困擾醫學領域的“世紀難題”——脊髓損傷治療，迎來重大突破。

吉林大學第二醫院應用脊髓神經接口技術，幫助一名四肢完全截癱患者實現自主行走。

撰文 | 凌駿

2024年12月，吉林省扶余市35歲的交警劉先生遭遇車禍，脊髓嚴重受損，脖子以下完全失去知覺。

若不是在吉林大學第二醫院（下簡稱“吉大二院”）接受了最前沿的“脊髓神經接口”臨床試驗，他可能一輩子都將在床上度過。

10月初，吉大二院宣布，醫院副院長、脊柱外科主任醫師吳敏飛教授率隊，全球首次利用脊髓接口精準神經調控，讓四肢高位截癱者恢復自主行走能力。

目前，劉先生已能在他人攙扶下自主行走

“術后僅一年不到，患者的恢復情況便遠超我們的預期，目前還在持續好轉，且表現出神經功能重塑的跡象。”吳敏飛告訴“醫學界”。

據了解，由于神經纖維不可再生，脊髓損傷治療一直是醫學領域的“世紀難題”，四肢癱瘓的治療難度，又遠高于下肢截癱。

因此，吉大二院團隊此次的創新突破，有望開啟脊髓損傷治療的新篇章。

高位截癱后的治療奇跡

劉先生是在執行公務時不幸被車撞傷，被緊急送往吉大二院后檢查發現，他的肺損傷嚴重，存在大量胸腔積液，同時頸三嚴重骨折錯位，呼吸衰竭，生命垂危。

頸三骨折錯位指的是第三頸椎（C3）發生了骨折且出現椎體位置異常，因涉及高位頸脊髓，是極其危重的醫療情況。“很多頸四以上損傷的患者，甚至都來不及送到醫院，當場就去世了。”吳敏飛告訴“醫學界”。

挽救生命是當務之急。劉先生入院后，吉大二院立即啟動重傷救治綠色通道，由吳敏飛主刀完成神經減壓內固定術。

值得一提的是，手術中，吳敏飛考慮到后續存在著脊髓神經接口植入的可能，同步在頸椎損傷段預留了一個“接口”。

手術非常成功，術后一個月，劉先生的恢復情況良好，生命體征保持穩定。但由于頸椎嚴重損傷致完全性截癱，他的脖子以下徹底失去了運動能力和感覺，大小便失禁。

“和單純的雙下肢癱瘓者不同，他的狀況，連輪椅都坐不了，只能終日躺在病床上。”吳敏飛說。

這是整個家庭無法接受的局面。劉先生只有35歲，孩子也年齡尚小，在充分溝通、確保知情同意后，2025年1月，吳敏飛率隊為他進行了第二次手術，全球首次嘗試在四肢癱瘓者體內，植入脊髓神經接口。

吳敏飛教授率隊進行脊髓神經接口植入

脊髓神經接口，是一種旨在與脊髓神經系統建立直接通信通路的技術，通過植入微型電極施加電信號，激活和控制肢體的運動神經元，以期患者能重新實現癱瘓肢體自主活動的支配。

據吳敏飛介紹，在完成手術植入并啟動電生理調控后6小時后，劉先生的手指隨即實現了輕微自主運動。

同時，術后約6小時，“我們發現當關閉調控程序，即停止刺激后，他的手指和腳趾同樣能自主地輕微收縮。這意味著電刺激可能也促進了受損神經元的再生修復。”

這是一個奇跡。“起初，我們懷疑這可能是由于停止電刺激后殘電的影響。但隨著康復推進，調控刺激的不斷增強和優化，他的肢體活動愈發能受自主控制，幾個簡單的調控，就能發揮顯著作用。”吳敏飛說。

不僅如此，改變還在持續發生。

術后3個月，吳敏飛團隊進一步為劉先生定制了“外骨骼機器人”，幫助他實現了站立和行走。“對于截癱患者，站立有助于恢復心肺循環功能。某種程度上，脊髓血液循環好了，也會刺激神經的再生修復能力。”

術后第5個月，劉先生能脫離“外骨骼機器人”，實現在助行器輔助下行走。到了今年9月初，他徹底擺脫了助行器，僅在旁人的攙扶下，邁出了受傷后自主行走的第一步。

“短時間內能恢復到如此程度，此次治療的效果遠超出我們的預期。”吳敏飛對“醫學界”表示，按照目前的康復進展，未來，劉先生極有可能無需他人攙扶，即可實現自主行走。

全球首創

這不是學界第一次嘗試通過植入式的脊髓電刺激來治療脊髓受損的癱瘓者。

在該領域，全球的領軍人物莫過于瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的Grégoire Courtine教授。過去20多年間，Grégoire Courtine團隊多次通過腦機/腦脊接口等技術路線，讓不少脊髓受損患者恢復了一定的行動功能，相關成果6次登上頂刊《自然》。

而此次吉大二院脊柱外科團隊應用的創新“脊髓神經接口”技術，則是由吳敏飛在全球范圍內率先提出的概念。

據吳敏飛介紹，相比于腦機/腦脊接口是依靠大腦信號的采集、解碼和傳遞，脊髓神經接口能直接調控脊髓運動神經元，無需在大腦皮層植入電極，創傷更小，安全性更好。

“同時，由于脊髓神經元被大量神經纖維包裹，信號采集非常困難。而通過脊髓神經接口，我們只需輸入既有程序，就能調控不同的神經核團，實現運動神經元的激活。”吳敏飛說。

更令業界振奮的是，此前，全球相關領域的治療進展，多集中在下肢癱瘓的患者。而本次研究則首次通過神經調控技術，證實了高位截癱患者上肢運動功能恢復的可行性，為該領域開辟了新的方向。

吳敏飛表示，不同于上肢癱瘓，在高位截癱中，患者下肢的神經支配中心位于損傷平面以下，雖然與大腦失去了聯系，但其本身的神經結構仍保持完整，運動功能的部分恢復相對容易實現。

同時，上肢，尤其是手指是人體最精細、最復雜的運動器官，依賴于大腦皮層發出極其精細的指令，這種精細控制一旦被脊髓損傷中斷，重建起來極為困難。

“因此，經過我們的治療，患者的手指實現運動，這證明從大腦到脊髓到手，整條通路已經通暢，展現出脊髓神經接口的巨大潛能，是重大的臨床突破。”吳敏飛說。

如此突破并非一蹴而就，背后是團隊持續多年的科研攻關與技術積淀。

相關數據顯示，全球有約2000萬人患有脊髓損傷，年新發病例數約為90萬，且以外傷為主的脊髓受損發病率逐年升高。自2014年起，吳敏飛團隊便啟動相關研究，通過對多種技術路徑的探索，在脊髓神經修復領域產出了一系列科研成果。

到了2023年，吳敏飛正式確定了“脊髓神經接口”的技術方向，通過產學研協作，接連在小鼠和靈長類動物中完成了驗證。

而在推進至人體試驗前，吳敏飛告訴“醫學界”，由于人類是直立行走動物，動物實驗難以還原全貌，團隊還利用AI技術，建立了中國人的健康脊髓大模型，以此不斷優化神經調控的技術細節。

“通過高位脊髓調控，實現上肢功能的恢復，這在過去是想都不敢想的事。”吳敏飛表示，最初，研究的招募計劃同樣是針對下肢癱瘓者，但由于情況危急，團隊決定放手一搏，最終取得了令人驚喜的結果。

讓更多癱瘓者回歸正常生活

據了解，目前劉先生還在持續接受綜合康復治療，運動功能也仍在不斷恢復之中。

吳敏飛對“醫學界”表示，團隊下一步面臨的核心挑戰，是如何進一步恢復患者手部的精細運動功能，幫助他實現獨立吃飯、喝水等基本的生活能力。

“我們還在推進研發‘語音控制’等更為便捷的指令系統。”吳敏飛表示，當下，刺激劉先生運動的信號指令，主要依賴手動在外部設備上輸入，“如果能實現通過語音等方式控制，患者將獲得更大的‘自主權’。”

此外，“電刺激促進受損神經環路的自我修復，也是我們重點的研究方向。目前，劉先生的脊髓神經功能已表現出一定的重塑跡象，我們希望隨著時間推移，他能逐步脫離機器，回歸日常生活。”

更長遠來看，腦機接口等技術的同步發展，也讓脊髓神經接口充滿了更為廣闊的想象空間。

近年來，在腦機/腦脊接口領域，我國科學家團隊已多次實現了臨床應用端的突破性進展。而在政策端，關于腦機接口發展的支持政策也接連落地。

今年年初，北京市、上海市科委陸續發布“腦機接口行動方案”，強調到2027年，要產出一批重大原創性成果。上海市科委更是提出，2030年前，上海要實現腦機接口產品全面臨床應用。

吳敏飛表示，由于在腦信號的提取、解碼上仍存在一定的技術挑戰，目前，通過“意識”發出脊髓神經元的運動信號指令，其速度和準確性，還比不上手動或語音控制。

“但未來，一旦腦機接口技術取得重大進展，植入脊髓神經接口的患者，也可以隨時接入腦機接口系統，不依賴外部指令，僅靠患者大腦傳遞‘意識’，即可實現對身體的自主控制。”吳敏飛說。

據了解，目前，這項由研究者發起的臨床研究（IIT）仍在進行臨床招募，吳敏飛表示，在推進過程中，團隊還將積累更多真實世界數據，迭代算法，不斷升級脊髓神經接口系統，以期實現更好的性能控制。

“事實上，與備受關注的腦機接口相比，脊髓神經接口是一個高度前沿但相對小眾的研究方向。我們的目標，是希望通過進一步推動產學研的深度協作，在未來5年內，為不同損傷類型的癱瘓患者，提供重新站立、改善生活質量的可能。”吳敏飛表示。

（封面圖與本文無關，圖源銳景）

來源：醫學界

責編：葉子

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