重磅黑科技！瘫痪患者重新站立，国际顶刊报道
2022/3/2 医学界
“一天内，三位患者能够站立、行走、骑自行车、甚至游泳。”
撰文 | 凌骏来源 | “医学界”公众号
让脊髓损伤(SCI)瘫痪的患者重新站立，甚至恢复多重运动功能，或许将变成现实。
2月7日，Nature Medicine发表了一篇重磅文章，瑞士研究人员使用平板电脑控制的神经刺激装置，称让最严重的SCI患者恢复了多样化的运动能力。
“一天内，三位患者能够站立、行走、骑自行车、甚至游泳。”瑞士洛桑联邦理工学院Grégoire Courtine教授说道。根据研究人员的说法，没有记录到任何副作用，接下去还将进一步开展大型临床研究，目标是几年内让所有脊髓损伤瘫痪的患者能得到治疗。
他的脊髓被完全切断，现在却可以“游泳”
事实上，早在3年多前，该团队就已经实现了重磅突破。2018年底，一名男子站立行走的图片传遍全球。
图源：CNN
30岁的David M'zee在2010年一场运动事故中脊髓部分受损，医生认定，他将永远无法站立行走。
但在2018年，他参与了瑞士研究团队的一项试验。研究人员将一种提供电刺激的装置植入到David M'zee脊柱损伤点的正下方。他因此得以从轮椅上站了起来，在助推器的帮助下行走。
2018年，瑞士团队开发的系统
之后，同样的研究团队又开发了另一套系统。不同于David M'zee，参与最新试验的三名患者脊髓完全受损。
Michel Roccati是三名受试者之一，在5年前的一次车祸中，他的脊髓被完全切断了。但在植入最新设备后的几个月，他可以实现站立几个小时，步行近一公里，爬楼梯、游泳和划独木舟。
与此前不同，这次研究团队采用了一种新的电极板，可针对与脊髓中腿部和躯干运动相关的所有神经。
“突破是设计出了更长、更宽的植入导线，其电极排列方式与脊神经根完全一致，”研究者之一，神经外科医生Jocelyne Bloch教授说。“这让我们可以接触到更多的肌肉，精确调控特定肌肉的神经元。”
据公众号《生辉》报道，中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所正高级工程师李骁健解释道：
18年的系统采用了脊髓神经重塑代偿原理，更像是一种辅助康复设备，经过数月训练后，脊髓局部损伤的瘫痪患者脱离该设备仍然可以走路。
而此次的原理则是一种功能替代设备，针对完全瘫痪患者，但患者必须始终依靠该装置才可以行走。
这套新设备是如何运作的？根据研究团队描述：
先对患者脊髓进行建模，然后将导线植入到瘫痪者的脊髓上，两个小型遥控器与助行器相连，并通过无线连接到平板电脑。
患者在电脑上选择自己想要进行的运动，平板电脑将信号发送到腹部的起搏器。起搏器反过来将信号传递给植入的脊髓导线，刺激特定的神经元，让患者能够进行相应活动。
甚至，除了恢复特定的活动能力外，研究人员称该设备或许可以刺激再生脊柱中受损的神经细胞。
“观察到的脊髓修复完全出乎我们意料。”研究者之一Grégoire Courtine教授表示，“这种刺激系统可能在治疗与SCI相关疾病，例如高血压和膀胱功能障碍中有效，也可能对帕金森病患者有用。”
当然，研究人员对“黑科技”的追求并未就此满足。除了进一步提升电刺激效率，平板电脑“太大”，操作也复杂，研究人员打算未来加入语音识别系统，在患者体内植入微型计算机，并直接和患者的智能手机连接。
据悉，目前相关团队正在向FDA申请对该设备进行临床试验。
多个世界首例，瘫痪人士的未来或将被改写
这套设备“神”吗？
这是脊髓损伤相关治疗领域里程碑式的突破，但也有专家质疑对疗效的描述。
独立行走、骑车、游泳？梅奥诊所神经外科助理教授Peter J. Grahn博士并不赞同研究人员在报道中使用这些“歧义”词汇，担心会“神化”研究结果。
“他们说第一天就能恢复独立行走，但事实是患者尝试运动时，得到了辅助设备超过60%自身体重力量的支持。”Peter J. Grahn博士对媒体表示。
患者在康复训练中骑自行车 图源：Globe News
“这不是治疗脊髓损伤的方法。”研究人员Grégoire Courtine教授坦言，“但它赋予了瘫痪人士重新站立和移动的权利，不是最终结果，而是非凡的一步。”
事实上，根据脊髓损伤程度，患者失去的不单单只有行走能力。腿部、手臂、手或肺、体温调节、肠道和膀胱控制、性功能都有可能受到影响。多年来，学界也始终在研究修复脊髓损伤的方法。
在瑞士研究人员发表论文的同日(2月7日)，以色列特拉维夫大学的科学家也在期刊Advanced Science发布了一篇重磅研究论文。
团队制作了世界上首个用于治疗瘫痪的3D人体脊髓组织，并植入小鼠体内。小鼠分为两组：急性模型(最近瘫痪)和慢性模型(瘫痪一年)。结果显示，植入后100%的急性瘫痪和80%的慢性瘫痪小鼠都恢复了行走能力。
研究者Tal Dvir教授介绍：
我们将患者腹部脂肪组织的细胞从细胞外基质中分离出来后，使用基因工程进行编辑，使它们恢复到类似于胚胎干细胞的状态——即能够成为体内任何类型细胞的细胞。
再从细胞外基质生产出一种水凝胶，确保植入后不会引起免疫或排斥反应。将干细胞封装在水凝胶中，在模拟脊髓胚胎发育的过程中，我们将这些细胞变成了包含运动神经元的神经元网络3D植入物。”
“我们希望未来几年能进入人体临床试验，让瘫痪患者重新站起来。”Tal Dvir教授说。
日本的科学家也没闲着。他们将目光瞄准在火热的IPS干细胞治疗领域。
这项技术是通过刺激成熟、已经特化的细胞，使其回到干细胞状态，再诱导其分化为治疗想要的细胞。
近日，日本庆应义塾大学宣布成功将IPS干细胞移植到一名脊髓损伤患者体内，利用其复制能力修复受损组织和器官。
这也是该疗法用于脊髓损伤的世界首个人体临床试验，研究团队将超过200万个来源于IPS干细胞技术的神经干细胞移植到患者的脊髓中。截至目前，治疗后的相关数据仍处于保密阶段。
Grégoire Courtine博士也在关注这些进展。他说，一旦学界准备就绪，他的“电刺激设备”植入技术可以与神经再生治疗结合使用。
目前，全世界有数百万人因脊髓损伤而瘫痪，不少人在年幼时就被宣判余生要在轮椅上渡过。研究人员相信，可预见的未来里，他们的命运或许能被改写。
参考文献：
1.日本进行世界首例脊髓IPS干细胞治疗人体试验，《生物世界》，https://mp.weixin.qq.com/s/v3Ib2foxDI4vnXBK3eMvMw2.一天内恢复完全瘫痪患者行走能力，洛桑联邦理工团队开发个性化脊髓刺激植入物，正在推进商业化工作，《生辉》，https://www.163.com/dy/article/GVQCCFA80532PL1J.html3.Human Spinal Cord Implants: Breakthrough May Enable People With Paralysis To Walk Again，https://scitechdaily.com/human-spinal-cord-implants-breakthrough-may-enable-people-with-paralysis-to-walk-again/4.New implant offers promise for the paralyzed，https://www.humanbrainproject.eu/en/follow-hbp/news/2022/02/07/new-implant-offers-promise-paralyzed/5.New technology enables paraplegic patients to walk again，https://www.sbs.com.au/news/new-technology-enables-paraplegic-patients-to-walk-again/18ea67b3-4315-456e-b2c1-ffa88c61bbea6.Umugabo yamugaye inyuma yo gucika uruti rw'umugongo yasubiye gutambuka, bamushizemwo icuma，https://www.bbc.com/gahuza/amakuru-60299228
来源：医学界责编：郑华菊校对：臧恒佳制版：薛娇
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