脊髓損傷

脊神經(jīng)組成與分支神經(jīng)是由神經(jīng)纖維構(gòu)成的，神經(jīng)纖維是由神經(jīng)元的軸突和包繞在其外面的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的一部分組成的。屬于膠質(zhì)細(xì)胞的施萬細(xì)胞的突起包繞神經(jīng)元軸突形成具有同心圓板層結(jié)構(gòu)的髓鞘，髓鞘有一定絕緣、支撐作用，保證軸突高速傳導(dǎo)電信號，根據(jù)神經(jīng)纖維是否具有髓鞘可分為有髓纖維和無髓纖維。脊神經(jīng)是指與脊髓相連的外周神經(jīng)，共有31對，出椎間孔后分為前支、后支、脊膜支（竇椎神經(jīng)）和交通支，含有軀體感覺、軀體運動和自主神經(jīng)纖維。神經(jīng)的結(jié)締組織神經(jīng)纖維除了有施萬細(xì)胞構(gòu)成的神經(jīng)膜和髓鞘外，還有結(jié)締組織包繞形成神經(jīng)內(nèi)膜，其內(nèi)含有纖維樣基質(zhì)和成纖維細(xì)胞。許多條神經(jīng)纖維集合成束，其外由較為細(xì)密的一層結(jié)締組織包繞，稱為神經(jīng)束膜，神經(jīng)束膜一般含有15-20層細(xì)胞，是代謝活躍的彌散屏障。粗細(xì)不等的神經(jīng)束集中構(gòu)成神經(jīng)，其外包繞一層疏松結(jié)締組織構(gòu)成的神經(jīng)外膜，神經(jīng)外膜中有膠原纖維、成纖維細(xì)胞、脂肪、淋巴管、血管、神經(jīng)（即為神經(jīng)的神經(jīng)）。神經(jīng)的神經(jīng)在周圍神經(jīng)的結(jié)締組織（神經(jīng)外膜）中有神經(jīng)組織的存在。這些神經(jīng)的神經(jīng)也稱為神經(jīng)鞘神經(jīng)。神經(jīng)的神經(jīng)功能有保證神經(jīng)內(nèi)在的敏感性，即可以調(diào)控外來的機(jī)械刺激（如神經(jīng)卡壓）和自身的代謝營養(yǎng)。脊神經(jīng)根脊神經(jīng)根是指外周神經(jīng)連接脊髓的部分，有些神經(jīng)根形成神經(jīng)叢（頸叢、臂叢等）發(fā)出周圍神經(jīng)，可形成單一神經(jīng)根支配多個外周神經(jīng)，如正中神經(jīng)從C6～T1神經(jīng)根發(fā)出，因此，若單個神經(jīng)根受壓可能導(dǎo)致多個周圍神經(jīng)感覺和運動障礙。神經(jīng)根包括腹側(cè)束和背側(cè)束，從相鄰椎體間孔發(fā)出而形成脊神經(jīng)。人體有31對脊神經(jīng)，頸神經(jīng)（C）8對，胸神經(jīng)（T）12對，腰神經(jīng)（L）5對，骶神經(jīng)（S）5對，尾神經(jīng)（Co）1對。神經(jīng)節(jié)段性脊神經(jīng)的分布節(jié)段性較為明顯，每個脊神經(jīng)根支配相對固定的皮膚感覺（皮節(jié)），肌肉運動（肌節(jié)），深層軟組織（骨節(jié)）。肌節(jié)同一個（腹側(cè)）神經(jīng)根支配的一組肌肉稱為肌節(jié)。刺激（常見脊柱關(guān)節(jié)突關(guān)節(jié)損傷）運動（腹側(cè)）神經(jīng)根會誘發(fā)肌節(jié)痛，癥狀為特定肌肉的深層劇痛，還有可能發(fā)生該神經(jīng)根支配區(qū)域的肌力減弱。骨節(jié)骨節(jié)是指同一脊神經(jīng)根支配的深層組織（骨膜、筋膜、韌帶、關(guān)節(jié)囊）。牽涉痛源自深層軀體組織的疼痛通常以“骨節(jié)”的特定模式延續(xù)至其他區(qū)域，牽涉的程度取決于對組織的刺激強(qiáng)度。當(dāng)某個骨節(jié)的某一組織受到刺激時，該骨節(jié)支配的其他部位甚至所有組織也會感到疼痛。皮節(jié)背根神經(jīng)節(jié)是感覺神經(jīng)細(xì)胞聚集的部位，通常位于椎間孔和椎間盤附近，其對受力十分敏感，因此可以通過反射活動造成肌肉的持續(xù)收縮。同時背根神經(jīng)節(jié)為疼痛的主要來源，這種疼痛稱為神經(jīng)根性疼痛。C1～C4的定位診斷非常困難，但要注意C4神經(jīng)根是膈肌的主要支配神經(jīng)（膈神經(jīng)）。C5神經(jīng)平面C5神經(jīng)根支配三角肌和肱二頭肌，肌肉檢查最為方便。三角肌幾乎全部由C5神經(jīng)根支配，肱二頭肌則為C5和C6神經(jīng)根共同支配，因此，肱二頭肌肌肉檢查可能會因為C5和C6神經(jīng)根的疊加效應(yīng)而顯得較為模糊。C6神經(jīng)平面腕伸肌群與肱二頭肌均非單獨由C6神經(jīng)支配，腕伸肌群由部分C6和部分C7神經(jīng)根支配；圖糾正：圖中感覺C6和C8調(diào)換位置，下文同樣C7神經(jīng)平面肱三頭肌、腕屈肌和指伸肌主要由C7支配，但部分亦可由C8支配。C8神經(jīng)平面C8支配指屈肌指淺屈肌正中神經(jīng)、C8指深屈肌正中神經(jīng)和尺神經(jīng)、C8蚓狀肌正中神經(jīng)和尺神經(jīng)、C8（T1）T1神經(jīng)平面T1與C8神經(jīng)平面的運動和感覺相似，兩者均無特征性反射測試。T2～S4神經(jīng)平面肋間肌是分段受神經(jīng)支配的，很難被單獨評估的。腹直肌由T5～T12神經(jīng)的前支分段支配，臍是T10和T11神經(jīng)支配的分割點。T12～L3神經(jīng)平面沒有針對每條神經(jīng)根的特殊檢查，下肢的肌肉檢查通常包括髂腰?。═12、L1、L2、L3）、股四頭?。↙2、L3、L4）、和內(nèi)收肌群（L2、L3、L4）。L4神經(jīng)平面脛骨前肌主要由L4（腓深神經(jīng)）神經(jīng)支配，同時也接受L5神經(jīng)的支配。L5神經(jīng)平面L5神經(jīng)支配：??長伸肌趾長伸肌和趾短伸肌臀中肌S1神經(jīng)平面S1神經(jīng)支配：腓骨長短肌腓腸肌-比目魚肌臀大肌S2～S4神經(jīng)平面S2、S3神經(jīng)支配足內(nèi)在肌，盡管缺乏有效單獨檢查這些肌肉的方法，患者出現(xiàn)足趾蜷曲時應(yīng)考慮足內(nèi)在肌失神經(jīng)支配的可能。膀胱亦由S2～S4支配，因此影響足的神經(jīng)疾病可同時影響膀胱功能。神經(jīng)節(jié)段性的臨床應(yīng)用牽涉痛分為內(nèi)臟牽涉痛和軀體牽涉痛；其機(jī)制之一是脊髓的節(jié)段性。（1）內(nèi)臟牽涉痛內(nèi)臟牽涉痛是指某些內(nèi)臟器官病變時，在體表一定區(qū)域產(chǎn)生感覺過敏或疼痛感覺的現(xiàn)象，稱為牽涉痛。它是疼痛的一種類型，表現(xiàn)為患者感到身體體表某處有明顯痛感，而該處并無實際損傷。如心臟病變可造成胸前區(qū)和左側(cè)上肢內(nèi)側(cè)的疼痛。內(nèi)臟牽涉痛是由于有病變的內(nèi)臟神經(jīng)纖維與體表某處的神經(jīng)纖維會合于同一脊髓段，來自內(nèi)臟的傳入神經(jīng)纖維除經(jīng)脊髓上達(dá)大腦皮質(zhì)，反應(yīng)內(nèi)臟疼痛外，還會影響同一脊髓段的體表神經(jīng)纖維，傳導(dǎo)和擴(kuò)散到相應(yīng)的體表部位，而引起疼痛。舉例闌尾炎：早期疼痛常發(fā)生在上腹部或臍周圍；心肌缺血或梗死：常感到心前區(qū)、左肩、左臂尺側(cè)或左頸部體表發(fā)生疼痛；膽囊疾患：常在右肩體表發(fā)生疼痛等；胃潰瘍和胰腺炎：出現(xiàn)左上腹和肩胛間疼痛；腎結(jié)石：可引起腹股溝區(qū)疼痛等。（2）軀體牽涉痛軀體牽涉疼痛是由刺激支配椎體及其附件的傳入纖維的神經(jīng)末梢引起的，而牽涉部位的傳入纖維不受病灶刺激。傷害性刺激除了引起疼痛外，還會導(dǎo)致牽涉痛，可延伸至軀體遠(yuǎn)處。公認(rèn)的牽涉痛機(jī)制的是“匯聚理論”或“易化理論”，即病變區(qū)域神經(jīng)纖維與所感知疼痛部位的神經(jīng)纖維匯聚于同一脊髓節(jié)段。在大部分病例，平片、CT或MRI不能明確軀體性牽涉痛的病因。如果病人為軀體性牽涉痛，而影像學(xué)發(fā)現(xiàn)的退行性改變，如椎間盤膨出、可能的神經(jīng)根受壓對診斷并不重要，但如果將軀體性牽涉痛誤診為根性痛，則可能導(dǎo)致不必要的手術(shù)。軀體牽涉痛不涉及神經(jīng)根，而是因為軟組織損傷刺激到神經(jīng)末梢，然后牽涉到其他部位，因此，軀體性牽涉痛不涉及神經(jīng)損傷，因此不應(yīng)該出現(xiàn)神經(jīng)癥狀或體征，更不會出現(xiàn)痛覺過敏或異常性疼痛；主要癥狀為為鈍痛、隱痛，疼痛廣泛，難以定位具體位置。傷害性刺激頸椎小關(guān)節(jié)所誘發(fā)的軀體性牽涉痛如下圖（3）神經(jīng)根性痛和神經(jīng)根病神經(jīng)根性痛是由神經(jīng)根或背根節(jié)的異位放電所引發(fā)的疼痛。頸間盤突出、腰椎間盤突出可刺激激惹到神經(jīng)根。根性痛不是由于傷害性刺激引起，而是由于受影響的神經(jīng)根異位放電導(dǎo)致。這種疼痛一般為銳痛、放電樣疼痛。神經(jīng)根病是指脊神經(jīng)或其分支軸突傳導(dǎo)阻滯而導(dǎo)致的一種異常神經(jīng)功能狀態(tài)。當(dāng)感覺神經(jīng)纖維被阻滯，麻木或感覺異常產(chǎn)生；當(dāng)運動神經(jīng)纖維被阻滯，無力出現(xiàn)。與此同時，感覺或運動神經(jīng)纖維被阻滯，會引起反射減退或消失。麻木是按照皮節(jié)分布，而無力是按照肌節(jié)分布。

常用的「脊髓損傷動物模型」構(gòu)建方法總結(jié)常用的「脊髓損傷動物模型」構(gòu)建方法總結(jié)脊髓損傷（spinalcordinjury，SCI）是指由于外界直接或間接因素導(dǎo)致脊髓損傷，在損害的相應(yīng)節(jié)段出現(xiàn)各種運動、感覺和括約肌功能障礙，肌張力異常及病理反射等的相應(yīng)改變。脊髓損傷是一種致殘致死率較高的中樞神經(jīng)系統(tǒng)性損傷，能夠?qū)е虏煌潭鹊闹w癱瘓、感覺或自主功能喪失等一系列的并發(fā)癥，給患者帶來巨大痛苦的同時也給家庭、社會帶來沉重的負(fù)擔(dān)。關(guān)于脊髓損傷的治療，目前尚缺乏明確有效的手段。原因是，脊髓損傷后的病理生理變化機(jī)制十分復(fù)雜，目前尚未能對其進(jìn)行全面、深入的了解及認(rèn)識。建立理想的動物模型是開展脊髓損傷相關(guān)研究的首要問題。在過去的幾十年里，脊髓損傷模型研究發(fā)展迅速。但鑒于人類脊髓損傷的復(fù)雜性，目前尚沒有一種模型可以完全模擬人類脊髓損傷。本文將帶大家一起了解目前實驗研究中常用的一些脊髓損傷動物模型。實驗動物的選擇目前用于脊髓損傷模型的動物種類包括大小鼠，非靈長類動物，兔，犬等。其中大鼠脊髓損傷模型應(yīng)用最普遍（大鼠價格相對低廉，容易獲取、喂養(yǎng)和護(hù)理，而且解剖操作方便、對疾病抵抗力強(qiáng)，在電生理和脊髓形態(tài)上與人類脊髓相似），應(yīng)用較多的是Sprague-Dawley大鼠和Wistar大鼠。但大鼠的椎管周徑小、脊髓較細(xì)，建模的手術(shù)難度較大，尤其是在缺少專用器械的情況下，易誤傷脊髓，影響實驗的準(zhǔn)確性。小鼠與人類有著較高的基因同源性，加之損傷后的行為學(xué)評估方法較為成熟，尤其是小鼠具有獨特的轉(zhuǎn)基因優(yōu)勢，使其更適用于基因干預(yù)的實驗研究。但小鼠體形小，脊髓較大鼠更細(xì)，不利于實驗操作（壓迫過程中不能控制壓迫程度，且無法重復(fù)實驗結(jié)果）。靈長類動物的脊髓組織比嚙齒類動物更接近人類脊髓，其更適合于脊髓損傷的研究，但因較為稀少、成本較高且涉及倫理問題等原因，未能被普遍使用。兔的神經(jīng)系統(tǒng)較發(fā)達(dá)，價格相對便宜，容易獲得，且耐受損傷能力強(qiáng)，是目前應(yīng)用較多的慢性脊髓損傷（chronicspinalcordinjury，CSCI）模型動物。另外，豬或犬等大型動物也被選入作為實驗動物建立實驗性SCI模型，便于對實驗進(jìn)一步驗證。常見的脊髓損傷模型目前，國內(nèi)外已經(jīng)建立了脊髓打擊損傷型、壓迫損傷型、橫斷損傷型、缺血損傷型、牽張損傷型和光化學(xué)損傷型等多種脊髓損傷動物模型。一、脊髓打擊損傷脊髓打擊損傷型脊髓損傷是短暫的、急性脊髓損傷，損傷外力與脊髓接觸時間較短。重物墜擊法：即使用一定質(zhì)量的物體從一定高度自由降落，撞擊脊髓。早在1911年，Allen等就采用重物墜落法（Weightdropping，WD）撞擊脊髓背側(cè)，制作了經(jīng)典的脊髓損傷動物模型。其操作方法為：背部正中切開，切除椎板，露出脊髓硬膜。將一定重量的重物沿一個有刻度的套管垂直落下，打擊于脊髓上，致脊髓損傷。脊髓損傷程度可通過控制重物質(zhì)量和墜落高度來調(diào)節(jié)，因此，該方法能復(fù)制出不同程度的脊髓損傷模型。該方法應(yīng)用廣泛，效果顯著，被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)的實驗性脊髓挫傷損傷模型。但當(dāng)重物下落撞擊脊髓后，重物不能立即移開而繼續(xù)壓迫脊髓導(dǎo)致二次損傷，同時脊髓會偏轉(zhuǎn)或移動而造成損傷區(qū)域與損傷程度可能會有所不同，最終同樣的勢能造成的損傷程度往往相差較大。許多學(xué)者為了克服這些缺點而對經(jīng)典的WD法進(jìn)行改良，使其儀器化、計算機(jī)化、智能化，從而對損傷程度進(jìn)行既能定性又能定量的控制。（DOI:10.1002/jnr.25120）二、壓迫損傷型目前國內(nèi)外較為成熟的動物模型有動脈鉗夾傷型、球囊壓迫損傷型、絲線環(huán)扎/解壓損傷型、可膨脹材料壓迫損傷型等。（1）鉗夾傷：通過鉗夾脊髓制作脊髓鉗夾傷可根據(jù)動物模型的不同而改變鉗夾的力度，不同的鉗夾力和鉗夾時間導(dǎo)致不同的脊髓損傷程度。中洪博元新模型：大鼠脊髓鉗夾傷模型造模動物：健康SPF級SD大鼠（雌性，8周齡左右，體重190-240g）造模方法：脊髓T10節(jié)段鉗夾損傷造?！雎樽?，背部剃毛備皮，消毒。■確定T10體表標(biāo)志點。取T10-T11段脊椎，沿脊椎中線切開皮膚和肌肉，角針穿3-0縫合線，鉤兩側(cè)肌肉暴露脊椎，咬骨鉗剪除一段脊椎背側(cè)椎板，然后使用顯微直鑷夾持脊髓T10段，持續(xù)5s，停止鉗夾，止血。然后縫合肌肉和皮膚切口，動物單籠飼養(yǎng)直至傷口恢復(fù)?！鲂g(shù)后護(hù)理：大鼠術(shù)后恢復(fù)過程中，每天進(jìn)行2次輔助排尿，直到大鼠排尿反射能力恢復(fù)。術(shù)后3天給抗生素，防止尿路感染。模型驗證數(shù)據(jù)展示：■BBB評分■HE染色結(jié)果有研究者通過動脈夾內(nèi)側(cè)壁置入厚度分別為1.4mm、1.6mm、1.8mm的墊片，確保動脈瘤夾釋放后仍可保留所夾脊髓橫徑的一半，該方法不但保持了硬脊膜的完整，而且與臨床上因骨折移位、椎間盤突出等對脊髓造成的擠壓傷非常類似。（2）球囊壓迫損傷：應(yīng)用經(jīng)皮穿刺技術(shù)向硬膜外置入可擴(kuò)張球囊導(dǎo)管建立急性脊髓壓迫性損傷。這種模型中脊髓損傷的程度主要取決于球囊提供的壓力大小和脊髓受壓時間的長短。球囊壓迫法可調(diào)控性較強(qiáng)，簡單易行，被廣泛應(yīng)用于脊髓損傷的實驗研究中。但由于氣體或液體在椎管內(nèi)移動，造成脊髓不同部位、不同程度的損傷。另外，由于氣囊膨脹時囊內(nèi)壓力并非呈線性增加，且反復(fù)充氣對脊髓的反復(fù)刺激容易造成急性及亞急性損傷，難以完全模擬CSCI的病理進(jìn)程。（3）絲線環(huán)扎損傷該技術(shù)的優(yōu)勢在于，它是一種相對無創(chuàng)的方法，不需要椎板切除術(shù)或引起出血，存活率高（100%）。該方法提供對脊髓兩側(cè)的壓迫，而不僅僅是在背腹側(cè)或外側(cè)方向，并能夠產(chǎn)生分級的損傷模式。然而，損傷在精確部位和延伸處的一致性可重復(fù)性仍有待證實。（DOI:10.1038/sc.2014.91）（4）可膨脹材料壓迫損傷1989年，ARBIT等首次將一種遇水可膨脹材料（甲基纖維素-聚丙烯腈）植入動物硬脊膜外，制成CSCI模型。此后，這種造模方式在脊髓損傷的實驗研究中多有應(yīng)用?？膳蛎洸牧蠅浩饶Ｐ偷膬?yōu)點是：①手術(shù)操作簡單，一次手術(shù)就可完成造模操作；②感染率較低，動物成活率較高，樣本量丟失較少；③材料膨脹時可形成對脊髓的均勻壓迫，較為符合CSCI的病理特征。不同材料植入物遇水膨脹的速度以及持續(xù)時間差別較大，而且難以人為控制，因此這種造模方法也容易形成急性或亞急性脊髓損傷，影響實驗效果。壓迫損傷型模型與脊髓打擊損傷型模型相比，區(qū)別在于脊髓存在長時間的擠壓。在臨床中，椎體骨折脫位、爆裂骨折等對脊髓的損傷往往是持續(xù)性壓迫所致，即慢性脊髓損傷（CSCI）。三、橫斷損傷型采用椎板切除術(shù)，以虹膜刀、眼科剪等銳器將脊髓選擇性進(jìn)行全橫斷、半橫斷、部分切斷或造成塊狀缺損來構(gòu)建該類模型。與脊髓挫傷、壓迫模型不同，脊髓橫斷損傷模型能夠盡可能排除損傷區(qū)域殘留的神經(jīng)纖維對實驗結(jié)果造成的影響，可以有效地觀察外源性因素對于脊髓損傷修復(fù)的調(diào)控作用。完全橫斷或部分橫斷脊髓損傷模型是脊髓損傷后的再生修復(fù)研究最常用的模型之一。該模型有利于評估軸突的再生能力和脊髓的功能恢復(fù)以及神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)營養(yǎng)因子等對這一過程的影響及作用。但是這種損傷的情況在臨床中十分罕見，并不能真正地反映脊髓損傷后的病理改變，與臨床相關(guān)性差，損傷硬脊膜，破壞了相對獨立的中樞環(huán)境，穩(wěn)定性差，死亡率較高。（DOI:10.1038/sc.2014.91）四、缺血損傷型該模型的方法主要有血管栓塞法、血管夾閉法、血流阻斷法、光化學(xué)法、電凝灼閉法等。該動物模型主要用于脊髓缺血再灌注損傷的研究，具有重復(fù)性好，鄰近組織損傷小，一致性強(qiáng)的優(yōu)點，但制備過程復(fù)雜，實驗要求高。五、牽拉損傷型牽拉損傷模型是通過牽拉脊髓來模擬脊髓損傷時脊髓所承受的張力。不同的牽拉可造成不同程度的損傷。該模型主要模擬脊柱外科手術(shù)醫(yī)源性的脊髓牽拉傷，能模擬臨床脊髓損傷的致傷原因及受傷機(jī)制，但是損傷程度不一致，操作復(fù)雜，重復(fù)性差。六、光化學(xué)損傷型光化學(xué)模型由Watson等發(fā)明，在過去20年里，這種模型被證明是脊髓損傷小鼠實驗?zāi)Ｐ椭凶羁煽亢蛷?fù)制性最高的，已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到研究小鼠神經(jīng)創(chuàng)傷中。光化學(xué)損傷主要是由于微血管阻塞所致，雖然該模型與人SCI時的高能損傷模型有很大不同，但它可用于研究創(chuàng)傷后繼發(fā)損傷，模擬創(chuàng)傷后的二級反應(yīng)。脊髓損傷模型的評價不同的脊髓損傷動物模型復(fù)制出不同類型的解剖結(jié)構(gòu)損傷以及相應(yīng)的行為學(xué)改變。（1）運動功能評分損傷后的運動功能評價既可直接衡量脊髓的再生、修復(fù)和神經(jīng)功能的重建，也是開展神經(jīng)保護(hù)藥物藥效學(xué)試驗不可或缺的環(huán)節(jié)。目前評分方法主要有以下3種：①Tarlov評分：1953年Tarlov等首次描述開放場地試驗，應(yīng)用于大鼠后肢功能評價，僅作為嚙齒類動物脊髓損傷程度的初步篩選。②BBB評分：該法分級較細(xì)致，將大鼠后肢運動分為22個等級，幾乎包括了SCI后大鼠后肢恢復(fù)過程中所有行為學(xué)變化，且與脊髓損傷的程度高度相符。該法是目前許多研究者較為推崇的一種方法。③聯(lián)合行為評分：包括7個項目：后肢運動、伸趾、回縮反射、斜板試驗、熱板試驗和游泳，該法彌補(bǔ)了單一運動功能評價的不足。（2）行為檢測法，如步態(tài)分析、網(wǎng)格爬行、平衡木實驗等。（3）電生理檢測，如運動誘發(fā)電位檢測(MEP)、體感誘發(fā)電位檢測。