老方下班回来说,我今天刚刚在《细胞移植》上看到一篇文章,你们有没有兴趣听听?尤儿说是哪方面的?老方,是有关脊髓再生的。有个波兰人,脊髓被人砍断,断痕近一厘米。自胸部以下全部瘫痪两年了,现通过细胞移植,现已恢复了一部份功能,可以站起来,拄着双拐行走了,在不久的将来有希望独立行走呢!
兰儿:我听说,人体骨骼,肌肉,肝脏等组织都有再生能力,受伤后可以增殖恢复或部分恢复。唯独神经细胞即神经元不能再生,脊髓是由神经元组成了的,如何能再生呢?
老方:不错。通常认为,表皮细胞,如皮肤,消化道,呼吸道,生殖道的表皮细胞都有很强的再生能力。因为表皮暴露在外,与异物磨擦受伤的可能性很大,需要进化出补偿机制。腺体器官如肝脏,胰脏的再生能力也很强。比如有的肝癌病人或捐献肝脏的人,切除75%体积的肝,半年后还能长回到原体积90%的肝。而肌肉细胞再生能力就很弱,受伤后多以纤维结缔组织填充,形成疤痕。而神经细胞是不可再生的,比如人的140亿个脑神经元,受伤后的损害是永久性的,一般不可恢复的。所以这篇文章很有份量,这是世界上首例脊髓细胞再生修复的报导,有专家评论说,其意义不亚于人类首次登上月球。
尤儿:喂,老方,你慢点。人体解剖学,我知道的很少,你能不能先科普一下神经系统?
老方:好吧。这人类的神经系统只占人体重量的3%,却是人体中最重要最复杂的系统。负责人体的思维,感情,感知和指挥运动系统等。神经系统分为中枢神经系统和周围神经系统两大类。周围神经系统又分为躯体和自主神经系统两类,前者分布全身,负责向中枢系统传导讯号,接受来自中枢的指令指挥肌肉骨骼系统的运动;后者则分布于内脏和肠道,执行心脏搏动,肺的呼吸和肠胃蠕动等功能。因为不受人主观意识的控制,所以称自主或植物神经系统。中枢神经系统由神经元和神经胶质构成,分为脑和脊髓两部分。其功能更为重要,是核心中的核心,是人体的总司令部。假如没有中枢神经系统,人就不可能完成任何生理活动。虽然自主神经还能维持心跳呼吸,但除此之外,人就丧失了基本的生命体征,成了所谓的植物人,说难听点就是一具僵尸。
既然中枢神经系统如此重要,当然需要“重兵保护”,以免受到伤害。首先,外围有血脑屏障和血脊髓屏障,挡着来犯的病原物。此外,脑位于颅腔内,由坚硬的颅骨保护;脊髓位于脊椎管内,呈管束状,长40多厘米,有31对脊神经延伸到全身各处。脊髓除了有强大的脊椎骨保护,还有三层保护膜(硬脊膜,蛛网膜和软基膜),其中硬脊膜非常坚韧。所以在通常情况下脊髓不会受伤。但是一旦受伤或被感染就很麻烦,比脊髓灰质炎,即小儿麻痹症,就是病毒侵犯了脊髓,造成患者的终生残废,比如前美国总统罗斯福。
尤儿:有个大科学家霍金得的也是这种病吧?
老方:不对,霍金患的不是脊髓灰质炎,而脊髓侧索硬化症。即脊髓前角的运动神经元退化,造成肌肉萎缩,这是一种遗传性的脊髓病。但不影响智力,所以霍金还能成为当代最伟大的理论物理学家。
云彩:哦,对了,兰儿,你的浙江老乡桑兰就是在跳马时,摔断了颈椎,高位截瘫。但听说她结了婚,最近还生了孩子。高位截瘫还能生孩子吗?
老方:云彩,我刚才说了,脊髓属中枢神经系统,之外还有个周围神经系统。脊髓受伤影响了中枢神经,但周围神经还有功能。包括心肺子宫卵巢的内脏神经都属于自主神经系统,依然具有功能,可以怀孕生子。当然其过程不如正常人,例子也很少,桑兰的孕期就经历过较大的磨难。桑兰出事故后在美国和中国都接受了良好的治疗,虽不能康复,状态还是不错的。刚才尤儿所说的霍金也与桑兰相似,且有过之无不及。霍金不仅结了婚,而且结了三次;不仅养育了子女,而且养育了三个!霍金的爱好甚多,除了爱与人打赌,还爱看脱衣舞,你说说这个牛人牛不牛?
美国明星“超人”里夫骑马摔断颈椎瘫痪是尽人皆知的。邓小平的儿子邓朴方文革时受迫害,跳楼摔伤了脊椎脊髓,所以终身坐轮椅。他与一位骨科的女医生结了婚,但无子女。还有个因车祸导致截瘫的名人吴淑珍,就是陈水扁的老婆。现在躺在轮椅上,陪同阿扁在监狱里服刑。另一位残疾名人张海迪,因患脊髓血管瘤而高位瘫痪,她与一位北京知青结了婚,但无子女。看来桑兰就是中国高位截瘫后还能生孩子的第一例。
云彩:我听说这个张海迪很不地道,其实她不是高位截瘫,而是做了个骗局欺骗世人。她后来当了大官,而且成了大款。
兰儿:啊,有这种事?那就不说她了。老方,那桑兰能否接受细胞移植而康复呢?
老方:估计很难,因为脊髓损伤修复的最佳时间是损伤发生后的两个星期,桑兰受伤已经近17年了,早形成了新生组织很难穿透的疤痕。要是当年有今天的细胞移植技术,结果可能就大不一样。
尤儿:听说桑兰一直在打跨国官司,索赔20亿美元!这20亿真是个吉利的数字,邓文迪离婚弄到20亿美元,李春平结婚也弄到20亿美元。不知桑兰的官司打赢了没有?20亿美元有没有到手?
云彩:没打赢,撤诉了,一个钢崩儿也没得到,还惹得满城风雨的。不过是个意外事故,怨不得别人的。
兰儿:哦,桑兰是个可怜的苦命孩子,就别对她说三道四了。这体操可是个危险的运动,听说当年莫慧兰的孪生妹妹莫慧芳比莫慧兰厉害多了,可惜也是在训练中受了伤,退出了国家队。还有个叫李承福的美籍韩裔男孩也是个体操天才,可惜也摔断了脊椎,终生坐了轮椅。东方和马丫让才三岁半的艾米去学体操,我真是很担心啊!
云彩:担心啥,不就是在垫子上打滚翻跟斗吗?艾米上的那个莱斯曼体操俱乐部很有名,罗马尼亚的金牌教练Brestyan带出了2012年奥运冠军莱斯曼(Aly Raisman)。艾米能跟莱斯曼练体操,没准咱家也能出个世界冠军呢!
兰儿:冠不冠军我一点都不稀罕,只要孩子健健康康就好。
尤儿:别说桑兰了,老方,你能说说细胞移植的详细情况吗?
老方:虽然脊髓不易受伤,但美国每年还是有10万新的病人,总数约50万。大多来自车祸,摔伤,运动伤害或暴力。比如这个报导中的波兰病患者就是被利刃砍伤的,其中的故事不在咱们讨论范围,就省略了。此人刀伤很深,透过脊椎骨把脊髓切断,创口达8毫米宽,造成高位截瘫。经过各种常规手术药物治疗,疗效甚微,才进行了细胞移植手术。
细胞的再生一般是通过细胞分裂完成的,幼年动物和人的神经可以分裂增殖。而成年人的神经细胞因为高度分化,已丧失了分裂机能,所以通常认为神经元是不可再生的。但任何事物都不可绝对化,1992年人们发现成年实验鼠的神经元可以由神经干细胞分化而再生。稍后,科学家发现,成年人的神经细胞也有再生功能。首先,周围神经系统中的躯体神经即能再生,特别是神经末梢。比如断手再植后的手掌指尖都有感觉,说明这些神经被修复后恢复了功能。
人们发现,在周围神经修复过程中,许旺氏细胞(Schwann cell,简称SC),作用巨大。SC是一种周围神经的胶质细胞,为轴突提供支持,并且形成髓鞘。其功能极其活跃,可分泌多种活性物质(如神经营养因子、细胞外基质及粘附因子等),其分泌的物质对维持神经纤维的存活、生长及再生具有重要意义。但是在中枢神经的再生过程中,SC的作用甚为有限,功能远不如嗅鞘细胞。
嗅鞘细胞(Olfactory Ensheathing Cells,即OECs),又称嗅成鞘神经,存在于鼻粘膜和大脑下方的嗅球区,是在功能上介于许旺细胞和少突胶质细胞之间的一种特殊的胶质细胞,具有神经营养、抑制胶质增生、瘢痕形成、成鞘作用等。为轴突生长提供了适宜的微环境及较强的迁移的特性,使其成为促进中枢神经再生的理想候选细胞之一。人们发现,人的表皮层大多具有再生功能,鼻粘膜的再生功能也很强。虽然鼻粘膜暴露于外界,不断接受各种刺激和伤害,但几乎从未有过丧失嗅觉的病人,提示其中可能有种修复或再生机制。大量的研究发现,人类大脑的神经细胞基本上不可再生,但是有两区域例外:即大脑的侧室下层的SVZ区和海马齿状回区。而主管嗅觉的嗅球体就在这个区域内,由两万多个嗅神经组成。在鼻粘膜区有嗅鞘细胞,但数量很少,远不如嗅球区丰富。而正是这些嗅鞘细胞促成了嗅神经和其他神经细胞的再生。
云彩:你说了半天,到底那个波兰病人是怎么治疗的呀?
老方:对,是这样的。波兰和英国的医生协作,先做了开颅手术,取出嗅球区的嗅鞘细胞,进行体外培养。两星期后,医生们把培养的嗅鞘细胞移植到病人被刀刺穿的伤口里。术后3 个月左右,患者腿部的肌肉开始增生,核磁共振扫描显示,断裂的脊髓已逐渐愈合。六个月后即可借助双拐行走,现在已不用双拐,扶着一个活动的架子就能自己行走了。他现的肠道,膀胱,甚至性功能都有了明显改善。
这个病例的特殊点在于移植的嗅鞘细胞来病人自身,避免了因异体移植而出现的排斥反应,是手术成功的关键。进一步的研究和实践将可能攻克中枢神经损伤的修复和再生这一顽固堡垒,给无数的病患带来福音。