脊髓刺激治疗意识障碍的临床研究进展

主要作者与发表信息

本综述由Guilherme Santos Piedade（Nicklaus儿童医院脑研究所）、Bernardo Assumpção de Monaco、James D. Guest（迈阿密大学米勒医学院神经外科及迈阿密瘫痪治疗项目）和Joacir Graciolli Cordeiro共同完成，发表于Current Opinion in Neurology期刊2023年第36卷第6期（DOI: 10.1097/WCO.0000000000001222）。

研究背景与目的

意识障碍（Disorders of Consciousness, DOC）包括昏迷（coma）、急性意识模糊状态（acute confusional state）、无反应觉醒综合征（Unresponsive Wakefulness Syndrome, UWS，原称“植物状态”）和微小意识状态（Minimally Conscious State, MCS）。针对DOC的治疗手段有限，2018年美国神经病学学会指南仅推荐金刚烷胺（amantadine）用于成人治疗，但其长期疗效不确定。

高颈段脊髓刺激（high-cervical spinal cord stimulation, scS）通过调节皮层活动和脑代谢，可能改善DOC患者的意识水平。本文旨在系统评估现有文献，明确scS对DOC的疗效、作用机制及临床应用潜力。

主要研究内容与证据

1. 作用机制

scS可能通过以下途径影响意识：
- 脑血流与代谢调节：scS可增加全脑血流灌注（cerebral blood flow, CBF）及脑脊液中儿茶酚胺水平，减少氧化应激（Liu et al., 2008）。功能性近红外光谱（fNIRS）显示，70Hz刺激可显著提高前额叶和枕叶的血流动力学响应（Zhang et al., 2018）。
- 神经网络连接增强：fMRI研究发现，scS可改善右前脑岛与视觉区、后扣带回等功能网络的连接（Vorobyev et al., 2023）。
- 上行通路激活：刺激颈段脊髓的背柱可能通过网状激活系统（reticular activating system）提升觉醒和认知功能（Lemaire et al., 2014）。

2. 临床疗效分析

通过PubMed、Scopus和Web of Science数据库筛选出19项符合标准的研究（共532例患者），关键发现如下：
- 总体响应率：47.9%（255/532）的患者对scS有临床反应。
- 疾病亚组差异：MCS患者响应率（69.0%）显著高于UWS患者（42.3%）。
- 刺激参数：高频刺激（70Hz）对血流动力学和功能连接的改善更显著（Si et al., 2018），而短期刺激（2周）也能维持疗效（Zhuang et al., 2022）。

3. 预后标志物

• 神经生理学指标：体感诱发电位（SSEPs）的N20波出现预示更好的预后（Xu et al., 2019）。
  
• 影像学特征：局灶性损伤患者比弥漫性损伤者疗效更佳（Xu et al., 2019）。
  

4. 伦理与技术挑战

• 知情同意：DOC患者需由法定代理人决策，需权衡治疗效果与生活质量改善的预期。
  
• 技术优化：目前缺乏标准化刺激方案，未来需结合个体化网络连接分析（Vorobyev et al., 2023）。
  

研究意义与价值

1. 临床价值：为MCS患者提供了一种潜在有效的治疗选择，尤其是对药物反应不佳者。
   
2. 科学价值：揭示了scS通过多靶点（血流、代谢、神经网络）改善意识的机制。
   
3. 未来方向：需开展更多随机对照试验（如Gu et al., 2022的对照研究），并探索短期刺激与新型波形（如burst模式）的疗效。
   

研究亮点

• 大样本整合：首次系统汇总532例DOC患者的scS疗效数据。
  
• 亚组分析：明确MCS患者为最佳适应人群。
  
• 多模态证据：结合fMRI、EEG、fNIRS等技术阐明机制。
  

其他治疗方式的比较

综述还对比了其他神经调控技术（如深部脑刺激DBS、迷走神经刺激VNS）的局限性，强调scS的微创性和可逆性优势。

高颈段脊髓刺激为DOC治疗提供了新思路，但需进一步优化患者选择标准和刺激参数，并推动多中心协作研究。