《自然》:刷新认知!全球首个人体试验证实,闭环迷走神经刺激可显著改善脊髓损伤患者手部功能,挑战了脊髓损伤在慢性期恢复有限的观点
来源:奇点糕 2025-05-24 08:07
研究结果挑战了长期以来认为脊髓损伤在慢性期恢复有限的观点,凸显了组合治疗方法的治疗潜力。
慢性不完全性脊髓损伤(SCI)是指在经历初次损伤后的数月甚至数年内,脊髓保留部分感觉或运动功能的状态。尽管SCI患者保留了部分神经通路,但是在慢性阶段,神经网络的自发恢复能力显著减弱,功能改善缓慢且有限。颈段脊髓损伤显著影响患者上肢/手部功能,严重限制了患者日常生活能力和生活质量。
目前的SCI康复主要依赖于高强度、重复性的行为训练,促进保留神经可塑性。但是单一疗法对SCI患者的康复效果有限,多种干预措施相结合是更有前景的治疗策略。
闭环迷走神经刺激(CLV)是将个体化行为训练与实时、同步的迷走神经刺激(VNS)相结合的神经康复方法,通过增强突触可塑性,增加慢性不完全性颈脊髓损伤患者的力量、扩大患者活动范围并改善手部功能。
美国得克萨斯大学达拉斯分校的研究团队在《自然》杂志上发布了CLV治疗颈部SCI患者的首个临床试验结果。
研究团队基于CLV,开发了一个包括个性化训练平台和微型植入式VNS装置的康复系统,纳入19名颈部SCI患者,经过12周的治疗,患者手臂和手部力量以及日常生活活动得到显著改善,相较于基线提升1倍甚至更高。
研究为前瞻性、双盲、假对照、随机研究,纳入的19名受试者年龄差异较大(21-65岁,中位数为40岁),受伤时间为13-541个月(中位数为54个月),损伤严重程度分级(AIS)为B、C和D级。
CLV的核心是特定动作的康复训练与实时VNS紧密配对,每次疗程平均接受约341次刺激,整个治疗过程总共平均接受11793次刺激。考虑到受试者的功能障碍表现各异,研究团队为每位受试者定制了6-9项个性化练习和配套游戏,治疗师还会根据受试者表现调整任务难度,保证训练过程中受试者的任务难度、训练时长、重复次数和错误率等方面保持一致。同时,实时算法触发VNS,保证在不同康复阶段提供稳定的神经调节支持。
基线评估显示,受试者上肢功能的临床障碍(GRASSP评分)与拇指-食指捏合力、手腕可产生的最大扭矩显著相关,可以以手指和手腕的肌力水平评估SCI患者的上肢功能障碍。
随机对照试验阶段,19名受试者随机分为两组,在物理治疗期间接受主动VNS(n=10)或假刺激(n=9),18个疗程治疗后,结果虽未达到统计学显著性(p=0.3),但是主动VNS组的康复效果大于对照组,具有中等效应量。
每位受试者的治疗方案都包括等长捏合练习和旋钮练习。所有受试者继续接受18个疗程主动VNS,经过36个疗程治疗,18名受试者的捏力显著增加,平均增加936±247克,相较于基线提升了393±102%,具有显著统计学意义;13名受试者腕部扭矩显著提升,平均增加28.5±16.8 N·cm,提升152±87%;受试者力量、速度和运动范围大约翻了一倍。这些受益远超过预先设定的效果预期。
接下来,研究人员评估了手臂能力的提高是否转化为临床指标的改善。总的来说,治疗后受试者GRASSP评分显著提高,平均提高4.1±1.5分(p=0.01),超过了预期结果。受试者接受治疗次数越高,治疗受益越大,36个CLV疗程的改善约为18个疗程的2倍。这样的结果也对长期以来,受伤1年以上的创伤性SCI患者不能获得更多受益的观点提出了挑战。
不同损伤类型患者的响应存在差异。运动不完全性损伤(AIS C/D)的受试者恢复情况更好,13人中有7人GRASSP评分提升≥6分(定义为有临床意义的改善),运动完全性损伤(AIS B)受试者仅有1人达到有临床意义的改善。
患者的日常生活活动也因此得到改善。以Jebsen–Taylor手部功能测试评价患者日常生活中的手部功能能力,结果显示,受试者评分平均提高7.5±3.1,表明手部功能得到改善。
安全性方面,试验过程共计19例植入手术、760次就诊、370万次刺激脉冲和42患者年设备接触,未发生任何设备相关严重不良事件和意外不良事件。
这是在慢性不完全性颈椎脊髓损伤患者中的首次CLV人体试验数据,患者接受了大约12000次刺激,并结合数周的强化、个性化、以任务为中心的康复治疗,大多数患者的手臂和手部功能表现出显著改善,并且随着疗程延长,治疗效果增加。研究结果挑战了长期以来认为脊髓损伤在慢性期恢复有限的观点,凸显了组合治疗方法的治疗潜力。
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