相信大家都看到了上周的一則爆炸性新聞，一個來自耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的團(tuán)隊在學(xué)界頂尖雜志《自然》上宣布：他們可以用自造的灌注系統(tǒng)讓死亡數(shù)小時之后的豬腦部分恢復(fù)活力。這難道意味著死掉的大腦可以被救活？網(wǎng)友紛紛感嘆到“這回豬腦子終于有救了”，“腦殘”原來可以治......那么，目前醫(yī)學(xué)界針對大腦損傷都有哪些前沿治療手段呢？
出品：科普中國
制作：夏至 （關(guān)西科健產(chǎn)業(yè)研究院）
監(jiān)制：中國科學(xué)院計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息中心
世界上已經(jīng)有許多承認(rèn)腦死亡作為死亡標(biāo)準(zhǔn)的國家，日本就是其中的一個。在日本最常見的國民健康保險證的背面就有器官捐獻(xiàn)登記，可以讓被保險人選擇是否在腦死亡或者心臟死亡后捐獻(xiàn)出自己的器官。
△日本國民健康保險證背面的器官捐獻(xiàn)意向登記（來源：作者供圖）
然而上周的一則爆炸性新聞嚇得筆者差點拿不穩(wěn)手里嶄新的保險證，一個來自耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的團(tuán)隊在學(xué)界頂尖雜志《自然》上宣布：他們可以用自造的灌注系統(tǒng)讓死亡數(shù)小時之后的豬腦部分恢復(fù)活力。
這難道意味著死掉的大腦可以被救活？目前醫(yī)學(xué)界針對大腦損傷都有哪些前沿治療手段呢？
△當(dāng)期《自然》雜志的封面，左側(cè)文字意為'逆轉(zhuǎn)時間'
手段之一：借助體外系統(tǒng)讓大腦'起死回生'
耶魯大學(xué)的科學(xué)家們?yōu)槲覀兠枥L了一個美好的愿景——借助體外系統(tǒng)讓大腦恢復(fù)活力。從此大腦缺氧不再是噩夢，搶救病人無需再'戰(zhàn)斗'，看到路邊有人倒地也不必再猶豫要不要施展自己'紙上談兵'的心肺復(fù)蘇技術(shù)去救人了。
不過，與媒體的過度渲染不同，耶魯大學(xué)的科學(xué)家們對眼下取得的進(jìn)展做出了清晰而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)拿枋觯豪眠@套灌注系統(tǒng)，他們觀察到了細(xì)胞結(jié)構(gòu)的維持，細(xì)胞死亡的減少，血管擴(kuò)張、膠質(zhì)細(xì)胞炎癥反應(yīng)的恢復(fù)，自發(fā)的突觸活動和總體的大腦新陳代謝。簡單來說，就是在這個灌注系統(tǒng)的支持下，死亡大腦的一些細(xì)胞恢復(fù)了部分的活力，但是并沒有作為一個整體恢復(fù)大腦的功能。
△神經(jīng)元細(xì)胞想象圖（來源：Freepik.com）
許多報道這項發(fā)現(xiàn)的新聞將其描述為'動搖了生與死的界線'。不過，從腦細(xì)胞的復(fù)活到大腦恢復(fù)功能還有極其漫長的路要走，把死掉的大腦救活（幾乎相當(dāng)于讓具備一定條件的人死而復(fù)生）仍然不是可以預(yù)見的事。但是，對于那些因為外傷或者疾病受到損傷、尚未死亡的大腦，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)并沒有放棄。現(xiàn)在針對各種腦損傷的治療手段都在積極研發(fā)當(dāng)中。
手段之二：引入新生細(xì)胞，修補(bǔ)大腦受損組織
治療局部腦損傷的一個基本思路為體外分離培養(yǎng)可以發(fā)育成腦神經(jīng)細(xì)胞的細(xì)胞，將其移植入大腦，讓其分化為腦神經(jīng)細(xì)胞，將受損的大腦'補(bǔ)好'。其中用到的細(xì)胞多種多樣，包括胎兒多巴胺細(xì)胞（黑質(zhì)細(xì)胞），可以無限增殖的細(xì)胞系，神經(jīng)干細(xì)胞，胚胎干細(xì)胞（ES細(xì)胞），人工多能性干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）和骨髓細(xì)胞等等。
△神經(jīng)元細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖（來源：公有領(lǐng)域&Freepik.com）
胎兒多巴胺細(xì)胞移植治療帕金森病已經(jīng)在動物模型當(dāng)中得到驗證，并進(jìn)入臨床試驗階段。帕金森病是由于腦內(nèi)被稱為'黑質(zhì)'的部位中存在的可以分泌多巴胺的細(xì)胞退化死亡而引起的疾病，初期可以用替代多巴胺的藥物治療，但是療效會隨時間增長而逐漸降低。而胎兒腦黑質(zhì)中的多巴胺細(xì)胞可以在患者腦中存活并發(fā)揮功能，因此在動物實驗驗證后，科學(xué)家將流產(chǎn)胎兒腦中的多巴胺細(xì)胞移植到帕金森病患者腦中，取得了一定的效果。
△帕金森病患者特殊的步態(tài)及字跡（來源：公有領(lǐng)域）
但是胎兒多巴胺細(xì)胞的來源畢竟非常有限，因此科學(xué)家也嘗試用永生化的細(xì)胞系來代替取自人體組織的細(xì)胞。這些細(xì)胞系可以分泌必要的神經(jīng)營養(yǎng)因子促使大腦功能的恢復(fù)，并且可以無限增值，可以說是取之不盡用之不竭。但是問題也同樣會產(chǎn)生，如果移植入大腦的細(xì)胞系繼續(xù)無限增值，很快就會發(fā)展成癌癥。針對這項缺陷，科學(xué)家們在開發(fā)將細(xì)胞系封在半透膜制的膠囊中進(jìn)行移植的技術(shù)。
干細(xì)胞這個概念相信大家都不陌生。與造血干細(xì)胞、肌肉干細(xì)胞等干細(xì)胞一樣，人體中也存在可以分化為神經(jīng)細(xì)胞的神經(jīng)干細(xì)胞。神經(jīng)干細(xì)胞和人工多能性干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）移植的優(yōu)點在于，這些細(xì)胞可能取自患者自身，能夠避免排異反應(yīng)的發(fā)生。自體細(xì)胞移植一般用于中風(fēng)造成的局部腦損傷。如果患者的腦損傷源于一些基因缺陷疾病，例如亨廷頓舞蹈癥，那么這種方法就會失效，因為取自患者自身的細(xì)胞也同樣帶有基因缺陷，不能正常執(zhí)行功能。
△中風(fēng)病患的腦部CT照片（來源：Freepik.com）
最近研究發(fā)現(xiàn)，骨髓細(xì)胞中被稱為'骨髓間葉干細(xì)胞'的一種干細(xì)胞可以分化為神經(jīng)細(xì)胞、膠質(zhì)細(xì)胞等等構(gòu)成大腦的細(xì)胞。骨髓間葉干細(xì)胞比起神經(jīng)干細(xì)胞更易獲得，比起人工多能性干細(xì)胞（iPS細(xì)胞）更加安全，并且已經(jīng)被臨床上應(yīng)用在治療下肢動脈栓塞等等的疾病上，所以今后利用骨髓間葉干細(xì)胞治療中風(fēng)的療法也是指日可待。
手段之三——利用活性物質(zhì)激發(fā)大腦自身的修復(fù)潛能
治療局部腦損傷的另一個思路是：向受損大腦中注射一些物質(zhì)，幫助大腦內(nèi)已經(jīng)存在的細(xì)胞分化成腦神經(jīng)細(xì)胞，讓大腦自己'長好'。在這種治療思路中，科學(xué)家為了讓大腦中已經(jīng)存在的細(xì)胞分化成神經(jīng)細(xì)胞用到的方式可謂是五花八門。
在一種方案的動物實驗中，科學(xué)家將改造過的、可以讓宿主細(xì)胞制造Sox2蛋白的逆轉(zhuǎn)錄病毒，注入受損的大腦。大腦中已經(jīng)存在的一種名為NG2 glia的結(jié)構(gòu)性細(xì)胞，該細(xì)胞被這種病毒感染之后，會慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)樯窠?jīng)細(xì)胞，代替死掉的腦細(xì)胞發(fā)揮功能。新生成的神經(jīng)細(xì)胞可以與周圍的神經(jīng)細(xì)胞進(jìn)行信號交換，雖然因為腦損傷而失去的記憶則不會恢復(fù)，但至少可以形成新的記憶。一些因為中風(fēng)或者外傷導(dǎo)致的腦損傷都有望利用這種方法獲得治療。
△兩種常見的腦部損傷（來源：Freepik.com）
另一種方案是將可以幫助腦組織恢復(fù)的新型水凝膠材料注入大腦受損處，主要針對中風(fēng)的治療。這種含有特殊物質(zhì)的水凝膠可以起到支撐作用并提供組織恢復(fù)所需要的物質(zhì)，促進(jìn)受損腦組織中血管的再生。目前這項研究在動物實驗中取得了良好的效果。
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