手外科扎根临床不断创新

徐文东 顾玉东

(复旦大学附属华山医院手外科 上海 200040)

专家简介顾玉东,男,1937年10月出生,复旦大学附属华山医院手外科教授,博导,1961年毕业于上海第一医学院医疗系。1994年当选为中国工程院首批院士。曾担任第四、五、六届国务院学位委员会委员,第二十三、二十四届中华医学会副会长。现任复旦大学附属华山医院手外科主任、复旦大学上海医学院手外科教授、上海市手外科研究所所长、中华手外科学会名誉主任委员、上海医学专家顾问委员会主任委员、《中华手外科杂志》总编辑。我国第一代显微外科专家,长期从事手外科、显微外科技术基础理论和临床研究,首创第二足趾游离移植“二套供血系统”的方法,及膈神经移位术,健侧和同侧颈7移位术,肱肌肌支移位等多项术式,在世界范围内得到推广应用,奠定了我国在手外伤修复与再造、周围神经损伤修复领域的国际领先地位。先后在SCI收录杂志发表论文70余篇,著有《臂丛损伤与疾病的诊治》,《手外科手术学》等专著13本,并获得了7项国家级奖项(5项国家科技进步二等奖、1项国家发明二等奖、1项国家发明三等奖)、省部级奖项近20项,获得全国先进工作者、白求恩奖章获得者、全国五一劳动奖章、十大科技精英等多项国家级荣誉,被誉为我国手外科领域临床和科研的领军人物、我国医学界楷模。

专家简介徐文东,男,1970年11月出生,复旦大学附属华山医院手外科教授,博导,手外科副主任,华山医院副院长,上海市静安区中心医院院长。国家杰出青年科学基金获得者,863项目负责人,获国务院政府特殊津贴、上海市五一劳动奖章。上海市医学科技进步奖一等奖获得者,作为第三完成人获得多项国家科技进步二等奖,教育部科技进步一、二等奖,中华医学科技一等奖,上海市科技进步一、二等奖等。并获得国家科技部中青年科技创新领军人才、国家卫计委突出贡献中青年专家、教育部新世纪人才、首届树兰医学青年奖、上海市青年科技杰出贡献奖、上海医学发展杰出贡献奖、上海市领军人才、上海市优秀学术带头人、上海十大杰出青年、上海市卫生系统第十届银蛇奖等20多项荣誉。

上海医学院创建90周年寄语创新是医学进步的动力,临床是创新的不竭源泉。近十年来,手外科将临床实践与基础研究相结合,在难治性臂丛神经损伤和中枢性上肢痉挛瘫等领域取得了重大进展,创新才是最好的纪念。

手外科扎根临床不断创新

徐文东 顾玉东△

(复旦大学附属华山医院手外科 上海 200040)

手外科以往在手指再造、皮瓣移植等领域取得了多项世界首创的辉煌成果。在顾玉东院士的领衔下,提出了以健侧颈7为代表的多项治疗臂丛神经损伤的手术策略,成为国际领先的周围神经损伤诊治中心。近十年来,我们聚焦神经损伤及修复后的脑功能重塑研究,揭示了健侧颈7移位后运动感觉中枢功能重塑的模式,发现了一侧半球可以同时支配双侧上肢的重要规律,并将此发现应用到中枢损伤后偏瘫患者的治疗中,将健侧颈7应用到更广泛的人群中,实现了将科研创新与临床实践相结合,手外科在创新中不断发展。

手外科; 健侧颈7移位术; 中枢性偏瘫

在上海医学院创建80周年庆时回顾手外科历史,顾玉东院士曾强调手外科“始终抓住临床难题为主线,在不断创新中不断前进”。转眼10年间,手外科同仁继续对一个又一个医学难题发起挑战,面对难治性臂丛神经损伤及中枢性损伤导致的上肢痉挛性瘫痪这一难题,通过基础研究及临床术式创新,取得了重大进展。

历史的传承早在20世纪60年代,工业发展迅速,随之而来的是手外伤等疾病的大量增多,如何更加有效地修复手部创伤、恢复手功能成为当时摆在创伤骨科领域面前的重大课题。陈中伟、杨东岳、王澍寰、顾玉东等通过解剖学基础研究,创新临床血管吻合技术,在断肢(指)再植、手指再造、皮瓣移植及周围神经损伤等领域取得了多项世界首创的辉煌成果,解决了手外科领域中急诊创伤诊治的难题。80年代,随着改革开放和社会经济水平的发展,交通意外发生率逐年上升,臂丛神经损伤的发病率逐年增高,但缺乏有效的治疗方法。面对这一久攻不下的难题,华山医院手外科在顾玉东院士的领导下,提出了多项神经移位治疗臂丛神经损伤的手术策略,成为国际上领先的周围神经损伤诊治中心。

在神经移位手术中,有两项特殊的手术方式。第一项是1970年顾玉东院士提出的膈神经移位修复肌皮神经手术[1]。其特别之处在于膈神经是自主神经,原本负责膈肌运动,日夜24小时不停地向靶器官释放冲动,因此膈神经移位后,再生能力很强,再生速度快,移位后神经再生的优良率(肌力 gt;3度)达84.6%,是目前所有动力神经中再生能力最强的神经。在1999年我们通过技术创新,借助胸腔镜在胸腔内膈神经入肌点处切断膈神经,进而成功避开锁骨部病变,直接移位到肌支,或远端正常的神经主干,使原创性手术再发展[2]。这一术式的发展告诉我们,技术的不断创新是临床持续创新的动力。

第二项特殊的手术是1986年顾玉东院士首创的健侧颈7移位术[3]。顾玉东院士通过24年1 000余例臂丛临床观察发现,颈7神经的单独损伤不造成肢体功能障碍,健侧颈7神经可作为修复全臂丛根性撕脱伤的重要动力。1986年8月,在一例车祸致全臂丛神经损伤的患者中,顾玉东院士突破常规,采用健侧颈7神经根作为动力神经行移位术,通过患侧尺神经反折作为桥梁与患侧正中神经吻合。患者在切取健侧颈7神经之后,除一过性的麻木以外,无其他明显的不适,神经移位术后4年,瘫痪手桡侧腕屈肌、掌长肌、屈指浅肌肌力可达M4。患手桡侧三指半感觉也得到恢复。健侧颈7移位术打破了全臂丛根性撕脱伤患者手功能无法救治的断论,很快在世界各国得到推广,该手术的安全性与有效性得到公认。国际显微重建外科主席R.Pho评论该手术是20世纪周围神经最重大的成就。

健侧颈7移位术的脑功能研究前期对臂丛神经损伤尚未行神经移位修复手术的患者行脑功能扫描发现,其脑内出现大量异常的功能重塑。PET检测发现,臂丛损伤后患者患肢对侧运动相关脑区的葡萄糖摄取降低,表明患肢代表区的功能失用、沉寂;功能磁共振发现不仅患肢代表区出现功能异常,双侧运动相关脑区之间的功能连接亦明显减弱,表现出大范围的脑功能异常重塑过程[4-5]。既往基础和临床神经科学研究表明,在腕部神经损伤、面神经损伤后功能恢复过程中,功能的恢复水平和脑功能异常重塑程度有关[6-7]。这些证据提示,脑功能重塑可能是影响臂丛损伤后功能恢复水平的重要因素。

健侧颈7神经移位术最大的特殊之处,在于通过神经移位,将瘫痪手和其同侧的大脑皮层相连,运动投射从对侧投射变为同侧投射,这一特点在临床上存在十分有趣的现象:健侧颈7移位后早期,患肢功能的恢复需受健侧肢体功能的连带,称为健肢与患肢“同步兴奋”现象,大约在5年后,患肢才能产生“独立运动”而无需健肢协同运动。这种现象在不同年龄层次中出现时间不同,儿童患者很短,在成人常常需5年以上。健侧颈7移位后,大脑皮层如何从“同步”转变为“独立”,这一过程的发生机制是怎样的？对这一问题的追问,让我们找到了研究臂丛损伤后脑功能重塑的突破口。

神经功能影像学及动物模型的研究对阐释这一现象起到了重要作用。Beaulieu等[8]对颈7术后短期未出现独立运动的患者行fMRI成像发现,在患肢运动时,大脑双侧运动区均出现明显的激活,但以同侧皮层为主。通过动物模型等研究,蒋苏、娄莉等[9-10]发现,在健侧颈7移位术后,重建与中枢联系的患肢,其运动皮层内代表区经历了从同侧“迁移”至对侧的过程,发生了跨大脑半球的功能重组。Matloub等随后在小鼠模型上对此进行了验证,并得到了一致的结论[11]。我们在另一项患者的长期术后PET随访中发现,运动患肢时原有功能区仍旧出现了激活,表明在术后远期,患肢运动时能再次激活其原有对应的对侧皮层,激活模式趋向于回到对侧[12]支配,并且这种跨皮层的功能重塑和患肢功能恢复同步出现,对于其独立运动[13]恢复十分重要。由此我们得出结论,健侧颈7术后,运动皮层呈现出跨皮层的功能重塑过程。另外,在临床实践中我们还发现,患肢负责精细运动的手内肌功能恢复的效果远不如负责手部粗大运动的手外肌,结合神经电生理和功能影像发现,手外肌发生跨半球的功能重塑,但是手内肌的重塑一直发生在其同侧半球内,原功能区一直处于沉寂状态,这也证实了沉寂的原功能区的激活是神经移位后患肢功能恢复的重要机制[14]。

在发现健侧运动皮层的重塑规律后,我们进一步对感觉皮层重塑的过程进行探索,通过大鼠的SEP研究我们发现,健侧颈7移位术后的感觉功能重组仅限于一侧半球[15]。华续赟等[13]进一步在胼胝体切断的大鼠模型中施行了健侧颈7神经移位术,发现即使局限在一侧半球内,大脑功能重组仍可完成,最终顺利地控制双侧上肢,而不受胼胝体和另一侧半球功能状态的影响。

至此,我们找到了健侧颈7神经移位术后脑功能重塑的重要规律:健侧颈7移位可诱发大脑功能的重塑,从而实现一侧半球对双侧上肢的良好控制。这一结论的得出,给了我们一个重要提示:健侧颈7可以将一侧半球的潜能发挥到更高水平。

健侧颈7治疗中枢性偏瘫的新进展随着近年来生活水平和医疗条件的不断提升,小儿脑瘫、脑卒中等疾病发病率逐年升高,而这些中枢损伤性疾病造成的一侧上肢偏瘫的患者人数也逐年攀升。这些中枢性偏瘫疾病,其共同表现为一侧运动皮层或者皮层下高位运动通路受损,患者呈现一侧的痉挛性偏瘫,造成严重的肢体运动障碍,尤其以手功能恢复最为困难,遗留严重的残疾,患者生活难以自理。中枢瘫目前的治疗核心在于恢复受损半球的功能,然而实际治疗效果不佳,修复已经损伤、缺如的脑组织希望渺茫。如果能绕开受损半球功能恢复不确定的问题,重建患者的运动功能便有希望实现。由此,我们提出,健侧颈7作为外周的桥梁,不是正好可以绕开损伤的半球,将瘫痪手和健侧半球连接起来吗？

提出这一设想之后,我们迅速开展研究。通过查阅文献发现,支配一侧上肢运动的神经纤维本身有2%左右来自同侧皮层,在脑损伤等疾病中,这些仅存的神经纤维常常发挥部分代偿作用,表现为患侧上肢存留由健侧上肢带动的运动。颈7神经包含有17 000～40 000根神经纤维,将健侧和患侧的颈7神经桥接,就将健侧大脑与同侧瘫痪的上肢联系在了一起,同时为了更多地使患侧上肢信号传递至健侧皮层,将患侧颈7作为受体神经最为合适。这为健侧半球发挥功能代偿能力提供了解剖基础[16]。

在此之上,我们又经过了严格的动物实验论证[17]。2008年4月,我们针对一例脑瘫后遗症导致一侧上肢痉挛性偏瘫的患者进行了健侧颈7移位手术的治疗。术中于健侧靠远端切取颈7神经,经腓肠神经桥接由肌下通路,移位至患侧的颈7神经。术后第二天患者即出现了明显的上肢痉挛程度下降,同时健侧手仅有一过性的麻木,无其他影响。1年后患者随访,开心地向医生汇报她手功能明显好转。健侧颈7在治疗中枢损伤造成的偏瘫疾病中,显示出独特的优势和作用,其手术疗效得到了国内外同行的认可。此后,我们又治疗了脑卒中、脑外伤等不同病因造成的中枢性痉挛性偏瘫患者,均明显好转。

健侧颈7移位术治疗中枢瘫自2008年起已经施行了110余例,年龄从4岁至65岁,损伤至手术间隔时间跨度最长30年,术后绝大多数患者的上肢痉挛得到迅速改善,伸腕伸指功能出现,手掌可以打开,抓握能力不断提高,由此生活自理能力恢复。手术治疗的疗效得到了国内外同行的认可[18-19]。

健侧颈7移位从提出至今已30年,全世界同道对其不断研究,推动其发展,已拓展为中枢瘫的全新治疗方法。这体现了手外科同道们对一块又一块蛮荒之地的勇敢探索。手外科也在这30年间不断转型和创新,攻克一个又一个难题。临床是创新的源泉,也是创新的试金石。 值此纪念复旦大学上海医学院创建90周年之际,回顾手外科辉煌历程与最新成就,我们始终抓住临床难题为主线,追本溯源,不忘初心。医学研究永无止境。

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Thecontinuousinnovationofhandsurgeryteamrootedinclinicalpractice

XU Wen-dong, GU Yu-dong△

(DepartmentofHandSurgery,HuashanHospital,FudanUniversity,Shanghai200040,China)

Previously,hand-surgeons made great advancements and pioneering surgeries such as thumb reconstruction,flap transplantation surgery.Under the leadership of professor Yu-dong GU,we put forward several surgical strategies to treat the brachial plexus injury including the widely-used contralateral cervical 7 (CC7) nerve root transfer surgery.Now our department is one of the leading centers in treating peripheral nerve injury disease worldwide.During the past 10 years,we focused on the brain plasticity research in brachial plexus injury patients and revealed the reorganization pattern of sensorimotor cortex after the CC7 nerve root transfer surgery.Our study indicated the potential of one hemisphere in controlling bilateral upper limb and we further applied this conclusion in treating hemiplegic paralysis patients.In the past 10 years,we applied basic research findings in clinical practice and expanded the indication of CC7 nerve transfer surgery.By making innovations we keep making progress.

hand surgery; contralateral cervical 7 nerve root transfer surgery; central hemiplegic paralysis

R658.2

A

10.3969/j.issn.1672-8467.2017.06.003

△Corresponding author E-mail:yudonggu@swk.shmu.edu.cn

2017-08-02;编辑:张秀峰)