【脊髓損傷康復(fù)治療探究現(xiàn)狀探析綜述3700字】

脊髓損傷康復(fù)治療研究現(xiàn)狀分析綜述目錄TOC\o"1-2"\h\u18918脊髓損傷康復(fù)治療研究現(xiàn)狀分析綜述 168251.1脊髓損傷研究發(fā)展介紹 1145401.2脊髓損傷患者的臨床表現(xiàn) 230911.3脊髓損傷現(xiàn)有的康復(fù)治療方法 31.1脊髓損傷研究發(fā)展介紹脊髓損傷可能由創(chuàng)傷或疾病多種原因?qū)е?，如：骨折，槍傷，脊髓炎，?dòng)脈炎，靜脈炎，腫瘤，脊髓型頸椎病等。在過去的一個(gè)世紀(jì)里，對損傷機(jī)制的理解的進(jìn)步改變了脊髓損傷的臨床管理。外科手術(shù)、支持措施和康復(fù)方案改善了脊髓損傷患者的功能結(jié)果，降低了發(fā)病率[1]。從創(chuàng)傷性損傷的角度來簡述脊髓損傷的過程：在一個(gè)外力的作用下導(dǎo)致脊髓損傷之后，首先會(huì)觸發(fā)“即刻損傷”，即損傷部位的脊髓中央灰質(zhì)會(huì)出現(xiàn)小出血點(diǎn)，這些出血點(diǎn)向外逐漸的延伸與融合，然后從灰質(zhì)中間延伸到白質(zhì)部分。緊接著的便是“繼發(fā)性損傷（更嚴(yán)重的損傷）”，受傷者會(huì)由于血壓降低，因局部血管收縮及破壞誘發(fā)受傷組織的血流下降，神經(jīng)毒性物質(zhì)的釋放或激活，以及氧自由基、磷脂酶、蛋白酶和其他血管活性物質(zhì)的釋放，導(dǎo)致繼發(fā)性的損傷。大部分脊髓損傷造成的損害都是繼發(fā)性損傷引起的，因此脊髓損傷在最早期的治療就成為康復(fù)治療或臨床治療最重要的環(huán)節(jié)之一。脊髓損傷是脊柱損傷最嚴(yán)重的并發(fā)癥，伴隨著損傷節(jié)段以下的肢體嚴(yán)重功能障礙。可以依照脊髓損傷的損傷程度分類分為：“不完全性脊髓損傷”與“完全性脊髓損傷”。實(shí)際上，脊髓完全性的損傷較為少見，臨床上定義的“完全性脊髓損傷”在損傷節(jié)點(diǎn)處也仍伴有部分殘余的中樞神經(jīng)束，嚴(yán)格意義上來講是不完全損傷。康復(fù)治療也是針對于這些不完全性脊髓損傷的患者進(jìn)行開展的。通常情況下，脊髓損傷會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的感覺、運(yùn)動(dòng)功能障礙，反射功能異常以及自主神經(jīng)功能紊亂[4]。令人遺憾的是，在成年個(gè)體中，相比較于有一定的再生能力的周圍神經(jīng)，中樞神經(jīng)在損傷后修復(fù)自身的能力十分有限，許多缺陷仍然是永久性的，半數(shù)受影響的人仍處于癱瘓狀態(tài)，預(yù)期壽命為數(shù)十年，并伴有永久性殘疾。在動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中表明，即使在相應(yīng)治療策略下觸發(fā)了中樞神經(jīng)的部分再生，但再生的中樞神經(jīng)將存在著功能缺失或者隨意生長等問題[1]。目前脊髓損傷尚無有效的臨床治療措施。脊髓損傷不僅會(huì)為患者自身帶來生理上與心理上的嚴(yán)重傷害，還可能對整個(gè)家庭甚至社會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。隨著科技的不斷進(jìn)步，針對脊髓損傷的修復(fù)技術(shù)與康復(fù)治療技術(shù)也得到持續(xù)的發(fā)展，其中，在康復(fù)治療領(lǐng)域的常見方法——利用基于肌電信號(hào)主動(dòng)控制的肌肉功能性電刺激[9][10][11]、基于腦機(jī)接口技術(shù)的長期步態(tài)訓(xùn)練協(xié)議[12]，體用肌電信號(hào)為反饋信號(hào)輔助腦電信號(hào)的自身肢體主動(dòng)控制[13]，體外義肢控制[14]和外骨骼驅(qū)動(dòng)恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能[15]等治療策略。生物和工程領(lǐng)域的結(jié)合在脊髓損傷后修復(fù)中有巨大的潛力[1]。現(xiàn)代外骨骼的技術(shù)已經(jīng)有很多年的發(fā)展歷史，技術(shù)相對成熟，但腦電信號(hào)的解碼技術(shù)，尤其是針對非侵入式腦電帽所采集信號(hào)的信噪比低的問題，對實(shí)施精確控制策略有巨大的阻礙，而侵入式腦電極的雖然信噪比較高，但不可避免的會(huì)對組織帶來一定的創(chuàng)傷甚至感染的風(fēng)險(xiǎn)，以及腦電信號(hào)采集有著個(gè)體特異性等問題，很難實(shí)行標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一的控制策略。因此，為提供穩(wěn)定的控制，新的控制策略不斷被提出，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)健性與精確性。1.2脊髓損傷患者的臨床表現(xiàn)引起脊髓損傷的原因可分為創(chuàng)傷與疾病兩類；創(chuàng)傷以交通事故、跌倒、刀或槍傷、揮鞭樣損傷為主，疾病誘因以感染性脊髓炎，血管性的動(dòng)脈炎或靜脈炎，占位性腫瘤以及退行性疾病等原因。脊髓損傷不僅會(huì)導(dǎo)致?lián)p傷位點(diǎn)平面以下產(chǎn)生嚴(yán)重的感覺、運(yùn)動(dòng)與自主神經(jīng)功能等障礙，在生理上還會(huì)引發(fā)多系統(tǒng)并發(fā)癥，如：反射異常、神經(jīng)病理性疼痛、呼吸功能障礙、由于患者長期臥床導(dǎo)致的肌肉萎縮、壓瘡、泌尿系統(tǒng)感染等，從心理層面的角度看，還會(huì)引發(fā)患者的自卑、抑郁等情緒，導(dǎo)致患者出現(xiàn)情感與社交障礙。從病理學(xué)角度分析，脊髓損傷被分為兩個(gè)相互交織的階段：原發(fā)性損傷與繼發(fā)性損傷。原發(fā)性損傷在損傷后即刻產(chǎn)生，因此又為即刻損傷。骨折脫位所導(dǎo)致的壓傷、刀或槍傷等創(chuàng)傷性事件產(chǎn)生的機(jī)械力對脊髓造成的直接創(chuàng)傷（包括剪切傷、撕裂傷、挫裂傷等）和持續(xù)性的壓迫損傷，會(huì)導(dǎo)致脊髓血管破裂，軸突斷裂，細(xì)胞膜破壞等[16]。在原發(fā)性損傷之后，一系列的分子級(jí)聯(lián)反應(yīng)會(huì)引發(fā)繼發(fā)性損傷。繼發(fā)性損傷常被分為急性期、亞急性期、中期和慢性期四個(gè)時(shí)期[17]。急性期為脊髓損傷后48小時(shí)內(nèi)，血管破裂出血以及殘存的血管痙攣會(huì)導(dǎo)致局部缺血水腫。之后會(huì)形成血栓，并伴有繼發(fā)性炎癥，興奮性毒性以及神經(jīng)細(xì)胞的死亡。亞急性期大約為損傷后的2到14天，這期間活化的小膠質(zhì)細(xì)胞釋放促炎因子，導(dǎo)致大量炎癥細(xì)胞與細(xì)胞因子浸潤。這時(shí)反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞增生、肥大，試圖隔離病變區(qū)域。之后瓦勒變性會(huì)使軸突和髓鞘碎片持續(xù)沉積，導(dǎo)致髓鞘相關(guān)抑制蛋白（如CSPGs）積聚，抑制軸突再生。脊髓損傷中期發(fā)生在脊髓損傷后的14天到6個(gè)月，慢性期則在損傷的6個(gè)月以后。中期與慢性期的主要特征是動(dòng)態(tài)性血管重構(gòu)、細(xì)胞外基質(zhì)分子沉淀（CSPGs沉積）與重塑以及局部和遠(yuǎn)端神經(jīng)環(huán)路的重組。之后會(huì)有膠質(zhì)瘢痕與囊性空腔的形成，并限制神經(jīng)的可塑性，阻礙軸突再生。1.3脊髓損傷現(xiàn)有的康復(fù)治療方法伴隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，人們的生活水平在多個(gè)層面上都得到巨大的提升。安全健康問題，也逐漸被人們所重視，因此，醫(yī)療領(lǐng)域的發(fā)展進(jìn)程一直以來都備受關(guān)注。神經(jīng)性疾病作為人類21世紀(jì)的重大醫(yī)學(xué)難題之一，雖然可以采取相應(yīng)的手段進(jìn)行提前預(yù)防，但一直都缺乏有效的康復(fù)治療方法。脊髓損傷后功能恢復(fù)的主要困難是由于皮質(zhì)脊髓束內(nèi)軸突生長有限[20]。目前科學(xué)家們正在努力研究如何在脊髓損傷后修復(fù)損傷神經(jīng)并恢復(fù)相關(guān)功能。到目前為止，大部分研究都是在嚙齒類動(dòng)物身上開展的，研究人員主要通過使用以下方法來嘗試解決這個(gè)問題：（1）在脊髓損傷早期，常用MPSS治療以減輕脊髓組織的繼發(fā)性損傷，增強(qiáng)神經(jīng)保護(hù)，并促進(jìn)早期脊髓神經(jīng)的功能修復(fù)。作為一種皮質(zhì)類固醇藥物，MPSS治療脊髓損傷的神經(jīng)保護(hù)機(jī)制可能在于：在損傷早期能夠抑制氧自由基誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化；并在損傷晚期抑制反應(yīng)性星形細(xì)胞膠質(zhì)化，減輕脊髓膠質(zhì)瘢痕組織生成。有研究表明，MPSS有助于脊髓沖動(dòng)的產(chǎn)生，大劑量的皮質(zhì)類固醇可顯著增加脊髓神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性，增加脊髓血流，降低脊髓脂質(zhì)過氧化反應(yīng)及組織退行變性，減少神經(jīng)絲退化，維持需氧的能量代謝并抑制細(xì)胞內(nèi)鈣離子的積蓄等效果[4]。（2）在脊髓損傷的康復(fù)期可以通過改變受損神經(jīng)周圍的環(huán)境，使其更有利于修復(fù)再生，即調(diào)低抑制神經(jīng)再生能力的化學(xué)物質(zhì)。一些分子被科學(xué)家疑為可能阻斷再生的影響因子，即硫酸軟骨蛋白多糖（CSPGs）[18]。研究人員已經(jīng)表明可以使用軟骨素酶改變CSPG分子結(jié)構(gòu)，使得CSPG不再阻礙軸突的生長。（3）通過引入直接作用于受損神經(jīng)元的細(xì)胞機(jī)制的因子，可以提高中樞神經(jīng)元的自我修復(fù)能力。研究人員正在嘗試使神經(jīng)元更容易接受來自相鄰神經(jīng)元的促增長信號(hào)，名為整合素受體分子，但該分子似乎在神經(jīng)元成熟時(shí)便降解掉了。因此研究人員正在尋找可以將整合素運(yùn)回受損神經(jīng)元的途徑。研究人員還嘗試添加生長因子本身，比如：在新生兒神經(jīng)突觸中，蛋白IGF1和腦衍生神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）能夠分別促進(jìn)皮質(zhì)脊髓束（CST）軸突的生長和分支[19]。并且在骨橋蛋白OPN的作用下可以增加皮質(zhì)神經(jīng)元對IGF1的敏感性，從而提高CST在脊髓損傷后的再生以及相關(guān)的功能恢復(fù)[20]。（4）結(jié)合上述（2）和（3）兩種策略的某些方面，一項(xiàng)大鼠研究表明間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）會(huì)自然移到損傷部位，防止免疫系統(tǒng)造成二次傷害，似乎也能促進(jìn)軸突再生，修復(fù)軸突髓鞘磷脂的損傷，并可能直接轉(zhuǎn)化成新的神經(jīng)元[21]。（5）還可以通過抑制PTEN基因的表達(dá)來激活再生。PTEN為一種新發(fā)現(xiàn)的抑癌基因。在動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)中表明，沉默PTEN基因能夠有效的促進(jìn)神經(jīng)元軸突再生及脊髓損傷小鼠功能恢復(fù)。PTEN基因誘發(fā)的軸突再生與出芽是效果最好且可復(fù)現(xiàn)性最高的治療策略，但是沉默PTEN基因后會(huì)使細(xì)胞表面變得腫大，增加癌癥的誘發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，因此難以應(yīng)用于臨床上[22]。（6）除了以上采用組織工程領(lǐng)域的藥物治療外，還可以將工程領(lǐng)域的策略應(yīng)用在脊髓的康復(fù)治療。采用神經(jīng)調(diào)控技術(shù)以增強(qiáng)或者修改神經(jīng)元間的功能活動(dòng)，如COURTINE團(tuán)隊(duì)所開發(fā)研究的時(shí)空硬膜外電刺激，通過在硬脊膜外植入多通道電極，通過電極各接點(diǎn)部位輸出的電流刺激相應(yīng)脊髓節(jié)段的傳入神經(jīng)，通過將電信號(hào)上傳至腦回路后，產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)與感覺信號(hào)，再傳回響應(yīng)節(jié)段，通過運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的激活帶動(dòng)肌肉運(yùn)動(dòng)，從而恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能[6]。采用腦機(jī)接口的技術(shù)將采集的腦信號(hào)進(jìn)行編碼與解碼，雖然患者脊髓內(nèi)神經(jīng)信號(hào)斷路，但可以通過結(jié)合機(jī)械臂或肌肉電刺激等設(shè)備與深度學(xué)習(xí)模型訓(xùn)練的方法，可在體外重建一個(gè)人工回路，恢復(fù)患者的運(yùn)動(dòng)功能?；谏窠?jīng)的可塑性原則，可以結(jié)合以上策略通過外骨骼機(jī)器人輔助患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，避免患者的肌肉萎縮的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以使患者損傷部分殘留的神經(jīng)元出芽的部分與運(yùn)動(dòng)功能相