最新技术---帕金森病DBS("脑起搏器”)治疗
今年的拉斯克临床医学研究奖于9月8日公布,获奖者是在脑深部刺激(DBS)方面作出卓越贡献的先驱人物:神经外科医生AllisBenumbed,和神经病学家MarlonDeLong。他们的研究及其在临床实践的转化成果改善了10万多患有帕金森氏病或其他神经或神经精神障碍人们的生活质量。
通常情况下,帕金森氏病患者会在六、七十岁时接受诊断。年龄是该病最重要的危险因素,而且据估计,60岁以上的人口中大约有1-2%的人患有此病。由帕金森氏病引起的相关残疾,源于其广泛的运动症状(面具脸、声小、震颤、写字过小、僵直、运动迟缓、肌张力障碍、平衡障碍和小碎步)和非运动症状(抑郁、焦虑、冷漠、睡眠紊乱和认知困难),以及自主神经系统问题(性功能障碍、便秘、胃肠道的问题,和直立性低血压)。患有帕金森病的每3个患者中,就会有一个在1年之内失业,而大多数将在5年后失业。平均来看,帕金森病患者每年在药物上的花费大约在1,000 到6,000 美元,他们每年住院的风险超过 30%。
左旋多巴的发现之前,帕金森患者生活非常糟糕。许多患者被牢牢的限制住。左旋多巴出现后,它使帕金森病的患者从冰冻王国中“唤醒”,并且几乎所有患者均能在家里生活。震颤减少,僵直减弱,很多病人恢复了行走的能力。然而,重大的和难以预料的挑战也将随之出现。最令人担忧与多巴胺有关,即药物引起的并发症。相关报告显示患者开始出现症状波动(药物消退时)、冻结步态(尤其是走路时)和舞蹈样运动(舞蹈症),后来被称为左旋多巴诱发的异动症。许多没有报告药物于震颤相关性。此外,还有人日益认识到左旋多巴并不是一种治愈方法,尽管有神奇的“唤醒”作用但疾病仍然进展。
在1970年代早期,Mahlon DeLong开始研究大脑的一个复杂和被忽视的领域。当DeLong加入美国国立卫生研究院的EdwardEvarts实验室后,发表的文章精确阐释了关于灵长类动物基底神经节神经元的电活动模式和这些神经元对运动响应的完整描述。
DeLong,HagaiBergman,和ThomasWichmann通过摧毁患有帕金森氏病的灵长类动物模型的丘脑底核测试了这个假说,并且证明了疾病的症状得到改善。从那以后,电用作调制的帕金森病的脑回路的方法(见图1)。法国神经外科医生,AlimLouisBenabid迈出了通过电线为大脑内部提供连续电流的勇敢一步。
1987年,Benabid为一个患有震颤的老人施行手术。他以前通过毁损大脑来治疗震颤,此次他植入一条在其端部有四个金属接触点的导线。这根电线,即脑深部刺激器的导线,与外部的电源相连。Benabid和他的同事安装了一套设备,它有一个有按钮的盒子,同时类似一个交换机。该系统看似简单,但功能非常强大,Benabid和PierrePollack可以对其进行个性化设置;这结果已经在几个开创性文章的中介绍过。
我们现在知道正常人的大脑功能很大程度上通过不断重复的节律电波来调节的。这些电波可以更改和调节,最终对认知、行为和运动功能产生影响。如果某电波出现问题,它可以导致致残的震颤或其他的帕金森病症状。许多疾病的都是大脑环路出现异常电波,这些疾病也就是成为DBS治疗的潜在对象。神经生理学、神经化学、神经血管结构和神经发生的变化也能支持DBS疗法。
DBS治疗发明之前,神经病学家、神经外科医师、精神病学家和康复治疗师对帕金森病患者避之不及。在DBS疗法的成功刺激下形成了多学科小组,其成员评估实施DBS的患者和共同为其实施个性化治疗。此个性化功能包括根据症状,选择到大脑的目标区域和术前规划和术后护理。虽然DBS团队里通常有很多成员,我相信神经学家和神经外科医生之间的伙伴关系一直是其成功的最重要因素。这也符合Lasker奖授予DBS治疗的一个神经学家和神经外科医生。
更小、更平整光滑、更高能效的部件,更好的导线设计将允许更精确的电流传导。实时监测的神经生理学驱使该领域走向更加智能化。远程监测和调整设备也将成为可能。大多数情况下,产品的电源放在锁骨下区。
今天,DBS已经对帕金森氏病的治疗产生极大地影响。它也有被用来治疗原发性震颤、肌张力障碍、癫痫和实验性治疗强迫症、抑郁症、老年痴呆症,和抽动秽语综合征(请参阅互动图,可在www.yihu.com获取这篇文章的全文)。成为“仿生”已经使很多患者延年益寿。在很大程度上对两位杰出科学家作出的贡献表示感谢,我们已经进入人类神经调制的时代。