日前,北京三博脑科医院神经外科石祥恩教授运用桡动脉移植至颌内动脉翼肌段与颈内动脉搭桥术,成功地为1例脑动脉瘤导致左眼失明的患者实施了手术治疗。该搭桥技术为脑动脉瘤、脑中动脉闭塞等需要增大脑血流和替代脑血流搭桥的患者提供了新的治疗方法。最新一期《欧洲神经外科杂志》将其评价为“巧妙的颅内外血流搭桥,解决了临床的关键问题”。经首都医科大学医药卫生科技查新证实:该术式在国内外文献中未见临床报告,属于国内外临床首创。
据了解,此次接受该术式的患者是一位23岁的女性,左眼视物不清已有2年,并逐渐加重,伴有头痛。2周前左眼突然失明,右眼视力下降明显。检查后发现该患者左侧颈内动脉有一个巨大的长形动脉瘤。术后,该患者头痛好转,右眼视力恢复。其颈内动脉造影示,颌内动脉供脑内血管显影颈良好,动脉瘤消失。
据石祥恩教授介绍,选择较高流量的供血动脉,较短的血管搭桥距离和颅内血管相匹配的动脉,是解决目前颅内外血管搭桥的难点和关键。以往临床选择的颞浅动脉搭桥术及大脑中动脉末端搭桥术,常因血流量不足(每分钟10毫升~15毫升)、搭桥距离较长,血管开通率低。
经过多年研究,石祥恩教授及其团队在临床解剖研究中发现颌内动脉中翼肌段断端的外径、长度与正常大脑中动脉M2段下干近分叉部外径相匹配,能满足中等流量(每分钟40毫升~70毫升)以上的脑血流量的需要。同时,通过选择性颈外动脉血管造影发现,颌内动脉距离颅内较近,缩短了经颈外动脉至大脑中动脉搭桥的距离,近13厘米,节省了所需移植血管的长度,符合作为颅内外搭桥的供血动脉要求,能够满足绝大部分缺血性脑血管病和复杂性动脉瘤及其颅底肿瘤血管搭桥的治疗。
据悉,此前,石祥恩教授及其团队采用桡动脉移植颌内动脉搭桥术的方法已经分别对13例脑缺血患者行增大脑血流搭桥术,其中部分病例已于今年发表在《欧洲神经外科杂志》上。《每日科学》2011年9月1日报道——由瑞士联邦理工学院(ETH)Yaakov Benenson教授与麻省理工Ron Weiss教授率领的研究小组成功地将生物“计算机”诊断网络导入人类细胞。该网络有识别某些肿瘤细胞的能力,利用五种肿瘤特异性分子因子的逻辑组合,进而触发肿瘤细胞毁灭过程。
开发活体细胞内运作的生物电脑,是ETH苏黎世分院合成生物学教授Yaakov (Kobi) Benenson孜孜以求的目标,其职业生涯的大部分时间都倾注于此。他想建立既能侦测细胞生存状况、又能在细胞异常时对相应信息进行处理以提供合适的治疗响应的生物微机。目前,通过与麻省理工教授Ron Weiss以及团队成员(包括博士后学者Zhen Xie 与 Liliana Wroblewska、博士生Laura Prochazka)合作,他向这一目标迈出了重大一步。
这一研究成果已发表于《Science》(见本文所附参考文献),论文介绍了一种多基因合成“电路”;此电路负责鉴别正常细胞与肿瘤细胞、继而进一步摧毁肿瘤细胞。其工作方式是:对细胞内五种肿瘤特异性分子因子及其出现频率进行抽样与综合;只有当所有这些因子在细胞内同时出现时,该电路才会作出正识别响应。这种方式使得侦测肿瘤的准确率非常高。研究者希望这一成果能够为高特异性抗癌治疗奠定基础。
对肿瘤细胞的选择性破坏
本研究对实验室培养的两种类型人类细胞进行了基因网络测试:海拉细胞(子宫颈癌细胞)与正常细胞。当基因生物微机被导入这两种不同的细胞类型时,只有海拉细胞被摧毁,而正常细胞则安然无恙。
当然,取得这一结果需要做大量的基础工作。首先必须找出海拉细胞特有的分子组合。Benenson及其他小组成员在属于小RNA分子(MicroRNA或miRNA)这一类化合物的分子中找,终于确认其中一个miRNA组合(或者说“可识别属性”)只有海拉细胞才有,其它健康细胞类型内则不存在。
发现这种可识别属性是一项颇具挑战性的任务。人体内既存在250种不同的健康细胞类型,此外也存在为数众多的肿瘤细胞的变异型(其中数百种可作实验室培养)。但miRNA多样性则更是不让须眉花样繁多,人类细胞中已得以描述的即达500到1000不同种类。Benenson指出:“每种健康或病损细胞类型都有其不同的miRNA分子处于开放或关闭状态。”
可识别肿瘤属性中的五种因子
确立一种miRNA“可识别属性”与发现一组症状以可靠诊断一种疾病有所不同。教授说:“一种症状,比如说发热吧,不可能由此概括出一种疾病。医生获得的信息越多,其诊断才越可靠。” 一年半前他从哈佛大学到ETH后,研究小组找到了几种因子,可由此可靠地将海拉细胞从所有其它健康细胞中鉴别出;结果表明,仅仅五种特定miRNA的组合(其中某些以高水平出现,某些则以极低水平出现)就足以将海拉细胞从其混迹的健康细胞中揪出来。
与微机运作相似的网络
Benenson介绍说:“这些miRNA因子在细胞内进行逻辑代数运算;该生物微机运用诸如'与’与'非’等逻辑操作将这些因子进行组合,并且,当全部因子的整体运算结果为逻辑'真’值时,只产生所需要的结果——那就是细胞死亡。” 确实,研究者已经能够显示该网络在活体细胞内可以非常稳定地运作,可正确组合所有细胞内因子并给出正确的诊断。Benenson认为,这一成果代表该领域的一项重大成就。
动物模型与基因疗法
该研究小组想在下一步在合适的动物模型上测试该细胞计算方法,以期在未来创建诊断与治疗工具。这听起来可能象科幻小说,但Benenson相信其可行性;不过,仍有不少棘手的问题需要解决。比如,如何有效、安全地将外源基因导入细胞?这种DNA递送在目前情况下颇具挑战性。尤其是,该方法需要将外源基因暂时而不是永久导入细胞。现有的病毒导入法或化学导入法均未充分开发,需要进一步完善。
Benenson说:“为人类提供一种功能完善的治疗方法还非常遥远。不过这一工作是重要的第一步,显示了单一细胞水平上这样一种选择性诊断方法具有可行性。”