嗅鞘細胞移植治療脊髓損傷后頑固性神經性疼痛17例報道

陳琳,江昭,黃紅云,張峰,劉彥鋮,郗海濤,王洪美,任玉水,周長滿,3

脊髓損傷后疼痛的發生率高達64%～82%。作為中樞痛,損傷節段的神經病理性疼痛一般在傷后數天至數周發生,而損傷節段以下的疼痛則較晚,常在數月～數年出現。頑固性重度疼痛發生率在21%～39%,治療非常困難,嚴重影響患者的生活質量[1-2]。我們近年開展嗅鞘細胞治療脊髓損傷的臨床研究[3],部分存在較嚴重疼痛的患者,治療后獲得滿意療效,現報道如下。

1 臨床資料

1.1 一般資料 2004年11月～2007年11月17例脊髓損傷后神經性疼痛患者,其中男性15例,女性2例,年齡18～68歲,平均40.4歲。受傷時間6～312個月,平均105.9個月。受傷原因包括車禍、墜落、放射性損傷、機器擠壓傷、槍傷、跳水。受傷節段包括頸段、胸段、胸腰段(T12～L1),見表1。所有患者細胞治療前均采用口服止痛、鎮靜、抗痙攣藥物、理療、針灸等,效果不佳,疼痛持續時間6～309個月,平均102.2個月。本研究通過本院倫理委員會審核,患者和(或)家屬均簽署知情同意書。

1.2 嗅鞘細胞脊髓實質內移植 嗅球嗅鞘細胞胰蛋白酶消化成單細胞后培養12～14 d。細胞移植到損傷段的上下兩端,對圓錐損傷者(T12～L1)僅注射細胞至損傷區頭側部位。細胞總量10×105/50 μ l[4]。

1.3 功能評價 疼痛評價使用國際神經修復學會脊髓損傷日常生活功能評價量表:0分:極度疼痛,止痛藥無效;1分:中度疼痛,需用強效止痛藥;2分:輕度疼痛,普通止痛藥有效;3分:無疼痛[5]。

表1 17例患者臨床資料

2 結果

隨訪時間0.5～88個月,平均17.5個月。術前疼痛平均分1.3分,隨訪疼痛平均分2.5分,平均改善1.2分(表1)。

3 討論

3.1 脊髓損傷中樞神經性疼痛的機制 不同局部機制導致不同局部慢性疼痛狀態,例如遠距離小膠質細胞活化和疼痛信號是損傷平面以下中樞神經性疼痛的機制;中樞致敏的細胞內信號機制與損傷平面疼痛有關;外周致敏引發損傷平面以上疼痛;中樞致敏的活性氧簇與局部神經痛有關[6]。

Kalous等認為,SCI疼痛與脊髓和脊髓上神經環路結構的重塑性有關。他們在成年雄性大鼠T13壓迫損傷模型中,分別于2周和12周檢查T9～T12節段背根神經節初級傳入C-纖維(包括4類免疫反應陽性纖維)、下行的兒茶酚胺以及5-羥色胺能投射。結果顯示,損傷后2周,降鈣素基因相關肽免疫反應陽性(calcitonin gene-related peptide,CGRP)神經纖維和GDNF家族受體免疫陽性(GDNF-family receptors,GFRα 1,GFRα 2,GFRα 3)纖維,在表淺背角內,有不同損傷反 應:CGRP 纖維減少,但 GFRα 1,GFRα 2 和GFRα 3纖維無變化。相反,傷后12周所有纖維均減少。兒茶酚胺纖維在2周時減少,在12周時密度增加。而傷后12周時,5-羥色胺能纖維(局限在深部背角)在損傷區嘴側的脊髓背角內存在實質上的結構重塑;與即刻損傷時相比,永久性缺失更廣泛的初級傳入纖維。感覺與損傷灶嘴側的傷害性背角環路是脊髓損傷疼痛發生或持續存在的一個因素[7]。臨床上,fMRI提示患者初級軀體感覺皮質重組程度與持續SCI疼痛的強度相關[8]。

突觸活性的局限提高是構成學習和記憶的突觸基礎,重新產生或形成突觸后樹突結構可能與脊髓損傷神經痛的維持有關。SCI誘導的樹突棘重塑可導致神經元的超興奮性和神經痛。脊髓損傷后,位于IV～V層的背角神經元細胞棘密度增加,棘重新分配,更多棘發育成熟,這是電刺激興奮性突觸后電流增強以及對周圍無害和有害刺激高興奮性反應所致。小GTP結合蛋白Rac1是一個重要的細胞內信號分子,使用選擇性抑制劑NSC23766抑制Rac1,可改善SCI后脊髓的形態構筑,緩解損傷導致的廣動力范圍(wide-dynamic range)神經元的興奮性過度,逐漸提高痛閾[9]。

Wasner等認為,在受損的脊髓丘腦束通路中,存在完整的熱敏傷害性傳入纖維,是SCI疼痛患者的重要病理基礎和特征[2]。在傳導束中,毗鄰的軸突變性(如炎癥),可以觸發殘存的完整神經元自發性活動,作為SCI后中樞疼痛發生器。

3.2 治療現狀 目前治療方法非常有限?？诜幬?、神經電刺激、可植入的緩釋藥泵、認知心理干預調整等治療策略對某些患者有一定效果[10]。部分患者對脊髓切開術或鞘內注射止痛藥物如嗎啡+可樂定有反應[11]。一般而言,藥物可減少20%～30%疼痛強度?？诜幬镏饕槍σ种粕窠浽钚栽O計,分為阻斷Na+通道劑、抑制Ca2+通道劑 、GABA 促效劑 、5-羥色胺能和去甲腎上腺素能再攝取抑制、谷氨酸受體抑制劑,特別是阻斷 N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受體。截止到2008年,口服藥物有10項隨機雙盲對照臨床試驗完成,包括抗抑郁藥(阿米替林)、抗癲癇劑(加巴噴丁、普加巴林、拉莫三嗪、丙戊酸鹽)、美西律等。令人遺憾的是,大部分結果為陰性。加巴噴丁、普加巴林和阿米替林顯示能減輕部分SCI神經痛,大麻素類可緩解其他類型的中樞痛,5-羥色胺去甲腎上腺素再吸收抑制劑和類罌粟堿可緩解周圍神經痛,或許臨床可試用于SCI疼痛患者[12]。當前隨著對發病機制的認識深入,現代生物技術是疼痛治療的前沿研究方向,例如分子藥物、病毒介導基因轉移等[13]。

3.3 細胞治療嘗試 SCI神經性疼痛的細胞學治療正在起步,但將來可能替代或作為藥物的輔助干預手段。最早的細胞是大鼠、?；蛉伺咛碓吹哪I上腺嗜鉻細胞,植入到蛛網膜下腔。移植物作為細胞微泵,在脊髓周圍分泌多種抗傷害性疼痛因子。動物實驗和臨床研究均提示鞘內移植安全有效,但最大問題是缺少同種可擴增的細胞來源。細胞系可以可逆性永生化,是第2個研究階段?，F在已經從來源自胚腎上腺髓質或CNS腦干的細胞基礎上,成功構建多種鼠類細胞系,在移植前,為保證生物學安全,下調細胞的增值和致瘤表型。另一個方法是使用現有的人類細胞系(神經或腎上腺前體),在體外用各種分子誘導其抗傷害性疼痛特性,然后將細胞轉化成為不可逆的非致瘤表型的神經或嗜鉻細胞[14]。

3.4 嗅鞘細胞機制 嗅鞘細胞神經修復機制:改變CNS損傷局部的環境,激活靜息狀態的軸突。促進神經軸突和髓鞘的再生。嗅鞘細胞提供促進軸突再生必要條件和引導軸突長入相應靶點所需的導向作用。在神經脫髓鞘的情況下,嗅鞘細胞能幫助神經軸突髓鞘再生和加速神經電生理傳導速度。已經證實嗅鞘細胞不但能使單個神經軸突髓鞘化,也能圍繞一組神經軸突形成神經束。嗅鞘細胞幫助神經軸突穿越瘢痕和伸延作用。分泌一些化學物質或生長因子綜合作用,改變了局部環境,支持神經元存活,阻止或逆轉運動神經元凋亡,促進神經生長。新近發現其還有促進血管發生,改善損傷區微循環等積極作用[15-17]。

本研究報道17例患者嗅鞘細胞移植后伴隨運動、感覺、植物神經等其他功能恢復,慢性嚴重神經性疼痛獲得全部或部分緩解,患者生存質量獲得較大改善,結果令人振奮。雖然目前尚無在疼痛動物模型上的實驗結果報道,但毫無疑問,脊髓正常結構的受損破壞和(或)異常不良自發神經再生是引發中樞痛的最核心基礎。故隨著被破壞的神經纖維的修復和局域神經元功能的改善,脊髓損傷后神經性疼痛的病理變化應該有緩解的可能。更多詳細機制的闡明,將促進中樞痛治療水平的進一步提升。

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