脊柱脊髓损伤的修复重建研究进展
李佛保 郑召民
【摘 要】 目的 阐述脊柱、脊髓损伤最新研究及治疗进展。 方法 广泛查阅文献,并结合研究及临床经验,总结近几年脊柱、脊髓损伤的研究动向及临床应用结果。 结果 后路寰枢椎固定技术由既往的侧块关节直接螺钉内固定术发展到今天较为常用的寰枢椎椎弓根或侧块螺钉相组合的钉板、钉棒内固定技术。经口咽入路寰枢椎复位钢板固定术能较好解决难复性环枢椎脱位的问题。胸腰椎骨折的手术入路、固定节段、融合方式等目前仍没有统一的标准,只要条件允许,前路和后路手术均能达到有效减压和稳定重建的目的。单节段骨折固定术较既往的跨节段固定术有一定优势。内窥镜辅助下或影像介导下的脊柱诊疗技术在我国逐渐开展。对治疗顽固疼痛性骨质疏松性压缩骨折患者,国内紧跟国外潮流及时开展经皮椎体成形术和后凸成形术,以重建椎体高度,修复椎体稳定性,改善症状,提高生活质量。相关的基础和临床研究使人们对急性脊髓损伤的药物治疗有了重新认识,而生物学治疗方法为神经的修复再生提供了新的思路,其中细胞移植和基因疗法是极有前景的治疗策略。 结论 随着脊柱外科的飞速发展,脊柱脊髓损伤的修复重建取得了长足的进步。
【关键词】 脊柱骨折 治疗 脊髓损伤 细胞移植 基因治疗
中图分类号:R318 R683.2 文献标识码:C
AD VANCE M ENT IN THE REPA IR AND RECONSTRUCTI ON OF THE INJURED SP INE AND SP INAL COR D L I F obao,ZH EN G Z hao m in.D ep a rt m en t of O rthop ed ics,F irst H osp ita l of S un Y a t2S en U n iversity,Guang z hou,510080, P.R.Ch ina
ahuCorresp ond ing au thor:L I F obao,E2m a il:z heng m
【Abstract】 Objective To investigate the latest rearch and the therapeu tic developm en t in the in ju ries to the sp ine and sp inal co rd.M ethods L iteratu re concerned w as review ed,com b ined w ith ou r ow n rearch and clin ical experience,to summ arize the trend of the rearches and their clin ical app licati on in the treatm en t of the in ju red sp ine and sp inal co rd.Results T he po steri o r app roach atlan toax ial stab ilizati on techn ique changed the conven ti onal w iring techn ique in to the tran sarticu lar screw fixati on to the p late and pedicle o r the lateral m ass screw fixati on techn ique.T he clin ical app licati on of the tran so ralpharyngeal atlan toax ial reducti on p late fixati on techn ique show ed a good effect on the reducti on of atlan toax ial dislocati on.How ever,there w ere no un ified criteria fo r lecti on of the su rgical app roach, fixati on level,and fu si on mode in the treatm en t of tho raco lum bar sp inal fractu res.U nder op ti m al conditi on s,bo th the an teri o r and the po steri o r app roaches cou ld ach ieve good clin ical effects on decomp ressi on and sp inal recon structi on.T he single level fixati on techn ique show ed som e advan tages in treating certain t
ypes of tho raco lum bar sp inal fractu res w hen compared w ith the traditi onal cro ss2cti onal fixati on.T he endo scopy2assistan t and i m age2gu iding sp inal in terven ti on techn iques w ere evo lved in Ch ina du ring the years.In the treatm en t of the ob stinate painfu l o steopo ro tic verteb ral comp ressive fractu re,percu taneou s verteb rop lasty and kyphop lasty ach ieved good resu lts in the pain relief and sp inal recon structi on.N um erou s basic and clin ical rearches have given u s a fu rther understanding of the m edical p ro tecti on of acu te sp inal co rd in ju ry,and b i o logical treatm en ts have given u s new ideas on neu ral reparati on and regenerati on.Cell tran sp lan tati on and gene therapy have becom e the mo st p rom ising treatm en t strategies in th is field.Conclusion W ith the rap id developm en t of sp ine su rgery,the repair and recon structi on of the in ju red sp ine and sp inal co rd m ade a great stride in the recen t years.
【Key words】 Sp ine fractu re T reatm en t Sp inal co rd in ju ry Cell tran sp lan tati on Gene therapy
近年来,随着各种相关基础和临床研究的不断深入,脊柱外科取得了飞速的发展。各种诊疗设备和手术器械得到不断完善。新技术、方法为我们提供了更多的治疗选择;新概念、观点、准则使我们的诊疗更为科学、
作者单位:中山大学附属第一医院骨科(广州,510080)
主持人培训课程通讯作者:李佛保,教授,博士导师,研究方向:脊柱外科,E2m ail: zhengz 合理。脊柱外科的发展使我们在脊柱脊髓损伤的修复重建技术上向前迈进了一大步。在此,现就脊柱脊髓损伤的修复重建进展作一综述。
birth1 颈椎损伤的修复重建
近十余年来,由于各种内固定器械的出现和相关生物力学、应用解剖学的研究进展,颈椎损伤的修复重
建有了长足的进步,尤其是在上颈椎的内固定技术上。
1.1 寰枢椎后路固定技术
1987年,Grob和M agerl等首次报道经后路经寰枢椎侧块关节直接螺钉内固定术。与以往的椎板下钢丝固定系统不同,这种内固定术能即刻稳定寰枢关节,对抗寰枢关节的旋转和屈曲运动,有效提高寰枢椎的融合率并避免术后外固定的应用。因此,在此后的十余年里,这种技术一直被认为是后路寰枢椎固定的标准手术。Pu ttlitz等[1]对椎板下钢丝固定术和经侧块关节直接螺钉内固定术进行了比较,38例患者进行椎板下钢丝内固定术加H alo2vest外固定支架;33例患者进行了寰枢椎关节突螺钉内固定术。平均随访均在3年以上,结果钢丝内固定组有7例患者假关节形成,4例患者出现纤维性融合,而且其中6
例进行了翻修。螺钉组仅有2例患者出现了纤维性融合。尽管关节突直接螺钉内固定术能提供可靠的稳定性,但其引起舌下神经损伤,寰枕关节损伤和椎动脉损伤等并发症的危险使不少脊柱外科医生望而却步,其中损伤椎动脉的机率最高,并且,这种技术对C1、2术前不能复位者无法应用。最近,Goel和H arm s等[2,3]分别报道了寰椎椎弓根或侧块和枢椎椎弓根或侧块螺钉相组合的钉板、钉棒内固定技术。Goel等[2]应用这种固定技术治疗了160例患者,有157例术后获得坚固的骨性融合,无血管、神经受损及感染等并发症。H arm s等[3]应用这种固定技术治疗了37例患者,术后均获得了坚固的融合,无神经血管的并发症,并同时指出,术中良好的显露是螺钉固定的关键。K i m等[4]指出,与寰枢椎关节突直接螺钉内固定相比,椎弓根或侧块固定有着更为良好的生物力学稳定性,并且椎动脉损伤的风险更低,可用于术前C1、2不能复位的患者。
1.2 寰枢椎前路固定技术
uq前路固定术主要适用于各种原因所致的寰枢椎不稳,经头颅牵引后不能复位,且脊髓的致压物来自于前方而后方手术入路无法获得充分减压者。经典的经口寰枢椎固定钢板是H arm s钢板,但H arm s钢板使用双皮质螺钉,有损伤脊髓的危险,且没有复位功能。近年来出现了各种改良钢板,其中国内尹庆水等研制的经口咽前路寰枢椎复位钢板较好地解决了此类问题,初步报道治疗1例先天性畸形和2例陈旧性创伤引起的难复性寰枢椎脱位患者,获得满意的效果[5]。对寰枢椎呈屈曲位不稳者,适宜采用前路经枢椎椎体和寰椎侧块螺钉固定技术,其创伤小,固定牢靠,但往往需要一期或二期后路植骨来
维持长期的稳定性。
1.3 枕颈部固定技术
寰枕关节固定只用于创伤性寰枕部不稳, 型A nderson2M on tesano枕骨髁骨折,固定的目的除了重建枕颈部的正常生理弯曲外,还要防止头枕部下沉和颅底凹陷[6]。目前在上颈椎部分的固定技术主要有:经C1、2侧块关节固定、经C1、2椎弓根固定、椎板钩以及椎板下钢丝固定等。钢丝和椎板钩内固定系统不能提供足够的生物力学稳定性,而钉棒或钉板系统能同时握持颈椎和枕部骨组织,有着更为坚强的力学特性,既能减少尾侧颈椎的固定节段,又能避免因椎板下留置内固定物引起的脊髓压迫等并发症,是寰枕关节固定的理想选择[1,6]。Singh等[7]回顾分析了30例应用钉棒系统治疗寰枕关节不稳的患者,平均随访24.9个月,30例患者中有29例获得了良好的固定,3例出现内固定失败,但需要翻修的仅1例,骨性融合率高达96.6%。
1.4 齿状突骨折固定技术
dove齿状突骨折约占颈椎骨折的20%,并且大部分是 型骨折。治疗应综合考虑患者的年龄、骨折类型、合并伤和共存疾病。一般 型和 型的骨折可通过合理的非手术治疗痊愈,但对合并寰枕关节不稳的 型骨折和骨折线靠近齿状突颈部的 型骨折保守治疗容易引起骨不连,在患者情况和手术技术允许的条件下可考虑手术治疗。 型骨折的治疗目前仍然存在争议,但由于保守治疗骨不愈合发生率较高,因此大部
分医生主张手术治疗[8]。手术治疗的方式目前主要包括前路加压中空螺钉内固定直接固定骨折,以及后路寰枢椎固定融合。前路直接固定能最大程度保持寰枢关节的旋转运动,固定牢靠,术中不需要植骨融合,避免了植骨并发症,术后通常不需外固定支架。文献报道其骨性融合率与后路固定融合相当(92%~100%)[9]。术中应用单枚或双枚螺钉固定均是允许的。双枚螺钉能更有效防止骨折块旋转,但文献报道应用单枚或双枚螺钉固定的手术融合率和固定的牢靠性无差别,而且,术中植入双枚螺钉有时并非易事,因此,术前应用CT扫描测量齿状突的直径和骨密度对植入螺钉数量的选择至关重要[8,9]。对齿状突骨折合并寰枢椎不稳者,或移位和成角畸形明显的骨折,适宜行后路寰枢椎固定融合。后路融合的特点是稳定寰枢关节,但会导致颈椎旋转功能丢失50%。手术技术主要有经寰枢椎侧块关节直接螺钉内固定术,寰枢椎椎弓根或侧块的钉棒系统固定术。后路钢丝固定植骨技术目前已经很少在临床上应用。
2 胸腰椎损伤的修复重建
胸腰椎骨折的治疗是一个存在争议和充满挑战的话题。目前有大量文献报道了相当多的手术方法治疗胸腰椎骨折,并且每种方法均能获得一定程度的满意
效果。但在很多问题上学者们仍然没有达到共识,如手术入路、固定节段、融合方式等。一般来说,需要手术治疗的胸腰椎骨折包括脊柱损伤引起脊柱不稳或有神经组织受压而需手术减压者。目前,大
多数学者认为,对胸腰椎骨折脱位,体格检查提示有不完全性脊髓损伤,影像学显示椎管内占位,脊髓受压,应该早期充分脊髓减压,恢复椎管内容积,重建脊柱正常的解剖序列,重建脊柱的稳定性,避免继发性脊髓损伤。
2.1 手术入路选择
前方手术入路和后方手术入路均各有其优缺点:前路手术减压彻底,融合率高,对脊柱的稳定性重建好,但技术要求高,手术创伤大;后路手术创伤较小,而且近年来各种后路椎弓根螺钉内固定系统的发展又为后路手术稳定脊柱提供了强而有力的保障。
W ood等[10,11]对胸椎爆裂骨折的前后路手术治疗效果进行了比较,结果表明,前后路手术在脊柱畸形纠正,椎管容积恢复,神经减压和神经功能恢复,手术融合率等方面无明显差异,而在手术时间、术中出血量方面,后路手术占一定优势。我们认为,手术入路的选择应根据患者病情的具体情况和手术医生的水平来综合权衡,只要能达到神经减压和脊柱稳定重建的目的,两种手术入路均是有效的选择。
2.2 手术节段的选择
对手术节段的选择,既往通常是采用跨病变节段固定,即在骨折椎体相邻上下椎体植入4枚椎弓根螺
钉的复位固定技术,然后融合2个节段。这种技术固定效果佳,生物力学稳定,但丢失了2个运动节段,手术创伤较大。近年来,尽可能短距离的内固定和短节段的融合是后路固定技术的发展方向,经骨折椎体单节段椎弓根钉固定术是一种新发展方向。F inkelstein等[12]应用单节段固定技术治疗22例胸腰椎骨折患者,随访至少20个月,术后患者的后凸畸形有明显改善,Cobb 角由术前平均1011°到术后019°。大部分患者的活动功能得到明显改善。D efino等[13]报道应用单节段椎弓根固定技术治疗18例胸腰椎骨折,随访2~12年,平均6165年,术后患者的疼痛缓解和功能恢复明显, 9515%的患者恢复工作,未发生内植物失败,假关节形成等并发症。该手术方法创伤小,用时短,减少了运动功能单位的丢失。我们认为,只要手术技巧和病例选择恰当,单节段固定治疗胸腰椎骨折能获得满意的疗效。
2.3 特殊类型骨折的治疗
目前,许多学者对不伴有脊髓神经受压而脊柱又“似乎稳定”的胸腰椎爆裂性或压缩性骨折的治疗仍然存在相当大的争议,是选择保守治疗还是选择积极的手术干预目前仍然未达到共识。Karaikovic和Singh 等[14,15]认为,对于年轻患者,这一类型的骨折往往意味着高能量的损伤,潜在脊柱不稳的可能性大,应该采取积极的手术治疗,稳定脊柱。而对年龄较大,伴有骨质疏松的患者,可先在严密的观察下采取保守治疗。W ood等[16]对这类型的骨折进行了一个随机的前瞻性临床研究。对55例患者进行了长达5年,平均47个月的连续性随访,结果提示应用手术治疗与应用保守方法治疗的长期疗效
无差别。随后,相同的研究小组又对38例随访超过2年的手术患者进行了回顾性分析,其中18例患者采用了后路内固定融合手术,20例采用了前路手术,结果发现术后患者在后凸角度的改善、椎管容积恢复和术后融合率上前后路手术没有差别,采用前路手术出血量较多,但术后并发症和翻修率较后路手术低[11]。我们认为,对这一类型的骨折,临床医生应该考虑患者的年龄、体形、工作、生活方式、全身健康情况等综合因素,并考虑自身的手术技术和设备,作出合适的治疗选择。
2.4 微创技术治疗
近年来,微创脊柱外科技术有了长足的发展,内窥镜下胸腰椎骨折的手术治疗,经皮微创胸腰椎骨折治疗等技术时见有报道。Fo ley等报道[17]在脊柱内窥镜下行后路椎间融合同时应用导航系统引导下经皮置入椎弓根螺钉和金属棒固定腰椎节段,12例患者平均随访13.8个月,所有患者内固定牢固,初步临床结果良好。K i m等回顾[18]分析了212例应用胸腔镜经膈肌入路手术治疗胸腰段脊柱骨折患者资料。其中男158例,女62例,年龄16~72岁,平均36岁;手术为单节段固定占46%,双节段占48%,多节段占6%,手术时间70m in~7h不等,平均3.5h,随访1~6年,平均319年,总体融合率达90%,有5例出现螺钉松动,12例出现与手术入路相关并发症。我们认为,应用胸腔镜下经膈肌入路手术治疗胸腰段脊柱骨折创伤小,患者恢复时间短,并发症发生率低。近年来,经皮穿刺椎体内注射骨水泥技术在治疗胸腰椎骨质疏松性压缩骨折或椎体转移瘤中较为活跃,有的学者甚至将其用到创伤性非骨质疏松性压缩骨折的治疗上,获得了满意的治疗效果。经皮椎体成形术(p ercu taneou s verteb ralp last
y, PV P)能迅速稳定病变椎体,缓解疼痛,促进患者早日康复。经皮椎体后凸成形术(p ercu taneou s kyp hop lasty,PKP)还能恢复椎体高度,纠正椎体后凸畸形,降低骨水泥渗漏,是一种安全和有效的微创治疗方法。H adji p avlou等[19]对PV P和球囊扩张PKP的相关文章进行了总结分析,其中统计PV P治疗骨质疏松性椎体压缩骨折和椎体肿瘤共1573例2818椎,骨质疏松患者的疼痛缓解率在8611%~9218%之间,平均
90%;椎体肿瘤患者疼痛缓解率在7519%~9215%之间,平均8612%。统计球囊扩张PKP共618例1113椎,疼痛缓解的优良率在8911%~9813%间,平均9516%,总体渗漏率为814%,其中主要为椎间渗漏和椎旁渗漏。目前用于后凸成形术的器械主要有球囊和Sky骨扩张器两种,前者在国内外已经开展了大量的临床应用和相关的基础研究,后者的初步临床应用效果也见有报道[20]。国内郑召民等(2005)比较了两种不同器械行经皮椎体后凸成形术的疗效,结果发现球囊扩张经皮后凸成形术与Sky骨扩张器经皮后凸成形术治疗疼痛性压缩骨折均有良好的临床疗效。Sky骨扩张器操作简单,价格相对低廉,在单节段椎体中可以选用,其固定的机械性的膨胀使骨水泥主要集中在穿刺侧,日后有侧方再压缩的危险,并有增加漏出率之虑。球囊系统较为理想,单侧穿刺可达较满意的骨水泥充填目的,但进口产品价格昂贵,对骨质疏松性多节段椎体骨折更为适用。国产球囊有一定的价格优势,有利于在国内推广。最近O ner等[21]指出,传统的椎弓根固定技术不能直接对骨折椎体的前柱进行修复,这在骨折没有完全愈合的情况下容易导致内植物失败,要对前柱修复需要前路手术固定,但前路手术创
relationship
伤大,手术难度大。他们提出在采用跨病变节段椎弓根固定的同时对病椎注射骨水泥行椎体成形术或行球囊扩张后凸成形术能有效恢复病椎前柱的生物力学特点,而且创伤小,修复迅速,安全性高。我们同时报道了20例A3型胸腰椎骨折患者至少随访1年的治疗经验,术中的骨水泥注射未引起骨折块后移,术后患者疼痛改善和功能恢复良好,Cobb角由术前平均1110°纠正到术后平均-116°,椎体高度也得到有效的恢复,随访1年无再塌陷发生。有1例直接灌注骨水泥的患者出现椎管内渗漏,但无神经症状。
3 脊髓损伤的修复重建
在M edline或者Pubm ed上用脊髓损伤“sp inal co rd in ju ry”来进行检索,发现自2001年来有7500余篇相关文章,而2004年后发表的有2700余篇,这反映了全世界对这种灾难性疾病的关注。目前,随着相关研究结果的积累,人们对脊髓损伤的病理生理过程有了进一步的了解,对脊髓损伤的药物治疗有了重新的认识;同时,基因治疗和细胞移植技术的发展使医生和患者看到了不少希望。
3.1 脊髓损伤的药物治疗
甲基强的松龙是唯一一种经过前期临床试验的神经保护药物,美国国家急性脊髓损伤研究(NA SC IS)的结果表明,在损伤后8h内应用大剂量甲基强的松龙可减轻脊髓的继发性损害。但这一结果最近受到质疑。Po in tillart等[22]回顾了100例应用甲基强的松龙治疗的脊髓损伤患者,结果发现在脊髓损伤后
应用大剂量甲基强的松龙对损伤的脊髓没有明显的修复作用。Co lem an等[23]对NA SC IS的研究资料进行了重新的整理分析,结果提示大剂量甲基强的松龙的应用对脊髓损伤修复作用微乎其微,有必要对其临床疗效进行一个重新的评估。M atsum o to等[24]对46例急性脊髓损伤者(损伤时间<8h)进行了一项随机化双盲研究,其中23例患者应用甲基强的松龙治疗,而另外23例应用安慰剂治疗。结果在甲基强的松龙组有8例患者出现呼吸系统并发症,而在安慰剂组仅有1例出现。同样,在甲基强的松龙组有4例患者出现胃肠道并发症,而在安慰剂组则没有。该作者指出,应用大剂量甲基强的松龙对改善患者的治疗效果毫无帮助,反而明显增加了呼吸道和胃肠道的并发症。因此,有必要寻找其它更为有效的神经保护药物。
最近,有两种神经保护药物引起了人们的注意,它们是促红细胞生成素(eryth ropo ietin,EPO)和米诺环素。Go ri o等[25]首先证实了EPO在创伤性脊髓损伤中有确切的神经保护作用。Celik等[26]报道了促EPO在缺血性脊髓损伤中能防止运动性神经元调亡,促进神经功能恢复。随后Kap tanoglu等[27]研究发现EPO能有效减轻受损脊髓细胞的脂质过氧化反应,明显改善脊髓损伤局部的组织学表现。虽然EPO的应用有引起红细胞生成增多和血栓形成的危险,但在实际中,短期应用EPO引起这种并发症的机会不大,而进一步的研究就是对EPO进行修饰,使其仅保留组织保护特性,更加适合应用到脊髓损伤的防治中去。
米诺环素是四环素类的抗生素,最近研究报道它在脊髓损伤中有确实的神经保护作用。W ells等[28]首
nobody的意思先证实了在脊髓损伤1h后应用米诺环素能明显减少神经元轴突的坏死。Stirling等[29]报道米诺环素能明显降低少突胶质细胞的调亡,减少损伤部位轴突的死亡,并且,上述研究均报道了米诺环素能改善损伤动物的运动行为恢复,对脊髓损伤动物的各种功能性测试指标均有改善。目前,将米诺环素应用到急性脊髓损伤患者中进行早期临床试用已经在加拿大开展。
3.2 脊髓损伤的修复与再生branching
脊髓损伤后其神经元轴突的自我修复能力有限,其中的原因之一就是脊髓神经元上调和表达与轴突修复相关基因的能力不足;另外就是脊髓损伤后局部微环境不利于神经元轴突的自我修复。因此,研究人员将重点放在上调促进神经元修复的相关基因的表达和改善损伤局部微环境上。细胞移植和基因治疗被认为是
两种最有前途的方法,也是目前研究的热门课题和方向[30]。
3.2.1 细胞移植 应用具有生长和分化能力的细胞移植物来补充伤区细胞成分和神经营养因子,填充胶质囊腔,在伤区形成桥接引导轴突的修复,促进神经再生,这就是所谓的细胞移植策略。目前应用到脊髓损伤的细胞移植物多种多样,包括胚胎中枢神经组织、胚胎干细胞、骨髓间充质干细胞(m arrow m enchym al stem cells,M SC s)、基因转染的成纤维细胞、雪旺细胞(Schw ann cells,SC s)、嗅鞘细胞(o lfacto ry en sheath ing cells,O EC s)等。SC s能支持和保护轴突,在周围神经损伤中groot
起重要的作用。早在上世纪90年代中期,L i等(1994)将培养的SC s悬液注入脊髓损伤处,发现SC s能促进中枢神经出芽,缩小损伤囊腔,抑制胶质瘢痕形成。最近,U llian等[31]也证明了SC s的髓内移植能促进轴突再生,部分恢复实验动物的运动功能,并且,联合应用神经营养因子能增加SC s促进神经修复的能力。但是,SC s不能进一步促进再生的轴突越过移植物和宿主神经的界面,重新进入宿主的神经系统。L akato s等[32]研究发现,SC s在中枢神经系统与星形胶质细胞相互作用,导致胶质瘢痕生成增多,阻碍脊髓再生。
O EC s移植被认为是修复脊髓损伤最有前景的方法之一。O EC s同时具有SC s和星形胶质细胞的特征,可以伴随嗅神经的轴突进入中枢神经系统,并引导轴突终端与嗅球的相应部位建立功能性联系,R am on2 Cueto等[33]报道将O EC s移植进大鼠完全损伤的脊髓平面,能促进皮质脊髓束中的去甲肾上腺素能和52羟色胺能神经纤维的长距离再生,跨越脊髓损伤平面与远段脊髓相联系,并且再生的轴突周围有髓鞘碱性表达;同时观察到实验动物的感觉和运动功能均有明显的恢复。B arnett等[34]回顾分析了大量的O EC s移植的相关文献,发现大部分文章的报道结果令人振奋,但不同的实验室应用的细胞采集和培养技术和动物模型建立的方法均不一样,难以得到一个较为客观和统一的结论。另外,仍有相当多的问题需解决,如O EC s的取材、培养、纯化等方面条件要求严格,体内移植要求时间长,O EC s移植后长入远侧脊髓的轴突数量和质量离临床实际应用的要求还有相当大的一段距离。最近, L ee等[35]应用核磁共振的方法对O EC s在体内的迁移情况进行了观察,发现移植在大鼠损伤脊髓2个
月后的O EC s的迁移范围十分有限,没有观察到O EC s能跨越横断损伤的脊髓部位,认为在脊髓横断损伤后,特别是在胶质瘢痕形成后,移植的O EC s不能通过损伤的脊髓平面,在损伤脊髓中的迁移能力和修复损伤的能力有限。尽管如此,不少国家,包括我国在内,已经将
O EC s移植应用到临床研究中去,以评价其临床有效性和安全性,相信不久的将来,对O EC s移植重建脊髓功能会有一个更为严格和客观的结论。
M SC s和脐带血干细胞是移植细胞类型的新选择。它们取材容易,免疫原性低,体外培养或体内移植能进一步分化为神经细胞,促进损伤脊髓的修复。
A nkeny等[36]研究表明,将M SC s移植到脊髓挫伤部位后,M SC s能长出沿脊髓纵轴方向生长的轴突。Satake等[37]将M SC s用绿色荧光蛋白标记后,移植入脊髓损伤大鼠的蛛网膜下腔。1个月后,发现大部分M SC s均集中在损伤部位,部分细胞可以表达神经干细胞或胶质细胞的标志,同时,实验动物的脊髓功能有一定程度的改善。Zhao等[38]将M SC s和CD34阳性的脐血干细胞直接移植到大鼠的脊髓损伤区,结果发现,在移植后的1周和2周,两组大鼠的脊髓功能均有改善,而脐血干细胞组的功能改善更为明显。研究还指出,M SC s和脐血干细胞除了通过替代损伤的神经元来修复损伤外,还可能通过分泌神经营养因子和调节自身免疫过程来实现神经修复功能。
3.2.2 基因治疗 损伤脊髓进行细胞移植治疗后,移植的细胞可以分泌多种神经营养因子,但同时又
产生抑制轴突生长的因子,这两种因子相互对抗,导致神经再生有限。补充神经营养因子的一种方法就是通过静脉注射,但神经营养因子难以通过血脑屏障,故全身使用效率低;另一种方法就是在通过开放手术或微泵在损伤局部注射,但不方便且不能长期使用。基因治疗被认为是解决上述问题的有效方法[39]。
基因治疗包括体内法(in v ivo)和体外法(ex
godfather
v ivo)。体内法是将外源基因直接导入体内有关的组织器官,使其进入相应的细胞并进行表达;体外法就是在体外将目的基因导入受体细胞内,再将其植入机体,使其在体内表达,后者步骤复杂,但技术较为成熟,故目前使用较多,其中目的基因、基因载体和受体细胞是成功的关键。目前目的基因主要是神经营养因子基因族,主要包括以神经生长因子(nerve grow th facto r, N GF)、脑源性神经营养因子(b rain2derived neu ro trop h ic facto r,BDN F)、神经营养素(neu ro trop h ic facto rs,N T)、睫状神经营养因子等。载体主要分为两大类:病毒载体和非病毒载体。目前常用的病毒载体主要有逆转录病毒、腺病毒、腺相关病毒和单纯疱疹病毒等。非病毒载体包括脂质体、多聚体和裸DNA等。而受体细胞有SC s、成纤维细胞、神经分泌细胞(neu ro creto ry cells,N SC s)、成肌细胞、胶质细胞和O EC s等,其中以SC s和成纤维细胞应用较多。