软骨素分解酶ABC唤醒运动神经元 久病瘫子行走不再是梦想 ?

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根据欧美流行病学统计,脊髓损伤的发生率约为全球总人口数的千分之一,若依此针对台湾地区的伤友人数类推评估,脊髓损伤人数至少超过二万三千人,且每年约新增 1000~1200 名之案例。患者大部分来自车祸或跌倒,最严重的患者可能完全瘫痪,超过一半的人损害其呼吸能力。

近日,美国凯斯西储大学(Case Western Reserve University)于《Nature Communications》发表一项突破性研究,他们使用软骨素分解酶 ABC(Chondroitinase ABC,简称 ChABC)治疗慢性脊髓损伤(第二颈椎,C2)的大鼠,唤醒运动神经元重新形成轴突(axons)并且提升突触强度,进而恢复牠们的呼吸和肢体功能,而且在治疗结束后 6 个月,仍保持其恢复效果。对人类脊髓损伤来说,该研究结果无疑是一个好消息。

该研究团队使用简单的一次性注射 ChABC,来分解抑制性蛋白多糖分子。他们给予的位置不是在患者病变处,而是在脊髓内的运动神经细胞,将轴突送到横膈肌和前臂。ChABC 再加上身体的先天愈合能力,从 C2 伤口下方保持完整的神经细胞亚群中,并且非常缓慢地发芽新的轴突分支。在治疗结束后 6 个月,仍保持治疗的恢复效果。

然而,在脊髓损伤后立即接受治疗的大鼠中,ChABC 仅微微帮助神经生长恢复而且功能恢复缓慢。有趣的是,在受伤后长期时间在接受治疗的动物中,ChABC 的治疗效果明显更好。治疗后短短一周内,60% 群体的新神经延伸开始恢复已经沉默数月的横膈肌功能,使得牠们能正常呼吸。二周后,几乎每只大鼠的呼吸功能都获得改善。在长期使用 ChABC 治疗的大鼠中,有70% 的群体也开始透过牠们的前肢移动,并探索其周遭的环境。

有趣的是,将大鼠暴露于短暂的低氧状况(急性间歇性缺氧)的呼吸治疗有助于加强其神经延伸,进而提供额外的益处。然而,当他们使用 ChABC 和过量的呼吸治疗来治疗大鼠,其曾经瘫痪的横隔膜中产生混乱活动。对此,他们假设高度异常活动,可能是身体释放抑制分子以防止脊髓功能性轴突再生的原因。

他们现在正在努力优化联合治疗,以最大限度地恢复大鼠脊髓受损的功能,特别是在前臂和爪子。期望透过更进一步研究和临床试验,希望该治疗能早日应用于人类脊髓损伤患者恢复期运动功能。

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参考资料:
1. Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-06937-0
2. http://casemed.case.edu/cwrumed360/news-releases/release.cfm?news_id=1573&news_category=8

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