生物支架，搭起再生之橋

佘惠敏

正在出現(xiàn)的奇跡

6月16日，天津。

武警后勤學(xué)院附屬醫(yī)院里，從湖北老家回來復(fù)查的劉新（化名）正在做康復(fù)練習(xí)。在支具的輔助下，他可以顫顫巍巍地站起，艱難地一步一挪走動。去年4月21日，劉新在天津某工地打工，因高空墜落致脊髓完全損傷，腰部以下的感覺和運動功能完全喪失，次日即接受了這種全新的手術(shù)。他是世界首例神經(jīng)再生膠原支架治療急性完全性脊髓損傷的臨床研究病例。

“他脊髓斷了，脊髓完全缺損長達1厘米?！笔中g(shù)的主刀大夫湯鋒武告訴記者，以往這種脊椎全斷病例會損傷部位以下完全癱瘓無知覺、大小便失禁。但劉新手術(shù)后經(jīng)過一年多康復(fù)，下肢肌力明顯增強，髖關(guān)節(jié)活動功能大幅改善，右側(cè)膝關(guān)節(jié)有部分活動功能，可在支具輔助下通過髖關(guān)節(jié)的活動行走，且能夠準(zhǔn)確感知到小便，生活自理能力顯著提高。電生理檢查表明，其脊髓損傷部位已有神經(jīng)連接。

同一家醫(yī)院，另一間病房，24歲的任續(xù)（化名）躺在病床上，手指正在床前架著的一塊平板電腦上滑動。去年9月，他因車禍導(dǎo)致頸椎完全骨折，脊髓缺損長達2厘米，頸部以下完全癱瘓。同是急性完全性脊髓損傷，同在受傷次日進行手術(shù)，任續(xù)同樣創(chuàng)造了恢復(fù)的奇跡。經(jīng)過近9個月的康復(fù)，目前他的上肢運動功能已經(jīng)大幅改善?！叭绻磦鹘y(tǒng)治療方法，他這樣的傷情，應(yīng)該是頸部以下完全癱瘓，現(xiàn)在他的上肢功能恢復(fù)這么多，顯著提高了他的自理能力?！睖h武說。

創(chuàng)造奇跡的新手術(shù)方式，與傳統(tǒng)手術(shù)方式的區(qū)別，就凝聚在一束短短的神經(jīng)再生膠原支架材料上。手術(shù)時，大夫在傷者的脊髓缺損部位放置了這種滴有骨髓干細(xì)胞的白色智能生物材料。正是它的出現(xiàn)，引導(dǎo)了脊髓缺損部位的神經(jīng)再生，讓癱瘓病人出現(xiàn)了不同程度的功能恢復(fù)。

“美國曾經(jīng)做過高分子材料支架治療急性脊髓缺損的臨床試驗，這種高分子材料與生物材料不同，不能起到引導(dǎo)干細(xì)胞定向分化的作用。他們宣布其中有2例患者在受傷后一個月左右出現(xiàn)了功能恢復(fù)。但這并不是很有說服力，因為那可能是傷者的脊髓并未完全受損，有殘留的部分神經(jīng)。一般這種殘留神經(jīng)的功能反應(yīng)，會在受傷后1～2個月出現(xiàn)，傳統(tǒng)的治療方式中并不缺乏這類案例?！贝鹘ㄎ湔f，“劉新和任續(xù)都是完全性脊髓損傷者，且有神經(jīng)連接的電生理反應(yīng)均出現(xiàn)在受傷3個月甚至半年后，可以排除殘留神經(jīng)的干擾，確認(rèn)為手術(shù)后再生的神經(jīng)。他們癱瘓部位部分功能的恢復(fù)，說明這種新的脊髓再生治療思路是正確的”。

全新的修復(fù)策略

戴建武研究員說，幾年前，團隊研究發(fā)現(xiàn)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷可以激活神經(jīng)干細(xì)胞大量增殖并向損傷部位遷移。而脊髓損傷難以修復(fù)的原因，是損傷部位形成了對神經(jīng)再生進行抑制的微環(huán)境，使得該部位神經(jīng)干細(xì)胞主要分化為膠質(zhì)細(xì)胞，形成瘢痕，極少分化為神經(jīng)元。

針對這一現(xiàn)象，戴建武團隊首先提出了在損傷部位放置生物支架的再生修復(fù)策略。在中科院“干細(xì)胞與再生醫(yī)學(xué)研究”科技先導(dǎo)專項支持下，團隊設(shè)計研發(fā)了基于膠原蛋白的神經(jīng)再生支架。戴建武打了個比方：生物支架相當(dāng)于腳手架，將損傷部位改造成一個重建工地；滴在它上面的外源骨髓干細(xì)胞相當(dāng)于土壤，提供了促進神經(jīng)再生的微環(huán)境；真正再生出神經(jīng)的是患者自體受傷后激活的大量神經(jīng)干細(xì)胞，它們在支架的幫助下分化為神經(jīng)元，再生出新的神經(jīng)，同時分泌一種酶，降解掉這個生物支架。

這種全新的治療策略此前已在大鼠和犬類動物實驗中得到有效驗證，從去年1月開始在數(shù)家合作醫(yī)院進行臨床研究。

最初的臨床研究在陳舊性的完全性脊髓損傷者中進行，與急性損傷者不同，陳舊性損傷者的受損部位已經(jīng)形成瘢痕，需要先利用電生理技術(shù)探測并手術(shù)清除會阻礙神經(jīng)再生的瘢痕組織，再進行支架材料與干細(xì)胞移植的復(fù)合運用。這兩種技術(shù)都是世界首次用于人體脊髓損傷修復(fù)手術(shù)。

急性損傷者只需放置支架不需清除瘢痕，手術(shù)較簡單，效果也更好，這種類型的世界首例患者就是去年4月22日進行手術(shù)的劉新。

截至今年6月16日，這種全新治療方式已為54例急性和陳舊性完全性脊髓損傷者做了手術(shù)，他們經(jīng)過術(shù)后恢復(fù)期后，大多有不同程度恢復(fù)。陳舊性完全性脊髓損傷者也能出現(xiàn)神經(jīng)恢復(fù)部分連接的電生理反應(yīng)，但肢體功能的恢復(fù)遠(yuǎn)不如急性損傷者明顯。

戴建武表示，這是由于急性脊髓損傷有大量內(nèi)源神經(jīng)干細(xì)胞遷移到損傷部位，另外受傷者外周神經(jīng)系統(tǒng)及肌肉運動系統(tǒng)功能尚未受損。而陳舊性損傷者的內(nèi)源神經(jīng)干細(xì)胞大量產(chǎn)生的時機已錯過，再生出的神經(jīng)較微弱，且外周神經(jīng)系統(tǒng)和肌肉往往已經(jīng)萎縮，功能較難恢復(fù)。

戴建武建議脊髓損傷者要盡快聯(lián)系相關(guān)實驗醫(yī)院進行手術(shù)，“急性脊髓損傷受傷后10天以內(nèi)，是很好的手術(shù)窗口，越早做手術(shù)恢復(fù)效果越好。”

挑戰(zhàn)最高的難度

理論上，人體所有組織都可能再生。但不同的人體組織再生難度有天壤之別。“皮膚與指甲的再生最容易，中樞神經(jīng)系統(tǒng)的再生最難?！贝鹘ㄎ渥院赖卣f，“脊髓屬于中樞神經(jīng)系統(tǒng)，我們所做的脊髓損傷修復(fù)試驗，是在挑戰(zhàn)最高難度?！?/p>

這一點并非大話，而是有許多實際案例支撐。事實上，戴建武團隊成功再生的人體組織，遠(yuǎn)不止中樞神經(jīng)。

團隊研發(fā)的再生膠原支架，是用膠原蛋白制成，它們做成不同形態(tài)的支架后，加入不同的生長因子，就成為推進各種組織器官再生修復(fù)的“腳手架”。

從2003年回國起，戴建武就一直在做這類膠原支架材料，讓它與干細(xì)胞技術(shù)結(jié)合，引導(dǎo)組織再生。這些核心技術(shù)擁有國際專利。研究團隊與北京、天津、南京、重慶等地的臨床醫(yī)院合作，用這些新技術(shù)進行各種器官組織的再生修復(fù)試驗。腦損傷再生、心肌再生、肝衰再生等都在動物試驗中取得了明顯的實驗成果；子宮內(nèi)膜修復(fù)再生材料已經(jīng)令一些不孕婦女順利產(chǎn)下嬰兒，骨修復(fù)材料成功地治療患者難以愈合的骨缺損，這兩種成果都已被企業(yè)購買并轉(zhuǎn)化為市場產(chǎn)品；團隊最近還在與協(xié)和醫(yī)院合作，進行人類喉部聲帶再生的臨床研究。

讓癱瘓的人起床行走，令盲者復(fù)明，令啞者出聲……這些科幻電影中的場景，正在科學(xué)家們的努力下，一步步成為可以預(yù)期的現(xiàn)實圖景。