全球首例！中国医生让四肢瘫痪者自主行走

 

 

 

困扰医学领域的“世纪难题”——脊髓损伤治疗，迎来重大突破。

 

吉林大学第二医院应用脊髓神经接口技术，帮助一名四肢完全截瘫患者实现自主行走。

 

 

撰文 | 凌骏

 

 

 

2024年12月，吉林省扶余市35岁的交警刘先生遭遇车祸，脊髓严重受损，脖子以下完全失去知觉。

 

若不是在吉林大学第二医院（下简称“吉大二院”）接受了最前沿的“脊髓神经接口”临床试验，他可能一辈子都将在床上度过。

 

10月初，吉大二院宣布，医院副院长、脊柱外科主任医师吴敏飞教授率队，全球首次利用脊髓接口精准神经调控，让四肢高位截瘫者恢复自主行走能力。

目前，刘先生已能在他人搀扶下自主行走

 

“术后仅一年不到，患者的恢复情况便远超我们的预期，目前还在持续好转，且表现出神经功能重塑的迹象。”吴敏飞告诉“医学界”。

 

据了解，由于神经纤维不可再生，脊髓损伤治疗一直是医学领域的“世纪难题”，四肢瘫痪的治疗难度，又远高于下肢截瘫。

 

因此，吉大二院团队此次的创新突破，有望开启脊髓损伤治疗的新篇章。

 

高位截瘫后的治疗奇迹

 

刘先生是在执行公务时不幸被车撞伤，被紧急送往吉大二院后检查发现，他的肺损伤严重，存在大量胸腔积液，同时颈三严重骨折错位，呼吸衰竭，生命垂危。

 

颈三骨折错位指的是第三颈椎（C3）发生了骨折且出现椎体位置异常，因涉及高位颈脊髓，是极其危重的医疗情况。“很多颈四以上损伤的患者，甚至都来不及送到医院，当场就去世了。”吴敏飞告诉“医学界”。

 

挽救生命是当务之急。刘先生入院后，吉大二院立即启动重伤救治绿色通道，由吴敏飞主刀完成神经减压内固定术。

 

值得一提的是，手术中，吴敏飞考虑到后续存在着脊髓神经接口植入的可能，同步在颈椎损伤段预留了一个“接口”。

 

手术非常成功，术后一个月，刘先生的恢复情况良好，生命体征保持稳定。但由于颈椎严重损伤致完全性截瘫，他的脖子以下彻底失去了运动能力和感觉，大小便失禁。

 

“和单纯的双下肢瘫痪者不同，他的状况，连轮椅都坐不了，只能终日躺在病床上。”吴敏飞说。

 

这是整个家庭无法接受的局面。刘先生只有35岁，孩子也年龄尚小，在充分沟通、确保知情同意后，2025年1月，吴敏飞率队为他进行了第二次手术，全球首次尝试在四肢瘫痪者体内，植入脊髓神经接口。

 

吴敏飞教授率队进行脊髓神经接口植入

 

脊髓神经接口，是一种旨在与脊髓神经系统建立直接通信通路的技术，通过植入微型电极施加电信号，激活和控制肢体的运动神经元，以期患者能重新实现瘫痪肢体自主活动的支配。

 

据吴敏飞介绍，在完成手术植入并启动电生理调控后6小时后，刘先生的手指随即实现了轻微自主运动。

 

同时，术后约6小时，“我们发现当关闭调控程序，即停止刺激后，他的手指和脚趾同样能自主地轻微收缩。这意味着电刺激可能也促进了受损神经元的再生修复。”

 

这是一个奇迹。“起初，我们怀疑这可能是由于停止电刺激后残电的影响。但随着康复推进，调控刺激的不断增强和优化，他的肢体活动愈发能受自主控制，几个简单的调控，就能发挥显著作用。”吴敏飞说。

 

不仅如此，改变还在持续发生。

 

术后3个月，吴敏飞团队进一步为刘先生定制了“外骨骼机器人”，帮助他实现了站立和行走。“对于截瘫患者，站立有助于恢复心肺循环功能。某种程度上，脊髓血液循环好了，也会刺激神经的再生修复能力。”

 

 

术后第5个月，刘先生能脱离“外骨骼机器人”，实现在助行器辅助下行走。到了今年9月初，他彻底摆脱了助行器，仅在旁人的搀扶下，迈出了受伤后自主行走的第一步。

 

“短时间内能恢复到如此程度，此次治疗的效果远超出我们的预期。”吴敏飞对“医学界”表示，按照目前的康复进展，未来，刘先生极有可能无需他人搀扶，即可实现自主行走。

 

全球首创

 

这不是学界第一次尝试通过植入式的脊髓电刺激来治疗脊髓受损的瘫痪者。

 

在该领域，全球的领军人物莫过于瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的Grégoire Courtine教授。过去20多年间，Grégoire Courtine团队多次通过脑机/脑脊接口等技术路线，让不少脊髓受损患者恢复了一定的行动功能，相关成果6次登上顶刊《自然》。

 

而此次吉大二院脊柱外科团队应用的创新“脊髓神经接口”技术，则是由吴敏飞在全球范围内率先提出的概念。

 

据吴敏飞介绍，相比于脑机/脑脊接口是依靠大脑信号的采集、解码和传递，脊髓神经接口能直接调控脊髓运动神经元，无需在大脑皮层植入电极，创伤更小，安全性更好。

 

“同时，由于脊髓神经元被大量神经纤维包裹，信号采集非常困难。而通过脊髓神经接口，我们只需输入既有程序，就能调控不同的神经核团，实现运动神经元的激活。”吴敏飞说。

 

 

更令业界振奋的是，此前，全球相关领域的治疗进展，多集中在下肢瘫痪的患者。而本次研究则首次通过神经调控技术，证实了高位截瘫患者上肢运动功能恢复的可行性，为该领域开辟了新的方向。

 

吴敏飞表示，不同于上肢瘫痪，在高位截瘫中，患者下肢的神经支配中心位于损伤平面以下，虽然与大脑失去了联系，但其本身的神经结构仍保持完整，运动功能的部分恢复相对容易实现。

 

同时，上肢，尤其是手指是人体最精细、最复杂的运动器官，依赖于大脑皮层发出极其精细的指令，这种精细控制一旦被脊髓损伤中断，重建起来极为困难。

 

“因此，经过我们的治疗，患者的手指实现运动，这证明从大脑到脊髓到手，整条通路已经通畅，展现出脊髓神经接口的巨大潜能，是重大的临床突破。”吴敏飞说。

如此突破并非一蹴而就，背后是团队持续多年的科研攻关与技术积淀。

 

相关数据显示，全球有约2000万人患有脊髓损伤，年新发病例数约为90万，且以外伤为主的脊髓受损发病率逐年升高。自2014年起，吴敏飞团队便启动相关研究，通过对多种技术路径的探索，在脊髓神经修复领域产出了一系列科研成果。

 

到了2023年，吴敏飞正式确定了“脊髓神经接口”的技术方向，通过产学研协作，接连在小鼠和灵长类动物中完成了验证。

 

而在推进至人体试验前，吴敏飞告诉“医学界”，由于人类是直立行走动物，动物实验难以还原全貌，团队还利用AI技术，建立了中国人的健康脊髓大模型，以此不断优化神经调控的技术细节。

 

“通过高位脊髓调控，实现上肢功能的恢复，这在过去是想都不敢想的事。”吴敏飞表示，最初，研究的招募计划同样是针对下肢瘫痪者，但由于情况危急，团队决定放手一搏，最终取得了令人惊喜的结果。

 

让更多瘫痪者回归正常生活

 

据了解，目前刘先生还在持续接受综合康复治疗，运动功能也仍在不断恢复之中。

 

吴敏飞对“医学界”表示，团队下一步面临的核心挑战，是如何进一步恢复患者手部的精细运动功能，帮助他实现独立吃饭、喝水等基本的生活能力。

 

“我们还在推进研发‘语音控制’等更为便捷的指令系统。”吴敏飞表示，当下，刺激刘先生运动的信号指令，主要依赖手动在外部设备上输入，“如果能实现通过语音等方式控制，患者将获得更大的‘自主权’。”

 

此外，“电刺激促进受损神经环路的自我修复，也是我们重点的研究方向。目前，刘先生的脊髓神经功能已表现出一定的重塑迹象，我们希望随着时间推移，他能逐步脱离机器，回归日常生活。”

 

 

更长远来看，脑机接口等技术的同步发展，也让脊髓神经接口充满了更为广阔的想象空间。

 

近年来，在脑机/脑脊接口领域，我国科学家团队已多次实现了临床应用端的突破性进展。而在政策端，关于脑机接口发展的支持政策也接连落地。

 

今年年初，北京市、上海市科委陆续发布“脑机接口行动方案”，强调到2027年，要产出一批重大原创性成果。上海市科委更是提出，2030年前，上海要实现脑机接口产品全面临床应用。

 

吴敏飞表示，由于在脑信号的提取、解码上仍存在一定的技术挑战，目前，通过“意识”发出脊髓神经元的运动信号指令，其速度和准确性，还比不上手动或语音控制。

 

“但未来，一旦脑机接口技术取得重大进展，植入脊髓神经接口的患者，也可以随时接入脑机接口系统，不依赖外部指令，仅靠患者大脑传递‘意识’，即可实现对身体的自主控制。”吴敏飞说。

 

据了解，目前，这项由研究者发起的临床研究（IIT）仍在进行临床招募，吴敏飞表示，在推进过程中，团队还将积累更多真实世界数据，迭代算法，不断升级脊髓神经接口系统，以期实现更好的性能控制。

 

“事实上，与备受关注的脑机接口相比，脊髓神经接口是一个高度前沿但相对小众的研究方向。我们的目标，是希望通过进一步推动产学研的深度协作，在未来5年内，为不同损伤类型的瘫痪患者，提供重新站立、改善生活质量的可能。”吴敏飞表示。

 

（封面图与本文无关，图源锐景）

 

 

来源：医学界

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