圖為利用同步輻射光源所拍攝的老鼠大腦中的血管,。其中,，最粗的血管如繡花針大小，而可捕捉到的最細(xì)的血管其實(shí)際尺寸僅有頭發(fā)絲的十分之一,。 （資料照片）
隨著近年來(lái)醫(yī)學(xué)影像學(xué)、干細(xì)胞治療等技術(shù)的快速發(fā)展,，人類在征服腦中風(fēng)這一頑疾的艱難征途中又見(jiàn)到了曙光,。就在這一時(shí)刻，每?jī)赡昱e行一次的國(guó)際腦中風(fēng)研究頂級(jí)會(huì)議今天在上海召開(kāi),，近800位全世界腦中風(fēng)研究專家將進(jìn)行思維的碰撞,、想象的馳騁，這些探討將深刻地影響未來(lái)國(guó)際腦中風(fēng)研究的發(fā)展方向,。
今年4月美國(guó)剛剛宣布“腦科學(xué)研究計(jì)劃”,，以探索人類大腦工作機(jī)制,、繪制腦活動(dòng)全圖、針對(duì)目前無(wú)法治愈的大腦疾病開(kāi)發(fā)新療法,。這是一項(xiàng)被認(rèn)為可與人類基因組計(jì)劃相媲美的宏大科研計(jì)劃,，吹響了人類探索自身奧秘、解決健康難題的新號(hào)角,。Brain2013在上海的召開(kāi),，呼應(yīng)了這一發(fā)展趨勢(shì)，大會(huì)結(jié)合基礎(chǔ)與臨床研究,，為腦血管疾病的診斷和治療技術(shù)的突破,、普及腦中風(fēng)預(yù)防和治療的知識(shí)，提供了絕佳的舞臺(tái),。
腦中風(fēng),，也就是我們通常說(shuō)的腦梗或腦溢血,，學(xué)名“腦卒中”,，是一種突然發(fā)生的腦血管疾病，包括腦缺血和腦出血,。缺血性腦中風(fēng)后由于腦血管被阻塞,，腦部組織得不到血液供應(yīng)的氧氣和營(yíng)養(yǎng)從而受到不可逆的破壞，繼而嚴(yán)重影響人類的日常生活,。例如,，一個(gè)病人如果左側(cè)大腦半球缺血，其右側(cè)機(jī)體功能會(huì)受到影響,，嚴(yán)重時(shí)極有可能完全偏癱,，甚至死亡。
中國(guó)一直在遭受著腦中風(fēng)的“侵害”,，發(fā)病率高居不下,。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)每年發(fā)生腦中風(fēng)病人就有200萬(wàn),。我國(guó)現(xiàn)存中風(fēng)病人700萬(wàn),，其中450萬(wàn)病人不同程度喪失勞動(dòng)力和生活不能自理，致殘率高達(dá)75%,。
盡管研究工作者經(jīng)過(guò)了幾十年的長(zhǎng)期深入研究,，然而通過(guò)藥物治療讓病人康復(fù)的能力仍然有限，應(yīng)用rtPA溶栓治療是目前臨床上治療缺血性中風(fēng)的主要手段,，但是治療的窗口很小，即只有在發(fā)病時(shí)間4.5小時(shí)內(nèi)才可以進(jìn)行溶栓治療,。人類在與時(shí)間和生命的“賽跑”中,，往往處于劣勢(shì),，從而導(dǎo)致95%的中風(fēng)患者無(wú)法獲得及時(shí)有效治療。腦中風(fēng)已經(jīng)成為危害我國(guó)人民健康的第一大疾病,。能不能找到一把神奇的“鑰匙”,，讓中風(fēng)的腦細(xì)胞再獲新生、讓癱瘓的肢體恢復(fù)活力,？隨著交叉學(xué)科研究的不斷深入,，無(wú)論是臨床醫(yī)生還是從事基礎(chǔ)研究的科學(xué)家都將目光集中到了這把神奇“鑰匙”的探尋之路上。
楊國(guó)源教授,，上海交通大學(xué)“王寬誠(chéng)”講席教授,、Med-X研究院副院長(zhǎng)，一直致力于腦中風(fēng)的研究,、診斷和治療,。他曾在上海瑞金醫(yī)院、華山醫(yī)院擔(dān)任過(guò)神經(jīng)外科醫(yī)生,，后赴美國(guó)密西根大學(xué)醫(yī)學(xué)院,、加州大學(xué)舊金山分校醫(yī)學(xué)院，2008年回國(guó),，已從事腦中風(fēng)研究工作近30年,。
創(chuàng)建世界聞名的腦中風(fēng)“動(dòng)物模型”
想要治療腦中風(fēng)，就必須首先知道人為什么會(huì)得這種病,。在病理研究過(guò)程中,，人體不能作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，就必須開(kāi)發(fā)一個(gè)有效的動(dòng)物模型來(lái)模擬腦中風(fēng),。
楊國(guó)源教授通過(guò)對(duì)大腦特別是腦血管的疾病臨床治療和研究多年的經(jīng)驗(yàn)積累,，在國(guó)際上創(chuàng)建了著名的小鼠腦中風(fēng)模型。他將一根細(xì)細(xì)的特殊的“尼龍線”插入小鼠的頸動(dòng)脈內(nèi),，阻塞腦部的動(dòng)脈,，堵住局部血液供應(yīng)，從而在小鼠中造成與人腦中風(fēng)類似的癥狀,，比如偏癱,、肢體無(wú)力等。
這一腦中風(fēng)模型自開(kāi)發(fā)出來(lái),，為腦中風(fēng)的發(fā)病機(jī)制和治療手段的研究提供了合適的工具,，迅速在全世界廣泛應(yīng)用。每年有數(shù)千篇研究腦中風(fēng)的論文應(yīng)用該模型,，這極大地推動(dòng)了相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展,。自2009年，楊國(guó)源教授團(tuán)隊(duì)在上海交通大學(xué)Med-X研究院舉辦了數(shù)期腦中風(fēng)動(dòng)物模型學(xué)習(xí)班,，為國(guó)內(nèi)高校和科研機(jī)構(gòu)培養(yǎng)了一批腦血管疾病的研究人才,。
基因治療：引進(jìn)“外援”治療腦中風(fēng)
腦中風(fēng)危害如此之大,，病人能不能獲得有效地治療？楊國(guó)源教授率領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì),，率先嘗試了基因治療方法,，獲得了一系列的重要成果。
楊國(guó)源教授把基因治療稱為“一種引進(jìn)‘外援’的治療”,，它就是將關(guān)鍵基因通過(guò)各種“載體”注入到體內(nèi)靶器官,，通過(guò)增加或者減少關(guān)鍵基因來(lái)調(diào)節(jié)蛋白的水平，最終抑制疾病的發(fā)展達(dá)到治療的效果,。楊國(guó)源教授認(rèn)為,，在腦中風(fēng)治療過(guò)程中，增加血管的生成是一個(gè)重要環(huán)節(jié),。通過(guò)基因治療,，將促進(jìn)血管生成的基因“打入”腦內(nèi)，這些“外援”迅速在腦內(nèi)發(fā)揮作用,，增加缺血部位的血液供應(yīng),，在一定程度上改善中風(fēng)的癥狀，達(dá)到治療的效果,。這種方法,，也可以應(yīng)用到治療其他腦部疾病，如帕金森病和老年癡呆等疾病,。與此同時(shí),，楊國(guó)源教授團(tuán)隊(duì)把握國(guó)際上基因治療技術(shù)的進(jìn)展脈搏，在上海交大Med-X研究院交叉學(xué)科平臺(tái)的基礎(chǔ)上,，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用新的“載體”,，探索新的對(duì)腦中風(fēng)治療起作用的基因。
干細(xì)胞治療：讓損傷的大腦“重生”
干細(xì)胞是一種特殊的細(xì)胞,，可以自我更新并轉(zhuǎn)變成其他多種類型的細(xì)胞,。干細(xì)胞的相關(guān)技術(shù)獲得了2012年的諾貝爾醫(yī)學(xué)和生理獎(jiǎng)?！澳X中風(fēng)能不能用干細(xì)胞技術(shù)治療,？”在基因治療研究的基礎(chǔ)上，楊教授又率先帶領(lǐng)他的研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)入用干細(xì)胞治療腦中風(fēng)的新領(lǐng)域,。
腦中風(fēng)后,，腦組織會(huì)壞死，進(jìn)而萎縮形成空洞,。治療腦中風(fēng)必須要有新的細(xì)胞來(lái)彌補(bǔ)和代替壞死的腦細(xì)胞,，才能使受損傷的神經(jīng)功能得以改善和恢復(fù)。然而，目前干細(xì)胞治療腦中風(fēng)有一個(gè)“瓶頸”,，移植到腦部的干細(xì)胞往往只能轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏纳窠?jīng)或者是血管,，而大腦本身是非常復(fù)雜的神經(jīng)和血管網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
對(duì)此,，楊國(guó)源教授團(tuán)隊(duì)研究出一套解決方案。他們將神經(jīng)干細(xì)胞和血管干細(xì)胞這兩種不同的干細(xì)胞,，共同移植到缺血老鼠的腦部,。干細(xì)胞移植到損傷的大腦后，可以存活而且轉(zhuǎn)化為神經(jīng)和血管細(xì)胞,，修補(bǔ)缺損的腦組織,，重新形成神經(jīng)血管網(wǎng)絡(luò)，恢復(fù)神經(jīng)功能,。與此同時(shí),，還產(chǎn)生了好的“副產(chǎn)品”，即移植的干細(xì)胞能夠不斷分泌促進(jìn)神經(jīng)和血管重新生長(zhǎng)的多種營(yíng)養(yǎng)因子,。這些營(yíng)養(yǎng)因子也在腦中風(fēng)治療中發(fā)揮重要的作用,。
為了提高移植的干細(xì)胞到達(dá)腦損傷部位的效率，楊國(guó)源團(tuán)隊(duì)與Med-X研究院生物納米材料方向的科學(xué)家合作,，將一種特殊的磁性納米顆粒載入到干細(xì)胞內(nèi),，通過(guò)外加磁場(chǎng)吸引讓更多的干細(xì)胞到達(dá)損傷的腦部，達(dá)到重建血管,，修復(fù)損傷腦組織的目的,。實(shí)驗(yàn)證明，結(jié)合這種納米技術(shù)的干細(xì)胞治療手段,，使腦中風(fēng)受損肢體活動(dòng)能力得到了明顯的改善,。該研究將生物學(xué)和工程學(xué)緊密聯(lián)系了起來(lái)，對(duì)腦缺血的臨床治療具有指導(dǎo)意義,，這一成果發(fā)表在國(guó)際著名雜志《生物材料》上,。
同步輻射：捕捉微小血管變化“行蹤”
“上工治未病”，腦中風(fēng)的早期診斷是減少發(fā)病的關(guān)鍵,。然而腦中風(fēng)的早期診斷如同預(yù)測(cè)地震一樣艱難?，F(xiàn)有的用于活體大腦血管檢測(cè)的方法主要有核磁共振、CT和X射線數(shù)字減影,。這些手段各有優(yōu)勢(shì),，但它們都具有一個(gè)致命的弱點(diǎn)——那就是檢測(cè)不到微小血管病變。而微小血管往往是腦血管疾病的高發(fā)部位,，在活體直接觀察到這些血管才能更好地了解腦中風(fēng)的發(fā)病機(jī)制和治療效果,。
楊國(guó)源團(tuán)隊(duì)通過(guò)上海同步輻射光源這一高性能“望遠(yuǎn)鏡”，找到了觀察小動(dòng)物顱內(nèi)復(fù)雜血管網(wǎng)的方法。應(yīng)用這種方法,，對(duì)腦中風(fēng)老鼠模型和具有中風(fēng)傾向的高血壓老鼠進(jìn)行活體的微小血管的觀察,。在活體動(dòng)物腦內(nèi)觀察到中風(fēng)治療后的微小血管再生，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)中風(fēng)后小鼠血管增加的過(guò)程,，這對(duì)于實(shí)驗(yàn)性中風(fēng)治療效果的檢測(cè)提供了獨(dú)特的工具,。
實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在高血壓老鼠腦部微小血管明顯比正常老鼠要彎曲,，而且隨著年齡的增長(zhǎng)更容易發(fā)生血管硬化,，這為高血壓大鼠的發(fā)病機(jī)制以及治療手段的研究提供了重要的理論依據(jù)。同步輻射影像技術(shù),，解決了腦中風(fēng)研究中的多個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題,，如“如何活體檢測(cè)中風(fēng)后的血管再生”、“高血壓鼠顱內(nèi)微小血管會(huì)發(fā)生什么變化”,、“中風(fēng)治療后老鼠的微小血管會(huì)發(fā)生什么變化”,、“基因治療是如何促進(jìn)血管增加的”等基本問(wèn)題。這一研究成果,，發(fā)表在國(guó)際中風(fēng)權(quán)威雜志《中風(fēng)》等學(xué)術(shù)期刊上,。 （申逸）
