脊髓损伤治疗的实验性研究进展

郭成军综述，汪萌芽审校

(皖南医学院 细胞电生理研究室，安徽 芜湖 241002)

脊髓损伤(spinal cord injury，SCI)是一种严重的创伤，给患者本人及家属身体和精神上带来沉重的负担。目前随着交通工具和道路建设的高速发展，SCI的发生率一直高居不下，而且还有上升的趋势。据保守统计，SCI的发生率为10.4～83/百万［1］。SCI分为急性期、亚急性期和慢性期。国内外学者都在不断寻求安全有效的SCI的治疗方法，但是仍然没有简单有效的治疗方法。不过，新近有关SCI治疗方法的实验研究进展显著，现综述如下。

1 药物治疗

在SCI的急性期，传统的方法是使用大剂量的激素冲击治疗，以尽可能挽救脊髓的功能。随着对疾病认识的提高，逐渐出现了神经节苷酯(ganglioside，GM-1)、米诺环素(minocycline)、促红细胞生成素(erythropoietin，EPO)、ras同源蛋白(Rho)抑制剂等一系列新型治疗手段。不过，药物的确切疗效尚有待于进一步的临床证实［2］。新近有关药物治疗的研究进展有如下几方面。

1.1 氯化锂 邓许勇等［3］使用氯化锂联合脐血干细胞移植修复大鼠脊髓损伤，结果显示氯化锂能促进人脐血间充质干细胞，在损伤区的存活并向神经细胞分化，氯化锂联合脐血干细胞与脊髓去细胞支架移植，能够提高细胞移植修复大鼠脊髓损伤的疗效。氯化锂具有良好的抑制神经细胞凋亡和促进轴突再生等神经保护作用，体外试验已明确其能促进神经前体细胞向神经元分化，抑制神经前体细胞向星形胶质细胞和少突胶质细胞分化。

1.2 中药 杨挺等［4］应用血塞通联合复方丹参注射液治疗SCI，结果表明，血塞通对大鼠急性脊髓损伤有治疗作用，联合应用血塞通与复方丹参注射液对大鼠脊髓损伤具有协同治疗作用。血塞通可能通过抑制胶质细胞凋亡发挥其治疗作用。程鹏等［5］经腹腔注射β-七叶皂苷和生理盐水对比，通过双后肢运动功能评分包括旷场实验(open field test)、足迹实验(footprint analysis)。测定脊髓内丙二醛(malonaldehyde，MDA)的含量和过氧化物酶(MPO)的活性，结果表明β-七叶皂苷治疗组脊髓内MDA含量降低67%、MPO活性降低50%。结果显示β-七叶皂苷治疗可以减轻SCI后自由基的氧化损伤作用，减少空洞面积，减少炎症细胞的活化和浸润，从而促进SCI的修复。邵为等［6］使用银杏叶提取物(EGb761)治疗SCI，采用Evans蓝含量测定法观察SCI后血-脑脊髓屏障(blood cerebrospinal barrier，BSCB)通透性的变化，采用ELISA法测定脊髓内白介素-1β(interleukin-1β，IL-1β)的含量，采用免疫组化法检测脊髓内细胞间粘附分子-1(intercellular adhesion molecular-1，ICAM-1)的表达。结果发现EGb761治疗组较对照组的Evans蓝含量明显降低，IL-1β和ICAM-1的含量明显降低。

1.3 免疫抑制剂 吕合作等［7］用环孢素A作为少突胶质细胞前体细胞移植的免疫抑制剂，发现环孢素A可保护移植细胞的存活。芬维A胺目前主要用于肿瘤的治疗，但Lopez-Vales等［8］将其用于治疗SCI，发现芬维A胺可加快SCI后功能的恢复，改善SCI后组织的损害，调节血浆中炎症脂肪酸AA和抗炎脂肪酸DHA的水平，并减少SCI后炎症介质的表达，抑制氧化应激反应，抑制小胶质细胞的激活。

1.4 抗氧化剂等药物 Toklu等［9］的研究表明，α-硫辛酸可通过抑制脂质过氧化作用、谷胱甘肽的消耗及DNA的裂解，来减轻SCI后的氧化应激反应，进而呈现神经保护功能。Esposito等［10］观察到奥普力农可减轻SCI后的急性炎症反应及细胞的凋亡。Paterniti等［11］发现磷酸二酯酶 7 抑制剂(S14、VP1.15)可明显减轻SCI后的炎症反应和组织损伤及TNF-α、IL-6、COX-2和 iNOS的表达，从而提出磷酸二酯酶7抑制剂尤其是S14和VP1.15可作为治疗SCI的潜在药物。Ha等［12］提出普加巴林可作为神经保护剂来治疗中枢神经系统的损伤包括SCI。Boato等［13］证实C3肽可以通过提高神经纤维的再生能力来增强SCI的修复。樊磊［14］提出谷胱甘肽可以通过调节损伤脊髓内的谷胱甘肽过氧化酶(glutathioneperoxidase，GSH-Px)及 MDA 的含量，进而对SCI的氧化应激反应起到一定的保护作用。

1.5 抗癫痫药 李新枝等［15］用丙戊酸治疗大鼠SCI，通过BBB评分进行不同时间点的行为学评分，通过TUNEL法观察大鼠SCI后神经细胞凋亡情况，通过免疫组化法观察热休克蛋白70(HSP70)，结果表明脊髓内HSP70的表达明显高于对照组，神经细胞凋亡明显低于对照组。

2 细胞移植

2.1 嗅鞘细胞移植 嗅鞘细胞(olfactory ensheathing cells，OECs)是一种具有中枢神经系统(CNS)内星形胶质细胞、少突胶质细胞和周围神经系统(PNS)内Schwann细胞特性的特殊细胞类型，具有更新衰老细胞和修复损伤的能力。Gueye等［16］提出嗅鞘细胞移植治疗SCI的分子机制目前还不是很清楚，指出轴突再生和塑形的细胞外基质如金属蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)其中 MMP-2和MMP-9在嗅上皮的固有层表达的十分活跃，MMPs在体的嗅鞘细胞移植中起到重要作用。

2.2 神经干细胞移植 神经干细胞(Neural stem cells，NSCs)移植作为治疗SCI的一种新的临床治疗方案，已经被国家卫生部作为第三类技术准予进入临床。张赞等［17］用 NSCs移植治疗 SCI，结果表明神经干细胞移植可以改善SCI患者的感觉、运动、排尿排便及排汗等多方面的神经功能，提高患者生活质量。Salazar等［18］用人NSCs移植到胸段SCI的大鼠模型，发现人类NSCs具有存活、分化、提高早期胸段SCI后的肢体运动功能，并指出人NSCs可作为一种有效的治疗 SCI的方法。Abematsu［19］，Ben-Hur等［20］用 NSCs移植治疗 SCI，发现 NSCs可重建神经环路，提高后肢运动功能，提出NSCs移植可作为有效的治疗手段治疗SCI。

2.3 胚胎祖细胞移植 Perrin等［21］通过移植胚胎祖细胞治疗SCI，发现胚胎祖细胞可以表达神经生发素2(neurogenin 2，NG2)，进而促进SCI后肢运动功能的恢复。Erceg等［22］用从人胚胎干细胞分化出的少突胶质细胞和运动神经元前体细胞移植治疗脊髓横断，发现少突胶质细胞前体细胞(oligodendrocyte progenitors，OPC)和运动神经元前体细胞(motoneuron progenitors，MP)可明显提高后肢的运动功能评分，表明从胚胎干细胞分化出的少突胶质细胞和运动神经元前体细胞可作为SCI的有效治疗方法。

2.4 骨髓基质细胞移植 于德水等［23］通过移植骨髓基质细胞(BMSCs)治疗脊髓损伤，对照组用DMEM培养液治疗，运用Western Blot法检测损伤脊髓内的血管内皮生长因子(VEGF)，用TUNEL法检测损伤脊髓神经细胞凋亡情况，结果显示BMSCs治疗组的VEGF的表达明显高于对照组，而神经细胞凋亡数目明显低于对照组。

3 高压氧治疗

Topuz等［24］证实高压氧治疗的脊髓损伤模型体内的丙二醛水平较对照组降低，而超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、GSH-Px及过氧化氢酶(catalase，CAT)水平较对照组明显升高，提出高压氧治疗对SCI的继发性损伤有保护作用。Tai等［25］实验证实高压氧治疗对SCI有以下作用:缩短损伤后脊髓分泌神经营养性生长因子(neurotrophic nerve growth factor，GDNF)、血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)和白细胞介素-10(interleukin-10)所需的时间。

4 功能锻炼与电刺激

Courtine等［26］通过部分负重跑步机功能锻炼，电刺激及药物联合治疗脊髓横断的大鼠模型。他们的理论基础是脊髓内有内在的中枢模式发生器(central pattern generators，CPG)，通过激活 CPG 可改善步行功能。结果显示通过以上三种方法的联合治疗，模型大鼠的后肢运动功能得到明显的提高，可以完全负重行走，这也许给脊髓损伤患者带来全新的治疗模式。因为以前都是在注重脊髓下行控制通路的修复和环路重建上寻找方法。宋琳等［27］电针治疗SCI，通过测定脊髓内SOD、MDA和GSH-Px的含量变化，发现电针治疗组和对照组比较SOD、GSH-Px的含量明显提高，而MDA的含量明显降低，表明电针治疗可以通过调节SCI后脊髓内SOD、MDA和GSH-Px的表达起到促进脊髓损伤的修复。Okabe等［28］用电刺激治疗SCI动物模型发现，电刺激后神经肽Y基因的表达增加，从而增强神经性疼痛感。Kennelly等［29］用对SCI患者的尿道进行电刺激治疗，结果患者的膀胱收缩功能得到恢复。刘丽霞等［30］用针刺治疗SCI的大鼠模型，发现针刺对大鼠SCI后内源性神经干细胞有诱导分化作用。

5 基因治疗

Victorio等［31］通过敲除 γ 干扰素(IFNγ)的基因，观察脊髓横断后脊髓的可塑性，结果显示IFNγ可以保护损伤的脊髓，因为IFNγ基因敲除的模型脊髓运动神经元的坏死比对照组明显。Fang等［32］用Annexin Ⅱ和Reg-2治疗SCI结果表明AnnexinⅡ和Reg-2可以明显减少体内神经元的坏死及组织的损伤，同时观察到脊髓白质体积和髓鞘面积的明显增大。Cui等［33］的实验显示，可表达L1的胚胎干细胞的移植能增加移植细胞的存活率，保护伤处运动神经元，并增加伤处运动神经元纤维的联系。提出可表达L1的胚胎干细胞的移植可作为SCI和其他神经系统疾病的治疗方法。不过，Omoto等［34］通过去除配对免疫球蛋白样受体B的基因的研究，表明对外伤性脑损伤的突触可塑性及功能的恢复无明显的影响。

6 组织工程治疗

组织工程是将细胞生物学和材料科学结合起来，并在体内或体外建立组织和器官的技术。组织工程技术治疗SCI就是将修复材料做成各种形状植入损伤的脊髓处以诱导脊髓的再生［35］。Du等［36］使用人造神经结构移植治疗SCI，通过后肢运动功能评分(BBB)、电镜观察损伤脊髓的生长情况，发现人造神经结构移植治疗组较对照组BBB评分有明显的提高，脊髓生长情况亦比对照组明显改善。

虽然SCI的治疗方法层出不穷，但是还没有一种疗效确切、安全可靠的方法，因此SCI的治疗方法还需要进一步的实验研究，为临床治疗提供明确的依据。

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