从颅脑大手术到神经微创和修复的演变——微创神经外科奠基人和开拓者赵继宗院士

韩小弟 王明泽 王 硕

(首都医科大学附属北京天坛医院神经外科，北京 100070)

神经外科的挑战在于手术部位的特殊性和重要性，那就是控制人类思维和活动的中枢神经系统——大脑和脊髓，这也意味着作为唯一可以触碰大脑的神经外科医生，一生都要面临充满矛盾的双重压力：既要努力地在最大程度上去除病灶，又必须尽可能地保护神经功能。如何做到两全？赵继宗教授用全副精力对神经外科观念和技术不断改进，交出一份满意的答卷, 让中国的神经外科从大手术大创伤发展到显微和微创手术，并继续通过与多学科的合作研究来开拓大脑神经环路的重塑和功能修复，让神经外科成为脑认知网络科学问题的来源和验证科学发展的终点，并跻身于国际舞台。

1 个人简介

赵继宗院士(图1),1970年毕业于(原)第四军医大学。1975年到首都医科大学宣武医院神经外科工作。1979年启动首都医科大学宣武医院神经外科迁移到北京天坛医院的工作，作为首批医疗组派到北京天坛医院组建神经外科，伴随北京天坛医院院区建设展开神经外科医疗工作。1997年任首都医科大学附属北京天坛医院副院长和神经外科主任。2013年当选中国科学院院士(图2)，并任国家神经系统疾病临床医学研究中心主任。目前担任国务院学位委员会专家组成员，第4～6届中华医学会神经外科分会主任委员，中国卒中学会会长，世界神经外科联盟(WFNS)执委、提名委员会委员，美国神经外科医师协会(AANS)会员和Dandy 神经外科学会中国主委，全国高等医药教材建设研究会理事。国家人事部有突出贡献中青年专家、北京学者。《中华医学杂志》和《中华医学杂志(英文版)》等杂志副主编，ChineseJournalofNeurosurgery主编和JournalofClinicalNeuroscience等国际神经外科专业杂志编委。

图1 赵继宗院士

图2 赵继宗教授当选2013年中国科学院院士

1989至1990年在美国MD Anderson肿瘤中心和芝加哥Henry Ford医院神经外科成为Robert Grossman和James Ausman教授实验室的访问学者，掌握了显微神经外科理念的真谛和手术技巧。回国后致力于神经外科临床与基础研究，主持国家“九·五”至“十二·五”脑血管病外科治疗攻关(支撑)项目，指导团队开展“十三·五”复杂脑血管病诊疗新模式的科研攻关，使我国脑血管外科跨入国际先进行列。在国内率先建立以“脑病灶解剖与脑功能精确定位系统”和“脑认知功能保护预警系统”为基础的微创神经外科技术平台，完成了手术从脑解剖结构保护向脑功能保护的重大转接。获国家科技进步二等奖3 项，北京市科学技术奖一等奖和中华医学会科技奖一等奖各1 项。主编神经外科教材和《微创神经外科学》《颅脑肿瘤神经外科学》《血管神经外科学》等专著14 部。获得发明专利1项[动脉瘤血管及其制备方法和应用(ZL.201710199047.9)]，国内实用新型专利1项[一种微导管(ZL.2017 2 D382621, X)]。

多次应邀赴美、德、日等国的医学院进行学术交流并做报告，在Neurosurgery撰文介绍中国神经外科成就。WFNS主席Brochi高度评价：“我必须表彰赵继宗教授的工作精力及力度，并对中国神经外科快速发展表示敬意”[1]，2009年因“Surgical management of hypertensive intracerebral hemorrhage in 2 624 cases”获得第77届美国神经外科年会 “国际摘要奖”(图3)。2012年获Dandy神经外科学会荣誉奖。

图3 赵继宗院士获第77届美国神经外科年会“国际摘要奖”

他重视神经外科医师的培养制度建设和年轻人才的培养[2-3]。2002年将首都医科大学附属北京天坛医院神经外科带入国家教育部重点学科，成为国家神经外科继续教育基地，2011年被评为卫生部(现国家卫生健康委员会)重点专科。2018年担任首都医科大学神经外科学院院长，培养神经外科研究生122名，数名成为多家医院的学科带头人。

2 主要学术贡献

2.1 攻克巨大动静脉畸形(arterio-venous malformation，AVM)和复杂动脉瘤外科治疗关键技术

2.1.1 首次发现手术切除巨大动静脉畸形发生正常灌注压突破(normal perfusion pressure breakthrough，NPPB)时间窗，采用手术中一次性栓塞后切除巨大AVM获得成功

1978年，Spetzler等[4]发现切除≥6 cm 巨大AVM 会发生严重弥漫性脑水肿和脑出血即NPPB，发生NPPB后病死率和致残率高达50%，学界认为是切除巨大AVM的世界性难题。

1995年,赵继宗主持国家“九·五”颅内巨大动脉瘤、巨大AVM 外科治疗攻关课题，创新性的将生物胶栓塞和切除巨大AVM在一次手术中完成[5](图4)，采用维持低血压、自体输血和超声波等技术有效防治了NPPB，避免患者反复栓塞的痛苦并降低了医疗费用[5]。应用激光脑皮质血流监测法，在国际首次发现切除巨大AVM发生NPPB时间窗在切除AVM 后2～72 h，解决了困扰手术安全的重大问题[6](图5)。

图4 一次手术中完成生物胶栓塞后再切除巨大AVM[5]

图5 应用激光监测脑血流动力学，国际上首先发现NPPB时间窗2～72 h[6]

分析首都医科大学附属北京天坛医院2 086例AVM资料，提出AVM是我国青壮年脑出血和癫痫的主要原因[7]。“脑血管畸形的外科治疗及其形成和破裂出血机制的研究”获国家科技进步奖二等奖1 项和北京市科技进步奖二等奖3项。

2.1.2 开颅夹闭复杂性颅内动脉瘤手术达到国际同类手术最好水平

巨大、眼动脉、后循环等复杂动脉瘤开颅手术夹闭难度大，极易造成脑动脉和神经损伤，手术病死率和致残率高。赵继宗课题组创立了切除巨大动脉瘤体、重塑载瘤动脉等术式，攻克复杂性颅内动脉瘤手术的关键技术[8](图6)，达到国际同类手术最好水平。首先经硬脑膜外-下入路夹闭眼动脉瘤60例，无手术死亡，致残率18.3%[9]。

图6 男，23岁，左侧顶枕巨大血管瘤,开颅手术夹闭切除9 cm的血管瘤[8]

建立国际规模最大的动脉瘤患者数据和标本库，积累动脉瘤标本1 000余例，率先利用人体动脉瘤标本研究动脉瘤形成和破裂的机制。提出内弹力层破坏是动脉瘤形成的必要条件之一。胶原、弹性蛋白、炎性反应因子、基质金属蛋白酶等因素和动脉瘤的发病有关。对汉族人脑动脉瘤患者系列血管病相关候选基因的多态性研究[10-12]显示，脑动脉瘤患病与一些基因的多态性密切相关，如血管紧张素转换酶基因插入/缺失多态性及Endoglin基因等。“颅内动脉瘤的外科治疗及其形成和破裂的基础研究”获国家科技进步二等奖。

2.1.3 完成我国首次大规模高血压脑出血规范化外科治疗研究，制定并推广脑出血治疗指南，获国际同行高度评价

2006至2008年组织了全国30个省、市、自治区的135家医院的神经外科，建立6个脑出血外科治疗示范基地，进行我国首次高血压脑出血规范化外科临床治疗多中心大样本、单盲临床病例对照研究[13]。采用微创、碎吸和传统开颅3种术式治疗了2 464例脑出血患者，1个月病死率从30%～50%降至19.3%，术后6个月随访1 057例，存活998例(94.4%)，死亡36例(3.4%)，降低了手术病死率和植物生存，治疗费降低8个百分点，经济效益和社会效益显著[14]，获教育部科技进步推广二等奖。在第77届美国神经外科年会大会报告“Surgical management of hypertensive intracerebral hemorrhage in 2 464 cases”并获奖[15]。美国神经外科Mendelow教授认为，该研究是近年国际少有的大宗病例研究之一，高度评价了我国脑出血外科的治疗水平。

国家“十一·五”课题“出血性脑卒中及淀粉样变脑血管病研究”，收集国内71家医院的367例患者脑出血手术后获得标本，首次报告经脑出血手术标本病理学检查证实淀粉样变脑出血占自发性脑出血的14.3%，患者平均年龄(55±13)岁[16]，为脑出血早期鉴别诊断和选择治疗方案做出重要创新性贡献。

2.1.4 烟雾病病因学研究和临床诊疗方案制定

烟雾病主要发生于蒙古人种，在我国高发。赵继宗教授团队建立了覆盖我国11个省共24家医院的烟雾病多中心医疗协作网络和国内最大烟雾病患者数据库，主持完成1 258 例烟雾病和36个烟雾病家系的临床诊治和机制研究(图7)[17]，根据术前脑灌注成像(CT perfusion imaging，CTP)建立烟雾病患者脑灌注不足的标准化分期评估体系(图8)[18]，通过临床研究证实了大脑血运重建术能改善缺血型烟雾病患者脑血流灌注和认知功能的重要作用。2017年在美国神经外科年会报告：“Effects of different surgical modalities on clinical outcome of moyamoya disease: a prospective cohort study”[19]，得同行高度评价并获奖。

图7 RNF213罕见变异的烟雾病家系[17]

图8 烟雾病患者脑灌注不足分期典型CTP图像[18]

2.1.5 率先在国内建立开展复合手术室，开拓脑血管病诊治新模式

通过复合手术平台实现跨学科的多种临床技术整合，提出3项适用于改善复杂脑血管病患者的临床预后的新技术[20-21]，并为开展“脑心同治”进行了技术积累和人才储备。

2.2 国内率先建立具有国际先进水平的微创神经外科技术平台，将神经外科手术从脑解剖结构保护推向脑功能保护的新阶段，推动中国神经外科治疗达到国际水准

赵继宗敏锐察觉神经外科手术的微创化发展趋势和国内现状[22]，带领团队创新设计出适合我国的个体化微骨窗入路，将神经导航手术中脑漂移分为系统性及结构性，拓展神经导航确定AVM和在微小动脉瘤栓塞手术中的应用。同时整合超声波、脑血流、血管(荧光)造影及神经电生理等系列监测技术[23-26]，降低颅脑手术中患者神经功能损伤。1999至2008年，经过10年努力，在完成2 039例各类微创神经外科手术的基础上，在国内率先建立了 “脑病灶解剖与脑认知功能精确定位系统”和“脑认知功能保护预警系统”的微创神经外科技术平台[27]。2000年，承担卫生部向西部地区推广微创神经外科技术项目,至2006年统计全国51家医院完成各类微创手术近万例。2007年，在苏州主办第七届国际微创神经外科学大会，400余位美国、德国、南美洲等国家和地区的专家参会，确立了我国微创神经外科学的国际地位。出版《微创神经外科学》专著，对在我国推广普及微创神经外科技术发挥了重要作用。2005年和2007年获北京市科技进步一等奖和中华医学科技一等奖各1项。2009年，“颅脑手术中脑认知功能保护的微创神经外科学基础研究与临床应用”获国家科学技术进步二等奖。

2.3 拓展微创神经外科技术，为应用人脑疾患手术研究以语言为突破核心的脑认知功能开辟了一条新路

进入21世纪，赵继宗教授紧跟国际“脑科学研究”前沿，充分利用我国丰富的神经疾病资源和神经外科直接面对患病大脑的优势，利用临床资源紧密结合基础研究[28]，与中国科学院自动化所、生物物理研究所国家脑认知功能重点实验室、上海神经科学研究所和北京大学等院所合作，开展神经外科患者语言和视觉感知环路的相关研究，国际上首次将“中文语言区和颞叶功能”新发现应用于颅脑手术[29-31]，保护患者的脑认知功能，验证了中国人大脑语言区有别于拼音文字语言区的科学推论[32]，“颅脑手术中脑认知功能保护的微创神经外科学基础研究与临床应用”获得国家科技进步二等奖。

进入21世纪，现代科学技术迅猛发展，神经外科领域基于神经网络科学和数字化脑成像技术的神经调控领域，将神经外科学推向神经网络外科(neural networks surgery)新的阶段。神经网络外科不仅为难治性神经系统疾患提供了更安全可靠的方法，同时也为神经外科学开启了一扇通往脑科学研究的大门。赵继宗院士继续带领团队，从“脑认知神经环路连接”水平进一步揭示语言区功能重塑的机制[33-34](图9，10)，率先迈出了脑科学研究临床转化的第一步，继续实现与国际发达国家齐头并进。

图9 左颞叶AVM患者Broca区重塑[33]