急性及陈旧性脊髓损伤患者的希望——中国自主研发的神经再生胶原支架

日期：2016-07-12　　浏览次数：9661

脊髓损伤是一类严重的神经系统损伤，当交通事故、坠落伤等意外情况引起脊髓损伤时，往往导致损伤节段以下的肢体功能丧失以至瘫痪，严重地影响患者的生活质量。在中国，脊髓损伤的年发病率为20—60人/100万人，成为家庭及社会的一个重担。目前脊髓损伤没有有效的治疗方法，主要的治疗方式是固定（防止损伤部位移位），常规的手术也只能解除对脊髓的压迫、恢复脊椎的稳定性，却不能使已损伤的脊髓恢复功能。脊髓损伤的修复一直是世界性的医学难题。

中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武再生医学团队自2003年起，在动物模型上探索以生物支架材料为基础来治疗脊髓损伤。他们选择了胶原蛋白，一种细胞外基质的主要成分，具有良好的细胞相容性，作为脊髓损伤治疗的生物材料。经过十多年的努力，他们成功研制出了神经再生胶原支架，发表研究论文三、四十篇，并获得脊髓损伤神经再生修复的发明专利。这种再生支架（图1）可根据患者需要制备不同的长度，每根直径不足1毫米，使用时需要聚集成支架束，填充到患者的脊髓空洞内。

图1 神经再生胶原支架（A为实体图，B为电镜下照片；图片来自参考文献2）

2015年4月，戴建武团队及其合作者们首次将神经再生胶原支架移植用于急性脊髓损伤治疗的临床研究，显示出了很好的效果：经过一年的康复后，这位腰部以下失去感觉及运动功能的脊髓损伤患者，其下肢肌力明显增强，髋关节活动功能大幅度改善，能准确感知小便，初步感知大便。这是我国在急性脊髓损伤治疗方面的重大突破。接下来，戴建武再生医学团队将加大急性脊髓损伤临床研究的规模，并优化临床研究方案。

据肖志峰副研究员介绍，此种再生支架在治疗急性脊髓损伤上的机制已初步了解，即神经再生胶原支架与“种”在其上的间充质干细胞在治疗中协同作用：支架是基础、是一个物理支撑，为神经再生提供一个微环境、保证神经再生朝向正确的方向，同时支架本身也有治疗作用，能抑制瘢痕的生成；而干细胞能分泌生长因子，构建适合神经再生的微环境，促进损伤激活的内源神经干细胞向神经元分化和神经再生，在损伤两端建立新的神经连接，促进脊髓损伤修复^[1]。

图2 神经再生胶原支架的神经修复机制。在脊髓全横断损伤情况下（A），在未有支架移植时，损伤区形成瘢痕组织（B）；在移植支架（C，为支架模式图）后，促进了脊髓损伤修复（D）（图片来自参考文献1）

今年7月份，戴建武团队发表了用神经再生胶原支架移植治疗陈旧性完全性脊髓损伤的临床研究结果[2]：在5名陈旧性脊髓全横断受试者移植支架一年后，随访结果显示该手术安全性良好。在陈旧性脊髓损伤中，由于外围神经及肌肉往往已出现萎缩症状，而且在损伤部位形成瘢痕、阻碍神经再生修复，所以陈旧性损伤比急性损伤情况更复杂，治疗的难度也更大。戴建武研究团队在移植神经再生胶原支架及自体骨髓干细胞之前，首先在电生理检测条件下对瘢痕进行了清理，解决了瘢痕对神经再生的物理及化学阻碍作用。这项工作给陈旧性脊髓损伤患者也带来了希望，为陈旧性脊髓损伤的临床研究打开了一扇大门。据悉这是国际上第一次将生物材料移植用于临床陈旧性脊髓损伤的治疗。

脊髓损伤再生修复研究项目受到中科院战略性先导科技专项“干细胞与再生医学”先导专项的资助，戴建武研究员为该专项“人工组织器官构建”项目的首席科学家。除脊髓损伤治疗外，戴建武再生医学团队还开展了干细胞治疗子宫壁损伤等疾病的临床研究[3]。针对因子宫壁损伤导致不孕的受试者，他们开展结合自体骨髓干细胞的胶原生物材料引导子宫壁再生的临床研究，迄今已有两批子宫内膜再生临床研究婴儿出生，戴建武研究员曾因该进展于2014年获评中央电视台年度科技创新人物。

注：如果您对脊髓损伤治疗方面感兴趣，请关注戴建武实验室的微信（ID为dailab2003）。该微信不定时发布相关研究进展，及脊髓损伤临床受试者招募信息。

参考文献：

1. Xiao Z, Chen B, Dai J. (2016) Building the regenerative microenvironment with functional biomaterials for spinal cord Injury repair. J Spine S7-005.

2. Xiao Z, Tang F, Tang J,Yang H, Zhao Y, Chen B, Han S, Wang N, Li X, Cheng S, Han G, Zhao C, Yang X, Chen Y, Shi Q, Hou S, Zhang S, Dai J. (2016) One-year clinical study of NeuroRegen scaffold implantation following scar resection in complete chronic spinal cord injury patients.Sci China Life Sci 59: 647-655.

3. http://dailab.genetics.ac.cn