脊髓损伤的神经功能评定研究进展

吴艳丽 张继荣(通讯作者)

(贵州医科大学，贵州 贵阳 550001)

脊髓损伤(spinal cord injury，SCI)是因各种原因引起的脊髓结构、功能的损害,造成损伤平面以下脊髓功能(运动、感觉及反射功能)的障碍。SCI后患者的神经功能状况会出现不同的变化,对S CI患者进行及时的功能检查,既可正确了解患者S CI的性质和程度,又对制定正确的治疗方案和推测预后具有重要的指导意义[1]。因此，本文将对脊髓损伤的神经功能评定研究进展综述如下。

1 SCI神经学检查分级标准研究进展：多年来用于神经学检查及分级标准描述SCI程度的方法很多，常见的如：1969年,Frankel等[2]提出的急性SCI的Frankle分级是定性评价的典型代表，但这种等级法以简单的等级区分作为评价标准，对神经功能变化的观察缺乏敏感性，限制了在临床上的广泛应用。随后出现了一系列SCI后神经功能评价量表，如1978年Bracken等[3]研发的SCI严重程度分级量表、1980年代的迈阿密大学脊髓指数量表、Yale量表、Sunnybrook SCI量表、Botsford分级、NASCIS分级等，然而，上述各种量表评定因为各自不同原因均未得到推广，直到1984年美国脊髓损伤协会(ASIA)制定了ASIA标准，国际SCI神经功能评价才有了统一的评价工具和标准(international standards of neurological classification of spinal cord injury，ISNCSCI)[4]。

ASIA标准自1984年制定，运动部分检查身体两侧10对肌肉(5分制),并将 Frankel分级引进标准对功能进行评价，标准提及了感觉平面的概念,但未对感觉功能进行评分，1989年新版标准对感觉平面给出了更详细的判定方法[5]。ASIA标准第6版(2000年)的内容包括基本概念、神经学评分、ASIA残损分级(ASIA impairment scale，AIS)和临床综合征，并引入了定量指标，其后的修订使之更加严密、精确而被全世界广泛应用至今[6]，王方永等[7]通过临床观察发现ASIA2000标准各项目具有较高的重测信度和评测间一致性、运动评分部分具有较高的现实效度和预测效度。但2002年,美国SCI独立项目组[8]对2000年修订的ASIA标准和1996年的标准进行了相关性研究,通过分析认为在残损分类和指导预后方面并无明显差异,提示ASIA标准在以上两方面并不优于以前的版本,仍需要在实践中继续完善。美国脊柱损伤协会主席劳伦斯·沃格尔(LawrenceVogel)已批准出版2011年修订版[9]，王方永等[10]通过对ASIA标准委员会提供的ASIA标准2011英文版与2000英文版进行逐句逐字对比，找出不同之处，发现与2000版相比，2011版共有15处较大的改动，如在AIS分类中使用了非关键肌的功能等。ASIA国际标准委员会通过收集广大使用者的建议，2013年首次对检查表进行较大的修订，较2011版检查表修订多达11处，如明确非关键肌的功能及其所代表的平面等，并指出本次修订更有利于脊髓损伤神经功能评估结果的记录和判定[11]。Schuld C[12]等通过比较2011年和2013年修订的ISNCSCI，结果显示，使用修订后的2013年检查表的分类性能显著提高，但是即使证明了这些新布局的优势，准确确定C2-C4脊髓节段的运动水平仍然很困难。但针对2011年和2013年修订的ISNCSCI，根据查阅国内相关文献发现其目前未被广泛应用于国内，且其信度及效度仍需进一步探索。

随着对ISNCSCI这一领域的不断认识与发展，人们意识到单凭神经学分类已不能满足对全部脊髓损伤，特别是颈、胸椎损伤的患者(大部分存在自主神经功能障碍)的评价，所以在过去的10年中，此领域的专家已经开始关注脊髓损伤后自主神经功能调节的问题并尝试制定评价标准，以优化临床管理和确定治疗干预措施的有效性[13]。美国脊柱损伤协会(American Spinal Injury Association，ASIA)和国际脊髓学会(International Spinal Cord Society，ISCoS)作为脊髓损伤领域的两大国际学术组织，在其中发挥了重要的作用。近年来，ASIA和ISCoS组织国际专家制定了用于记录脊髓损伤患者的心率、血压、排汗、体温调节、呼吸、膀胱、肠道及性功能的脊髓损伤残存自主神经功能国际标准(International standards to document remaining autonomic function after spinal cord injury，ISAFSCI)[14]。于2009年在《Spinal Cord》杂志联合发布第1版ISAFSCI，其内容主要从标准制定的一般介绍、对自主神经的评估、自主神经一般解剖和生理状况、自主神经系统的解剖和功能、自主神经标准评估。本表格评价时需要与ISNCSCI配合使用，可在脊髓损伤后的各期进行评定，但目前尚缺少对其效度的研究，目前仍处于不断更新改进的阶段[13]。为了向广大读者提供一个国际通用的评定脊髓损伤后自主神经系统功能的工具，供大家在临床实践和研究中参考使用，经该文的通讯作者同意后，此文被翻译为中文，对于这些标准的在线培训计划正在研发中[15]。

以上各类评定方法均为量表方式，存在其一定局限性。Wells等[16]通过试验得出单独使用任何一个评分方法或量表均不能全面地描述急性期和恢复期患者的情况,建议将神经残损量表和功能残疾量表结合起来使用。

2 神经电生理检查在脊髓损伤的神经功能评定中的研究进展：基于脊髓损伤神经功能评定的传统方式多为量表评定的方式，存在其一定的局限性，随着神经电生理技术的发展并逐步广泛应用于临床，越来越多的学者开始尝试将神经电生理应用于脊髓损伤的功能评定中，以下为其中研究较多的几种神经电生理方法。

诱发电位(evoked potentials，EPs)，也称诱发反应，是指给予神经系统(从感受器到大脑皮质)特定的刺激(声、光或体感刺激)，或使大脑对刺激(正性或负性)的信息进行加工，在该系统和脑的相应部位产生可以检出的、与刺激有相对固定时间间隔(锁时关系)和特定位相的生物电反应。它反映了突触传递、轴索传导的细胞及分子系统结构与功能的完整性。依据不同的刺激模式，SRPs可分为感觉诱发电位(somatosensory evoked potential，SEP)和运动诱发电位(motion evoked potential，MEP)。SEP主要反映脊髓背侧上行传导的感觉通路的功能状况，而ME则反映脊髓腹侧下行运动传导通路的完整性，因此，在临床上SEP与MEP联合应用为SCI的诊疗、预后康复提供较为可靠的信息[17]。近年来，国内外电生理学家和临床医师发现，SEPs 的变化与病理变化及功能变化相平行，先于临床体征的变化，能较好地反映脊髓神经功能[18]。谢财忠[19]通过临床试验研究对MBI和SEPs作相关性分析，发现它们之间存在直线相关性，得出结论为SEPs可作为脊髓损伤的评估指标。神经电生理检查对提高脊髓损伤的伤情判断、脊髓残存功能评价、手术监测、治疗评定及预后预测具有重要的、必不可少的价值[20]。目前在临床方面，诱发电位技术已成功应用于SCI定性、定位诊断及预后判断[21]。

表面肌电(sEMG)图：是采用皮肤电极放置在目标肌肉表面，通过对单块或一组、多组肌肉集合性肌电活动的同时记录，采集肌肉活动/动作(等张、等长、等速)时的肌电信号对神经肌肉功能作定量和定性分析，并推测神经肌肉的病变特性[22]。近年来国内外相关研究表明，在脊髓损伤患者中，sEMG可对下肢肌肉运动输出的肌电活动进行分析，为康复目标的制定及评价提供客观量化数据，弥补ASIA客观量化的局限，所得数据可以为临床康复治疗方案的制定提供有效依[23]。李庆兵等[24]指出sEMG是一种非常实用的检测技术，越来越普遍的运用于各种领域，该技术也在不断的完善和提高其本身不足之处。

H反射：H反射最初由Hoffmann在 1918年提出，它是指以次强刺激胫后神经所诱发的小腿三头肌的反射性反应。Maglardery 和McDougal等在20世纪50年代进一步研究认为，H反射可测定脊髓前角α运动神经元的兴奋性及整个传导通路上感觉及运动纤维的功能状态。H反射评定运动神经元兴奋性的几个常用指标[25]。相对于肌电图检查，H反射检测更容易发现运动神经元兴奋性变化。这说明H反射波幅在检测神经相互作用方面比肌电图更敏感[26]。刘雅丽等[27]通过脊髓损伤患者进行临床试验观察，指出临床不同时期,H反射表现不同,在SCI下肢瘫痪患者,其肌张力、腱反射及MAS分级与H反射之间的变化之间有一定的关联，并认为H反射有可能做为临床 SCI患者评定的客观电生理指标,它优于一些常用的临床主观评定方法,但尚需通过更多的研究来完善这些客观指标的评定标准,有可能通过更多的研究达到定量的客观评定。

3 微观水平上脊髓损伤的神经功能评定的研究进展：基于在脊髓损伤休克期传统方法不能完全评价脊髓损伤状况，研究者开始考虑是不是可以在微观水平寻找一项指标来评价脊髓损伤休克期的脊髓的原发性及继发性损伤严重程度，目前分子标志物、转化生长因子β1、人类端粒酶逆转录酶(hTERT)已开始进入探索阶段。

目前研究的分子标记物主要有小分子量的钙结合蛋白s-100β、神经元特异性烯醇酶(NSE)及神经微丝蛋白(NF)。S100钙结合蛋白β(S100β蛋白)是一种存在于中枢神经系统神经元细胞以及神经胶质细胞中的蛋白，其在促进传导细胞内钙信号和轴索生长等方面具有非常重要的作用[28]。NSE是糖醇解过程中的一种关键酶，它特异性地存在于神经细胞的胞质中，其中绝大部分存在于中枢神经系统的灰质内，当缺血性改变时，神经元变性坏死，神经髓鞘崩解，NSE释放，可以透过血一脊髓屏障进入体循环，因而可在外周血中测定[29]。王勇等[30]通过大鼠实验得出结论NSE术平与太鼠急性脊髓损伤的时间密切相关，NSE时水平可以作为评估急性脊髓损伤严重程度的生化指标。但NSE、S-100β在脊髓损伤领域的初步研究结果显示，这两种蛋白缺乏作为脊髓损伤生物标记物应具有的特异性和敏感性，暂不能可靠地测量急性期脊髓损伤后的2次生理变化机理，也不能预测脊髓损伤患者预后并发展有针对性的治疗对策，因此，脊髓损伤后蛋白能否作为生物标记物准确反应神经损伤病理变化及指示预后仍需进一步研究[31]。因磷酸化的高分子量神经微丝蛋白(pNF—H)在神经细胞中含量最高，相较其他身子标记物生物活性稳定、生物特异性强等优点，成为评价脊髓损伤很有前景的一项指标[32]。

此外，针对微观水平上脊髓损伤的神经功能评定的研究进展中，外周血中转化生长因子β1及血清游离DNA中人类端粒酶逆转录酶(hTERT)已有部分研究开始临床试验研究。张勇等[33]通过临床试验研究发现在以ASIA功能分级为基础的完全性脊髓损伤组外周血中转化生长因子β1水平明显高于不完全性脊髓损伤组且有统计学意义，说明转化生长因子β1的水平与颈部脊髓损伤患者神经损伤的严重程度存在相关性。王杰等[34]通过检测不同程度脊髓损伤患者血清游离DNA中人类端粒酶逆转录酶(hTERT)的含量，并分析其与临床表现之间的关系，初步得出检测脊髓损伤患者血清游离DNA hTERT含量对判断脊髓损伤及损伤程度具有一定的指导意义这一结论，但因此试验受研究条件的影响，因此需要进一步的试验验证。

4 磁共振成像技术在脊髓损伤的神经功能评定中的研究进展：脑功能成像(functional magneticresonance imagine，fMRI)和扩散张量成像(diffusion tensor imagine，DTI)：SCI后大脑结构和功能发生可塑性变化已逐渐被重视，fMRI、DTI可对SCI患者大脑进行无创性的评估，能为准确诊断、预后评估及疗效的评价等方面提供非常重要的信息，fMRI与DTI技术联合应用可分析SCI后结构与功能改变之间的关联，能直观地显示不同激活脑区间的连接信息[35]。谢晶晶[36]等提出能实时联系解剖学改变和功能变化的技术将使神经修复是轴突再生还是突触重塑的争论消失,fMR作为其中最具潜力的技术已应用于SCI 的动物模型。DTI能显示和定量分析灰质病变及其周围白质纤维束的改变，通过观察水分子各向异性的改变，提供活体脊髓的细微病理生理结构、脊髓内部纤维联系变化等更丰富信息，并能提供直观的纤维束示踪图像，客观准确地检测脊髓损伤及再生修复的复杂动态过程，具有极高的临床应用价值[37]。

5 小结与展望：脊髓损伤的神经功能评定传统方法以ASIA标准为定性评估的代表，近年来脊髓损伤基础与临床治疗研究的进展，要求建立或完善一个更加客观可靠的评定脊髓损伤程度和神经功能恢复的方法[38]。随着神经电生理技术、分子水平技术及影像学的不断发展，逐渐出现神经电生理、微观水平、功能磁共振等方法。针对脊髓损伤后的神经功能定量或定性评定，由于各自评定方法的局限性，且仍处于不断探索中，临床工作中可联合各种评定方法综合评估，相信通过不断探索，脊髓损伤的神经功能新的评定技术会不断完善。