摘要
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脊髓损伤与终身成本增加和预期寿命缩短有关。
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当前治疗指南局限于效应量小的研究以及随机对照试验的有限可用性。
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恢复情况与美国脊髓损伤协会初始损伤量表等级的相关性最强,与C 和D 级相比,A和 B级在行走能力恢复方面的可能性较低。
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在 24小时内进行手术干预,尤其是颈椎手术,与一定程度的运动功能改善相关。
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使用平均动脉压目标和类固醇来维持灌注和减少继发性损伤需要进一步研究,以阐明更明确的循证结果。
在骨科领域存在一些病症,无论是创伤性的还是其他类型的,它们对健康和功能的损害程度与脊髓损伤(SCI)相类似。此类损伤会导致严重残疾,通常会影响更年轻、更易受创伤的人群。尽管许多患者在初始创伤后得以存活,但对于患有慢性脊髓损伤的患者,其预期寿命显著缩短,且随着神经损伤程度越高,预期寿命缩短越严重。因此,SCI患者一生中会产生相当大的费用,这些费用会随着严重程度和神经水平的提高而增加。
虽然损伤的程度和范围取决于最初的创伤,但在损伤后阶段通常有机会改善长期预后。这一机会来自手术管理、围手术期和损伤后管理。然而,与许多不常见或时间敏感的损伤一样,SCI的研究可能具有挑战性,围绕这些损伤管理的文献往往不足以得出强有力的结论。本文旨在综合现有文献,阐述当前的治疗策略及其必要性、有效性和适应证。
脊髓是中枢神经系统的一部分,广泛负责信息的产生和从中枢神经系统到外周的传递。它起始于脑干髓质的末端,通常在L1椎体水平结束,在那里逐渐变细为脊髓圆锥,终止于马尾。它由灰质和白质组成,灰质主要由细胞体组成,白质由轴突组成,轴突形成上升和下降的轨迹。脊髓中的灰质由腹角和背角组成,腹角包含运动神经元细胞体。
这些运动神经元通常是较低级的运动神经元,与来自大脑运动皮质的轴突相连接。背角含有负责接收来自外周传入感觉信息的细胞体。这些细胞体的轴突通过脊髓该水平的脊神经与外周进行通信,其中腹根携带运动信息,背根携带感觉信息。
白质由上行和下行纤维束组成,每个纤维束都携带其特定类型的信息。这些纤维束中与经典描述的不完全脊髓综合征临床表现最为相关的那些纤维束(图1)。每个纤维束在脊髓水平或在脑部交叉,这决定了损伤是否会导致同侧或对侧功能丧失。
图1脊髓的横断面解剖。
皮质脊髓侧束
皮质脊髓侧束将来自运动皮质初级运动神经元的下行信息传递至脊髓中的细胞体。其纤维排列方式为上肢纤维更靠近中心,下肢纤维更靠外周。该束损伤会导致同侧运动功能丧失。
背柱内侧丘系
背柱内侧丘系传递感觉信息,包括本体感觉、触觉和振动觉。此束损伤会导致同侧本体感觉和感觉丧失。
脊髓丘脑束
该上行束传递感觉信息,包括痛觉和温度觉。损伤会导致对侧上述感觉丧失,因为此束在起源水平交叉,所以右侧的痛觉/温度觉信号传至白质左侧,反之亦然。
脊髓损伤(SCI)具有两个截然不同的过程,即原发性损伤和继发性损伤。
原发性损伤是由引发创伤的机械力施加于脊髓,通常是周围的骨或椎间盘韧带软组织对脊髓进行压缩、牵拉或剪切。
这种原发性损伤损害神经元和少突胶质细胞,破坏微血管,引发持续的继发性下游效应级联反应,进一步加重初始损伤,称为继发性损伤。
继发性损伤具有急性、亚急性和慢性阶段,始于微血管和细胞损伤,导致血脊髓屏障破坏以及促炎细胞因子和凋亡因子释放,包括白细胞介素(IL)-1ɑ、IL-1b、IL-6和肿瘤坏死因子ɑ。小胶质细胞和炎症细胞浸润该区域,导致促炎介质进一步释放,增加脊髓水肿和肿胀。这形成一个循环,导致进一步压迫,扩大初始损伤区域。
在亚急性阶段,持续的炎症微环境导致细胞进一步坏死和凋亡,而促炎细胞和吞噬细胞清除碎片区域,但也通过产生自由基和形成氧化环境使微环境恶化。
在慢性阶段,大量细胞死亡和退变留下囊性空腔,这些空腔融合形成轴突再生的障碍。 在这些空腔周围形成一种称为胶质瘢痕的细胞外基质沉积,其也抑制轴突的再生。
进一步了解继发性损伤尤为重要。原发性损伤及其直接造成的后果是无法消除或改变的。然而,继发性损伤阶段却存在着将脊髓损伤程度降到最低以及改善损伤状况的机会。
脊髓损伤(SCI)通过美国脊髓损伤协会(ASIA)损伤量表(AIS)得到最为全面的特征描述。这是用于预测和衡量临床改善情况最常用的术语,也是衡量即将讨论的治疗措施疗效的依据。通过确定每个皮节和肌节的运动及感觉功能来确定“感觉”“运动”以及“神经”水平(见表一)。
美国脊髓损伤协会(AIS)分类等级已被证实与功能恢复(尤其是行走能力恢复)密切相关。AIS A级和B级患者极不可能恢复行走能力,在135名患有四肢瘫的A或B级患者中,没有一人恢复行走能力。大约30%的C级患者以及70%的D级患者在从急性康复期出院时能够恢复行走。功能恢复在损伤后的前3个月内进展最为迅速,大部分恢复会在6至9个月内完成。

脊髓综合征
除了依据美国脊髓损伤协会(AIS)分类法进行分类外,此前还描述过一些脊髓损伤的临床综合征,这类综合征在脊髓损伤中占少数,但对于进一步细化损伤情况可能很有帮助(见表二)。
虽然脊髓在原发性损伤期间所遭受的初始损害是不可逆的,但由此引发的继发性损伤的级联反应有可能是可逆的,而且往往会因持续的机械性压迫和不稳定状况而加重。早期进行手术减压及固定以解决这些重要的可调节因素、使用皮质类固醇以及严格控制血压,是防止脊髓进一步受损的一些主要手段。但这些措施本身并非毫无风险,尤其对于那些因并发创伤性损伤或合并症而往往已经处于重大风险之中的患者群体而言更是如此。因此,在考虑对脊髓损伤进行干预时,治疗的时机和持续时间等问题至关重要。
手术减压与固定
手术减压与固定是治疗受伤脊柱的重要手段。受伤脊髓受压会抑制神经及功能恢复,且与受压时间相关,早期减压可促恢复,但需权衡重伤或多发伤患者手术风险。
急性脊髓损伤手术时机研究是标志性试验,虽有局限性,如失访率27%、缺乏随机化等,但确立了时间依赖性手术减压和固定为标准治疗方案及24小时标准。其他研究显示早期减压有时间依赖性治疗效果,Dvorak研究表明24小时内手术可使特定患者运动评分提高,汇总分析显示运动、感觉评分及AIS 分级有改善,运动评分改善在24 – 36 小时下降,36小时后平稳,表明改变脊髓损伤进程窗口期约36小时。还有小型研究表明早期减压有微小神经功能益处,后续研究探究更早时间阈值益处,Burke证实在12 小时内手术AIS 分级改善更优,Nasi发现12 小时内手术改善更大,Jug确定4 – 9 小时是使AIS 分级改善2 级的最佳窗口期。
不过现有研究难以评价早期手术并发症及风险,对于多医疗团队评估的患者,早期干预可行性存疑。Battistuzo指出手术中位时间21小时,转诊及尽早进手术室可缩短减压时间,O’Leary证实手术室使用时间竞争影响减压。Parent调查发现尽早转诊至专业三级医疗中心可降低死亡率等,加拿大脊柱外科医生调查显示手术室可用性不足阻碍手术时间,且患者延误治疗因素包括先到基层医疗点等。
损伤节段影响预后,颈椎SCI患者预后优于胸椎损伤患者,提倡早期减压及固定时应考虑节段因素。资深作者对颈椎SCI尽快减压和固定,胸椎骨折伴神经功能缺损采用紧急减压方案,胸椎骨质增生性僵硬脊柱骨折通常经皮螺钉固定,中央脊髓综合征且ASIA D 级患者收治ICU治疗,脊髓圆锥及马尾综合征患者紧急减压和固定,遵循“时间就是脊柱(脊髓)”原则。
图2 一名36岁患者的中矢状面T2加权MRI,该患者患有单侧C5-6小关节脱位伴ASIA D不完全性脊髓损伤。图2-B C5-6中央管妥协的轴向T2加权图。图2-C显示单侧小关节脱位的计算机断层扫描。图2D。中矢状位CT视图。ASIA=美国脊髓损伤协会
图3 图3-A图2中患者在接受C5-7前路颈椎间盘切除和融合术,然后进行后路脊柱融合术和椎板切除术,并在受伤后8小时内进行减压后的术后侧位X线照片。图3-B术后中矢状位CT扫描显示减压。患者在早期减压后继续恢复了完全的神经功能。
颅骨颈椎牵引
鉴于创伤性脊髓损伤(SCI)后减压的重要性,在颈椎小关节脱位的情况下,常使用Gardner-Wells颅骨牵引钳进行颅骨颈椎牵引以实现闭合复位。通过恢复脊柱的序列,闭合复位可消除骨性压迫并重建正常的椎管结构。研究发现,在下颈椎小关节脱位后,这种方法的成功率约为80%。
闭合复位最常应用于清醒患者,在侧位透视下采用渐进增加牵引重量的轴向牵引方式来进行。关于复位前进行磁共振成像(MRI)检查以及对意识状态改变的患者尝试闭合复位,目前存在争议。争议源于在小关节脱位期间可能出现颈椎间盘突出,进而在复位过程中导致脊髓腹侧损伤。虽然这种情况很罕见,但已有几个小型系列研究描述了闭合复位后出现神经功能恶化的情况。在一项综述中,闭合复位后出现永久性神经功能缺损的风险约为1%,出现短暂性神经功能缺损的风险为2%至4%。在很多病例中,这些缺损与颈椎间盘腹侧突出无关,而是归咎于其他因素,如过度牵引或血流动力学不稳定。
虽然普遍共识是,对于能够接受神经系统检查的清醒患者进行闭合复位是安全的,但对于无法参与神经系统检查的患者,在未进行复位前磁共振成像(MRI)检查的情况下是否应尝试闭合复位存在争议。在他们的综述中,Gelb等人依据三级证据得出结论,这些患者在尝试闭合复位前应接受复位前MRI 检查。
皮质类固醇应用
皮质类固醇在急性脊髓损伤的治疗中应用历史悠久。皮质类固醇给药的基本原理涉及多种机制,其通过抑制炎症转录因子和细胞因子来发挥抗炎作用。以限制继发性损伤。最初,皮质类固醇的使用是通过动物试验构想并进行测试的,而其应用以及近期的弃用很大程度上是受一系列名为“全国急性脊髓损伤研究”(NASCIS)试验的随机对照试验所推动(见表三)。
有人对NASCIS数据与其他研究进行汇总分析,质疑皮质类固醇使用合理性。其他较少讨论的研究也对甲泼尼龙益处提出质疑。总之,支持急性脊髓损伤使用甲泼尼龙的证据质量低,仅NASCIS二期试验有一定支持,且临床效应量不大,需权衡风险。美国神经外科医师协会和AO脊柱协会认可的最新临床实践指南仅对损伤后8 小时内给予甲泼尼龙24 小时的用药方式给出了较弱的推荐意见。
促进脊髓灌注
如上文所述,脊髓水肿与鞘内压升高所引发的缺血在继发性损伤的病理生理学中占据重要地位。在创伤性脑损伤的治疗中,控制血压乃至诱导高血压起着公认的关键作用。尽管脊髓灌注的生理学机制可能与大脑有所不同,但将维持血压目标作为脊髓损伤(SCI)治疗的重要基石之一这一概念,在早期便有证据支持。
传统上,实现维持脊髓灌注通常是设定特定的平均动脉压(MAP)目标。常见的平均动脉压目标值为85mmHg或90mmHg,然而这些数值在一定程度上是参照创伤性脑损伤中维持脑灌注压为70mmHg所需的平均动脉压而较为随意确定的。
与脑灌注压类似,脊髓灌注压(SCPP)通过平均动脉压与鞘内压之差计算得出,而鞘内压通常经由在损伤远端的腰椎池内置管引流测量脑脊液压力(CSFP)获取。因此,可通过升高平均动脉压或进行脑脊液引流来提升脊髓灌注压。
对于脑脊液引流,Kwon等人将患者随机分为腰椎引流组和标准治疗组,发现该方法并未带来确切的神经功能改善,不过此研究仅纳入22名患者。Squair等人在一项纳入92名患者的大规模研究中,发现脊髓灌注压下降与较差的神经功能预后显著相关,但与平均动脉压或脑脊液压力的下降无特定关联,由此得出应同时关注平均动脉压和脑脊液压力以优化脊髓灌注压的结论。
鉴于有关脑脊液引流的文献资料较少,有必要开展进一步研究以探究其对脊髓损伤患者的潜在益处。Vale等人和Levi等人率先提出脊髓损伤早期管理方案,包括利用Swan-Ganz导管和动脉导管进行有创血流动力学监测,随后采用液体和正性肌力药物进行复苏,复苏目标为前文提及的平均动脉压目标值。作者称该方案风险极小,但因无对照组且未随机分组,无法确定其疗效。尽管如此,美国神经外科医师协会最新指南基于低质量(三级证据)建议,在损伤后7天内将平均动脉压目标值维持在85至90mmHg。
虽然在维持平均动脉压目标方面存在一定共识及 “治疗标准”,但 Kwon等人研究了在血流动力学常不稳定的患者中,能否将平均动脉压目标维持在80mmHg并持续5天。结果所有患者记录的平均动脉压均低于80mmHg,其中81%的患者低于70mmHg。他们发现美国脊髓损伤协会(AIS)A级患者中平均动脉压低于目标值的比例更高,这与更严重的脊髓损伤更易扰乱交感神经传出的观点相符。
Hawryluk等人在为数不多的比较平均动脉压目标的研究中发现,美国脊髓损伤协会(AIS)分级改善超过1级的患者平均动脉压更高。有趣的是,平均动脉压值低于阈值的比例差异在第一天时最大,随后几天逐渐缩小,表明最初几天对平均动脉压目标至关重要。
Weinberg等人在类似研究中发现,为达到平均动脉压目标而需更高升压药物剂量会降低神经功能恢复比率,这表明达到平均动脉压目标可能是预后性而非治疗性,或者说通过升压药物诱导的高血压可能并非专门促进脊髓微血管的血流灌注。
总之,支持平均动脉压目标的临床证据仅限于低质量的队列研究。目前建议在脊髓损伤后将平均动脉压目标维持在85至90mmHg。按照资深作者的方案,会在创伤急救室放置动脉导管并将平均动脉压维持在85mmHg以上。颈椎和胸椎脊髓损伤患者术后会收入重症监护病房达5天,以确保平均动脉压维持在85mmHg以上。在多发伤情况下,若无法尽快手术,患者会收入重症监护病房以维持平均动脉压在85mmHg以上,直至能进行手术。
尽管对未来研究领域进行全面详细的阐述超出了本综述的范畴,但这项工作主要涉及对诸如利鲁唑这类药物、神经调节技术、脊髓刺激、细胞移植以及神经营养因子的研究。目前的文献表明,大多数试验聚焦于这些领域,并且已经从基于药物的研究方向上转移开了。
利鲁唑是一种钠-谷氨酸拮抗剂,最初因其能减缓神经退行性变而获批用于治疗肌萎缩侧索硬化症(ALS)。一项关于利鲁唑用于脊髓损伤(SCI)患者的安全性及药代动力学的I期临床试验(临床试验注册平台标识符:NCT00876889)显示,未出现严重不良反应或死亡病例。在一项多中心的III期随机对照试验中,初始损伤12小时内,美国脊髓损伤协会(ASIA)评分处于A至C级的颈椎脊髓损伤患者被随机分配至利鲁唑组或安慰剂组(临床试验注册平台标识符:NCT01597518)。与安慰剂组相比,利鲁唑干预组的上肢运动评分平均增幅在统计学上并无显著增加。需要注意的是,这项研究在新冠疫情开始时被申办方提前终止,导致分析的统计效能不足。
直接脊髓刺激是针对不完全性和完全性脊髓损伤的另一种已研究的治疗方法。在一项正在进行的临床试验(临床试验注册平台标识符:NCT02936453)中,Rowald等人探讨了通过硬膜外电刺激进行活动依赖性神经调节,使3名完全性脊髓损伤患者的运动功能恢复得到改善的情况。
生物标志物也有可能被用作预测损伤严重程度及恢复情况的指标。Stukas等人描述称,在预后较差的患者的血清及脑脊液中,生物标志物神经丝轻链和胶质纤维酸性蛋白的水平在统计学上显著更高。在样本量更大的试验中开展进一步评估,或许能够找到对急性脊髓损伤患者进行分层的方法,从而可靠地预测其恢复预后。
脊髓损伤(SCI)会使人瘫痪,成本高昂,并且有很难通过治疗改变的自然病史。“时间就是脊梁”是急性治疗的指南。目前的管理旨在早期干预,减少快速发展的继发性损伤,保护神经组织,以最大限度地恢复功能。尽管已经明确了一些可进行干预的时机,但目前任何可用治疗手段的效果都比较有限,脊髓损伤仍然是一种令人恐惧且极具破坏性的创伤并发症。
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