里程碑！瘫痪患者成功恢复行走，人造脊髓植入物立大功！同日两篇研究，迎来治疗新希望
如今，全球有成千上万的人因为脊髓损伤而导致瘫痪，目前仍无有效的治疗方法。最近，在顶级期刊上同时发表的两篇文章为脊髓损伤造成的肢体完全瘫痪的患者们重燃了希望！ 2022 年 2 月 7 日，发表在著名期刊 Advanced Science 上的一项研究中，以色列特拉维夫大学的科学家们，依靠人类细胞和材料首次设计出一种功能性 3D 人类脊髓组织，并将其植入以慢性瘫痪为特征的实验室小鼠模型中。结果表明，在 80% 的测试对象中成功恢复了行走能力。研究成果（图源：Advanced Science）这项开创性研究是由特拉维夫大学 Sagol 再生生物技术中心负责人 Tal Dvir 教授领导的实验团队完成。特拉维夫大学 Sagol 再生生物技术中心负责人 Tal Dvir 教授Tal Dvir 教授解释说：「我们的技术是从患者身上采集腹部脂肪组织。这种组织与我们体内的所有组织一样，由细胞和细胞外基质组成。在将细胞从细胞外基质中分离出来后，使用基因工程对细胞进行重新编程，使它们恢复到类似胚胎干细胞的状态。另外，我们从细胞外基质中制备了一种个性化的水凝胶，植入后不会引起免疫或排斥反应。之后，将干细胞包裹在水凝胶中，在模拟脊髓胚胎发育的过程中，将这些细胞转化为含有运动神经元的神经元网络 3D 植入物。」然后，将人类脊髓植入物植入到实验室模型中，分为急性模型和慢性模型两组。实验结果发现，植入后，100% 急性瘫痪和 80% 慢性瘫痪的实验室模型恢复了行走能力。这是世界上第一个植入工程人体组织在动物模型中产生长期恢复的例子，是人类瘫痪治疗最相关的模型。基于 Dvir 教授实验室开发的革命性器官工程技术，他与业界合作伙伴于 2019 年建立了 Matricelf (matricelf.com)，该公司采用 Dvir 教授团队的方法，旨在使脊髓植入疗法商业化，以满足瘫痪者们的需求。现在，研究人员正在为下一阶段的研究做准备，希望在未来几年内可以进入人体临床试验阶段，最终能够让患者重新站立和行走。2. 个性化脊髓治疗使完全瘫痪患者迅速恢复运动功能 同日，Nature 子刊 Nature Medicine 发表了一篇题为 Activity-dependent spinal cord neuromodulation rapidly restores trunk and leg motor functions after complete paralysis 的论著，为脊髓损伤瘫痪患者提供了一种可迅速恢复运动功能的脊髓电刺激系统。曾在 2018 年底，David Mzee 在一次运动事故中因脊髓部分损伤而瘫痪，后来他从轮椅上站起来，在助行器的帮助下开始走路。这是第一个证明 Courtine 和 Bloch 开发的系统——使用电刺激重新激活脊髓神经元，可以在脊髓损伤瘫痪患者身上有效工作的证据，在当时这个事件也刊登上了世界各地的头条新闻（如下图）。由 Courtine 教授和 Bloch 教授兼神经外科医生领导的研究小组优化了他们之前的系统，通过人工智能软件控制的更复杂的植入物，新植入物可以刺激激活躯干和腿部肌肉的脊髓区域，使三名完全性脊髓损伤的患者能够在实验室外再次行走。Courtine 教授说道：「我们的刺激算法仍然建立在模仿自然的基础上，而且新的植入物被设计直接放在脊髓上，它们可以调节特定肌肉群的神经元。通过控制这些植入物，我们可以激活脊髓，就像大脑会自然地让患者站立、行走、游泳或骑自行车一样。」该研究首先通过外科手术将新的导线植入到瘫痪者的脊髓上，之后将两个小遥控器连接到瘫痪者的助行器上，并将它们无线连接到一台平板电脑上，平板电脑再将信号转发到该瘫痪者腹部的起搏器。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，从而使瘫痪者行走。Bloch 教授说：「我们在这方面的突破是植入更长、更宽的导线，电极的排列方式与脊神经根完全一致，这样可以精确控制调节特定肌肉的神经元。」在脊髓植入物被激活后，参与实验的三名瘫痪者都可以在一天内站立、行走、踩踏板、游泳，并能够控制他们的躯干运动！这是因为系统为每种类型的活动都编写了特定的刺激程序，患者可以在平板电脑上选择所需的活动，相应的信号会被转发到腹部的起搏器。显然，这项研究在一天内取得的进展是惊人的，而且之后几个月的效果更令人兴奋。更重要的是，由于这项技术是微型化的，患者不仅局限于实验室内，更可以在户外进行训练。现该三名实验患者遵循本研究训练方案，能够恢复肌肉质量，独立地四处走动，并参加社交活动。目前，该研究团队正与 ONWARD Medical 合作，将该研究发现转化为真正的治疗方法，从而改善全世界成千上万瘫痪者们的生活。
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