健侧颈7神经移位治疗中枢性偏瘫的术式改良及脑功能重塑研究

In previous clinical trial, our team originally put forward the idea that by connecting the paralyzed hand with the intact hemisphere through contralateral C-7 nerve transfer in central hemiplegic patients, the function of the paralyzed hand can be improved effectively, which has been published in The New England Journal of Medicine. However, in the long-term follow-up, we found that functional recoveries were limited to large joints of the paralyzed hand, including shoulder, elbow and wrist, which tremendously affected the overall functions of the paralyzed hand. Hence, this study is going to improve the functions of finger extension by The Modified Contralateral C-7 Transfer, a modified procedure which transfers ipsi- or contra- pectoralis major branch of C-7 to the ipsilateral posterior division of lower trunk on the basis of conventional C-7 transfer. First, we design mice experiments to verify which pectoralis major branch (ipsi- or contra-) is favorable by methods of mice behavior tests and optogenetics-electrophysiology in vivo. Then, the preferable modified procedure is applied in clinical trail. By means of functional assessments of upper limb, surface electromyography and functional magnetic resonance imaging, we further verify the effectiveness of The Modified Contralateral C-7 Transfer and explore the reorganization pattern of the intact hemisphere in central hemispheric patients, providing theoretical basis and clinical evidence for the plasticity of intact hemisphere in dominating bilateral upper limbs.

课题组前期原创提出健侧颈7神经移位术治疗中枢性偏瘫，可有效促进瘫痪手的功能恢复，临床试验结果已发表在《新英格兰医学杂志》。但在术后患者的长期随访中，我们发现对术前伴有不能主动伸指的中枢性偏瘫患者，原手术方法不能改善伸指功能，恢复局限于肩、肘及腕部，这严重影响了手部整体功能的发挥。因此，本课题设计了改良术式：在原手术健侧颈7移位的同时，利用患侧或健侧颈7神经前股恒定发出的胸大肌肌支修复患侧臂丛下干后股，来恢复主动伸指功能。课题首先设计小鼠动物实验，通过行为学、光遗传学等方法，比较两种改良手术方式效果的差别及其诱发健侧大脑新生伸指功能区功能重塑的模式，并选择最佳改良术式。随后，将该最佳改良术式应用于临床，进一步验证手术的有效性，并联合行为学、表面肌电和功能磁共振等方法研究术后健侧大脑的功能重塑模式，为深入研究一侧大脑半球同时支配双侧上肢的可塑性提供理论基础和临床依据。

本课题设计了不同类型的颈七交叉移位改良术式，旨在针对不同临床表现的中枢性偏瘫患者以更好地恢复其上肢功能，同时利用动物模型深入研究一侧大脑半球控制双侧肢体的机制。课题首先设计小鼠动物实验，成功构建了两种颈七交叉移位治疗单侧脑损伤上肢偏瘫的小鼠模型（分别为经改良气管前路直接吻合、经椎前路直接吻合）。通过对小鼠模型的行为学测试，发现单侧脑损伤小鼠在改良颈七交叉移位术后患肢抓握功能明显提高；通过病毒逆行示踪，发现术后小鼠健侧皮层出现明显的患肢运动区，且其分布趋势表现为先扩大后缩小，并最终在术后3个月稳定在初级感觉皮层；通过宽场钙成像，发现术后小鼠健侧皮层前肢初级感觉皮层除了重塑出运动区以外，仍然发挥感觉处理功能，在接受健肢的感觉输入的同时也接受了来自于患肢的感觉输入。随后，通过尸体解剖研究，我们明确了通过穿颈长肌通路可极大地提升健侧颈七神经与1根或2根不同受体神经进行直接吻合的成功率，减少神经移植物的使用，这有助于缩短手术患者术后神经再生所需的时间，加快术后上肢功能的恢复。最后，我们纳入了1位指征明确的患者行改良健侧颈七移位术：脑出血后左侧肢体迟缓性偏瘫15个月，术前肩关节肌肉无力致肩关节半脱位的患者，进行改良的颈七交叉移位cC7-C5C7手术。术后4个月，患者耸肩灵活性提升，Fugl-Meyer评分从7分提高到11分；术后8个月，Fugl-Meyer评分提高到26分。肩、肘、腕和手的伸展/屈曲肌力从术前M0分别提升至M2/M2、M1/M0、M2/M3和M3/M3，腕和手同时出现2度的屈肌痉挛。此外，当患者尝试作肩外展和耸肩时，肩关节半脱位可显著改善。因此，我们初步证实该改良术式对于中枢性偏瘫，上肢软瘫伴肩关节脱位的患者，可显著改善肩关节功能，同时腕和手在出现一定程度的痉挛状态后获得一定的肌力和握力的恢复。