容易地恢復功能。」

「我們研究中的治療方案與多種類型的慢性不完全脊髓損傷有關，我們希望它也可能有助於恢復人類脊髓損傷後的運動功能。」

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