軟骨素分解酶ABC喚醒運動神經元 久病癱子行走不再是夢想 ?

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根據歐美流行病學統計,脊髓損傷的發生率約為全球總人口數的千分之一,若依此針對台灣地區的傷友人數類推評估,脊髓損傷人數至少超過二萬三千人,且每年約新增 1000~1200 名之案例。患者大部分來自車禍或跌倒,最嚴重的患者可能完全癱瘓,超過一半的人損害其呼吸能力。

近日,美國凱斯西儲大學(Case Western Reserve University)於《Nature Communications》發表一項突破性研究,他們使用軟骨素分解酶 ABC(Chondroitinase ABC,簡稱 ChABC)治療慢性脊髓損傷(第二頸椎,C2)的大鼠,喚醒運動神經元重新形成軸突(axons)並且提升突觸強度,進而恢復牠們的呼吸和肢體功能,而且在治療結束後 6 個月,仍保持其恢復效果。對人類脊髓損傷來說,該研究結果無疑是一個好消息。

該研究團隊使用簡單的一次性注射 ChABC,來分解抑制性蛋白多醣分子。他們給予的位置不是在患者病變處,而是在脊髓內的運動神經細胞,將軸突送到橫膈肌和前臂。ChABC 再加上身體的先天癒合能力,從 C2 傷口下方保持完整的神經細胞亞群中,並且非常緩慢地發芽新的軸突分支。在治療結束後 6 個月,仍保持治療的恢復效果。

然而,在脊髓損傷後立即接受治療的大鼠中,ChABC 僅微微幫助神經生長恢復而且功能恢復緩慢。有趣的是,在受傷後長期時間在接受治療的動物中,ChABC 的治療效果明顯更好。治療後短短一周內,60% 群體的新神經延伸開始恢復已經沉默數月的橫膈肌功能,使得牠們能正常呼吸。二週後,幾乎每隻大鼠的呼吸功能都獲得改善。在長期使用 ChABC 治療的大鼠中,有70% 的群體也開始透過牠們的前肢移動,並探索其周遭的環境。

有趣的是,將大鼠暴露於短暫的低氧狀況(急性間歇性缺氧)的呼吸治療有助於加強其神經延伸,進而提供額外的益處。然而,當他們使用 ChABC 和過量的呼吸治療來治療大鼠,其曾經癱瘓的橫隔膜中產生混亂活動。對此,他們假設高度異常活動,可能是身體釋放抑制分子以防止脊髓功能性軸突再生的原因。

他們現在正在努力優化聯合治療,以最大限度地恢復大鼠脊髓受損的功能,特別是在前臂和爪子。期望透過更進一步研究和臨床試驗,希望該治療能早日應用於人類脊髓損傷患者恢復期運動功能。

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參考資料:
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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