如何修复受损的大脑？ - 彭博社
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1986年8月，23岁的约翰·布里丁开着他的皮卡在特拉华州乡村的土路上兜风。在一个拐角处，他撞上了路边的排水管，翻倒进了沟里。他的头夹在半开的窗户和卡车的车顶之间，脖子折断。当急救人员到达时，布里丁从脖子以下没有感觉——他实际上成为了四肢瘫痪者。
两天后，在巴尔的摩的马里兰急救医学研究所的震惊创伤中心，弗雷德·H·盖斯勒博士开始用一种名为GM-1的实验药物治疗他。结果令人震惊：两个月后，“我开始感觉到我的脚趾，”布里丁说。从那时起，他开始恢复运动。现在，他的左侧几乎正常，右臂和右腿也有一些功能。他说，戴上支架后，他可以走路、开车、游泳，甚至“割草”。“如果我没有得到这种药物，我将从脖子以下瘫痪。”就在一年前，只有轶事证据表明任何药物可以帮助预防脊髓损伤引起的瘫痪。但去年五月，研究人员宣布了一种旧药物甲基泼尼松龙的新用途：在脊髓损伤后的头几个小时内给予可以限制损伤。而现在，在盖斯勒领导的一项研究中，该研究发表在《新英格兰医学杂志》6月27日的期刊上，意大利Fidia制药公司生产的GM-1被证明显著增强了接受该药物的16名患者中一半的恢复。像布里丁一样，大多数患者在受伤后仅六个月就能够比未治疗的患者功能更好。“这是我们第一次能够将神经恢复从实验室转移到临床实践中，”盖斯勒说，他是马里兰州哥伦比亚医学集团的神经学主任。
或许更引人注目的是，正在显示出如此希望的相同药物也正在被研究——连同其他六种药物——用于治疗中风和头部损伤。这可能是一个更大的市场。每年只有10,000名美国人遭受脊髓损伤，但近400,000人遭受中风，这是美国第三大杀手。还有额外的50万人在事故中遭受严重的头部损伤。治疗这些问题的药物市场在美国的估计超过每年20亿美元。此外，有证据表明，这些药物可能对阻止阿尔茨海默病和帕金森病等退行性疾病的进展也有帮助。“药企越来越清楚地意识到有一个光环效应，”纽约大学医学院神经外科实验室主任Wise Young博士说。“用于脊髓领域的药物可以扩展到其他疾病。”
过于兴奋。原因可能在于，在所有中枢神经系统损伤的情况下，原始创伤只会导致一个特定区域内细胞的死亡。例如，在中风中，损伤是由血块或破裂的血管——称为动脉瘤——造成的，这会切断大脑某个区域的血液供应。受影响的细胞在几分钟内就会死亡。但损伤并不止于此。当这些原始神经元或脑细胞死亡时，它们会释放出一种化学级联反应，像核爆炸一样向外扩散，最终杀死数百万甚至数十亿个邻近的神经细胞。“所有由于创伤而发生的损伤并不是立即的，而是在创伤后的一两天内扩展，”迈阿密大学的瘫痪治疗项目主任Richard P. Bunge说。到目前为止，科学对中风或损伤后最初几分钟内发生的损伤几乎无能为力。但制药公司正在寻找能够干预延迟反应并阻止大部分长期神经细胞损伤的疗法。
第一步是准确理解原始创伤后发生的事情。圣路易斯华盛顿大学神经学系主任丹尼斯·W·蔡博士认为，所谓的兴奋性毒素在损伤中起着主要作用。他说，在中风或脑损伤后，死亡的脑细胞会释放大量一种叫做谷氨酸的化学物质。通常，谷氨酸在长期记忆和学习中扮演着关键角色。但大脑在非常敏感的化学平衡下运作，过多的谷氨酸是有毒的。当谷氨酸到达虚弱的细胞膜时，会导致“钙通道”打开，使钙大量涌入细胞。这种涌入的影响是双重的：它“过度兴奋”细胞，刺激产生最终导致自我毁灭的酶。而且钙会触发更多谷氨酸的释放，因此连锁反应继续扩散到邻近的细胞。
化学鸡尾酒。一种遏制这种破坏的方法是使用药物阻断细胞膜上谷氨酸的受体或对接位点。这将防止钙通道打开。包括霍夫曼-拉罗氏公司和西巴-吉基公司在内的几家大型制药公司，已经在进行早期临床试验以治疗中风。不幸的是，这些药物是街头药物“天使尘”的亲戚，可能会导致一些暂时但严重的精神问题。
相比之下，Fidia的GM-1，属于一种叫做神经节苷脂的天然化合物类，似乎副作用很少。这是因为，与其他药物不同，它可能仅阻断那些与细胞损伤相关的钙通道。目前，包括马萨诸塞州剑桥的剑桥神经科学公司和加利福尼亚州门洛帕克的Neurex公司在内的一些生物技术公司，正在研究更精确的方法来针对打开通道的特定谷氨酸受体。
还有其他公司正在确定这个谷氨酸级联反应中的不同步骤。位于圣地亚哥的初创公司Neurotherapeutics正在尝试阻止受伤的神经细胞首先释放谷氨酸。而位于加利福尼亚州尔湾的Cortex Pharmaceuticals Inc.则致力于抑制钙进入细胞后的一些有害影响。钙激活一种叫做钙蛋白酶的酶，这种酶通常有助于建立长期记忆。但是，当大量钙释放到细胞内时，它就像一个开关，使钙蛋白酶失控，从内部摧毁细胞。现在，Cortex已经开发出一种药物——在动物实验中——阻止这种作用。
根据崔的说法，中风或脑损伤的首选治疗可能会包括几种这些药物，某种化学鸡尾酒。这是因为谷氨酸并不是神经细胞损伤的唯一罪魁祸首。在它们的绝唱中，垂死的细胞还会释放大量所谓的自由基。这些是带电的氧分子，会分解构成细胞膜的脂肪颗粒。这使得细胞膜变得渗漏，再次让钙涌入细胞。甲基泼尼松龙，这是一种现在用于治疗脊髓患者的通用药物，似乎能够渗透这些细胞膜，并帮助保护细胞免受自由基的侵害。但是，由于这种药物是一种类固醇，它有一些不良副作用——包括抑制免疫系统。
更大的奇迹。在另一种方法中，Upjohn公司发现了一类全新的药物，称为拉扎罗药物，这些药物也嵌入神经细胞膜中，保护它们免受自由基的侵害。一种化合物，替利扎德，已经在严重头部受伤的人身上进行了测试，纽约大学的杨表示它“比甲基泼尼松龙强大约一百倍，同时没有副作用。”Upjohn的发现研究执行董事约翰·M·麦考尔表示，拉扎罗药物也可能对中风有希望，该公司已经开始临床试验以测试它们。
随着研究人员对如何阻止导致创伤和中风造成严重损害的化学物质的了解加深，他们也获得了关于如何治疗阿尔茨海默病和帕金森病所导致的长期退化的线索。这是因为创伤和神经退行性疾病的最终结果是相同的，杨说——“神经细胞的丧失。”例如，关于阿尔茨海默病成因的一个理论是，谷氨酸和其他兴奋性毒素可能导致神经细胞轻微但持续的过度兴奋，加州大学圣地亚哥分校神经科学教授弗雷德·盖奇博士说。长期的影响可能会削弱这些细胞，使它们容易受到其他损害。事实上，Upjohn的麦考尔说，有证据表明，阿尔茨海默病患者的大脑可能比正常人对自由基更敏感。因此，该公司正在尝试开发一种可以针对阿尔茨海默病——甚至衰老进行测试的拉扎罗药物。
研究人员正在瞄准更大的奇迹：他们最终谈到诱导受伤的神经细胞再生。与此同时，还有很多工作要做，以防止中枢神经系统的损伤。“我们对中风的了解已有三个世纪，但仍然没有治疗方法，”崔说。现在，约翰·布里丁是科学终于在解决这些问题上取得进展的活生生的证明。
针对中风或脑损伤受害者的新药物
中风或脑部或脊髓损伤对中枢神经系统造成的大部分损害是由身体自身产生的有毒化学物质引起的。现在，几家公司的研究人员正在测试可以阻止这些化学物质影响的新药物——从而防止瘫痪和其他并发症。
谷氨酸级联阻滞剂
CIBA-GEIGY, HOFFMANN-LA ROCHE, MERCK, CORTEX, CAMBRIDGE NEUROSCIENCE, NEUREX, NEUROTHERAPEUTICS
在受伤后，死亡的神经细胞释放大量一种称为谷氨酸的脑化学物质。这引发了一系列反应，过度兴奋邻近的神经细胞，最终导致它们死亡。这些药物中的一些目前处于实验阶段，通过阻断其膜上谷氨酸的受体来保护周围细胞。其他药物则会干扰另一个步骤，即钙进入细胞的过程。
拉扎罗药物
UPJOHN 在创伤后，神经细胞膜也受到所谓自由基的攻击——带电的氧分子。拉扎罗药物溶解到细胞膜中，保护它们免受自由基损伤。
神经节苷脂
FIDIA 神经节苷脂是存在于神经细胞膜中的蛋白质。它们被认为可以阻止钙的活性，并可能有助于刺激神经生长和修复。在最近的实验中，注射这些蛋白质有助于减少脊髓损伤引起的瘫痪。