通过脊髓刺激增强脊神经和肌肉之间的沟通显示出逆转脊髓肌肉萎缩症(SMA)进展的潜力，并且可能对其他运动神经元疾病（如ALS）也有益处。
研究人员引入了一种新的非药物、微创的方法，旨在解决与脊髓肌肉萎缩症(SMA)相关的神经功能逐渐下降的根本原因，这是一种遗传性神经肌肉疾病。这种技术通过对感觉脊神经进行电刺激，能够随着时间的推移重新激活脊髓中处于非活跃状态的运动神经元，从而提高受SMA影响的成年人腿部肌肉力量和行走能力。研究结果今天由匹兹堡大学医学院发表在《自然医学》上。
对三名SMA患者的小型临床试验的初步结果表明，常规的神经刺激一个月时间内，所有参与者的运动神经元功能得到改善，疲劳感减少，力量和活动能力增强，无论其症状严重程度如何。这项研究是首个证明神经技术可以开发用于逆转神经通路的退化并恢复人类神经退行性疾病中细胞功能的研究。
匹兹堡大学神经外科助理教授、共同通讯作者马尔科·卡波格罗索（Marco Capogrosso）博士解释道：“要解决神经退化问题，我们需要做到两件事：防止神经元死亡并恢复幸存神经元的功能。在这项研究中，我们提出了一种新方法来应对神经功能障碍的根本原因，这将补充现有的神经保护疗法，通过实际上逆转神经细胞的功能障碍。”
SMA是一种遗传性神经退行性疾病，特征是运动神经元（负责运动的神经细胞）逐渐丧失和功能下降，它们将来自大脑和脊髓的信号传递给肌肉。随着这些运动神经元渐渐减少，会导致肌肉无力和各种运动挑战，包括参与者在行走、爬楼梯和从坐位起立时出现问题。
尽管尚未找到SMA的治愈方法，但在过去十年中出现了多种有前景的神经保护选择。这些替代疗法包括基因替代疗法和促进运动神经元支持蛋白质生成的药物，这有助于延缓，但不能逆转，疾病的进展。
研究表明，SMA中的运动困难通常在神经元显著损失之前就会出现，这意味着潜在的脊神经电路功能障碍可能在疾病的发作及其症状的发展中起到作用。共同作者、哥伦比亚大学的乔治·门蒂斯（George Mentis）博士曾在SMA动物模型上进行的先前研究显示，存活的运动神经元从感觉神经（将皮肤和肌肉信息传回中枢神经系统的纤维）中接收到的刺激有限。通过解决这个神经反馈的不足，增强神经系统与肌肉之间的刺激沟通可能改善肌肉运动并抵消肌肉萎缩。
匹兹堡的研究人员建议，靶向的硬膜外电刺激疗法可能通过增强引导至运动神经元的感觉输入并重新激活退化的神经通路来恢复失去的神经细胞功能。这种细胞活动随后可能导致运动能力的实际改善。
匹兹堡大学的研究是在一个试点临床试验中进行的，该试验涉及三名具有较轻SMA形式（3型和4型）的个体。在为期29天的研究中，参与者在下背部植入了两个脊髓刺激(SCS)电极，定位于针对感觉神经根。每次测试持续四小时，每周进行五次，总共进行19次，直到移除刺激设备。
一旦确认刺激正常运行且涉及脊髓运动神经元，研究人员进行了系列评估，以评估肌肉强度、疲劳、步态变化、活动范围、步行距离和运动神经元活动。
“随着SMA的进展，患者通常预期改善的希望会降低。然而，在我们的试验中情况并非如此。在为期四周的治疗过程中，参与者在多个临床指标上表现出显著改善，积极影响了他们的日常生活活动。例如，在研究快结束时，一名患者报告成功走着从家到实验室而不感到疲惫，”另一位共同通讯作者、匹兹堡大学物理医学与康复助理教授埃尔维拉·皮龙迪尼（Elvira Pirondini）博士指出。
每位参与者在其6分钟步行测试评分中记录了至少增加20米的改善，此测试用于测量肌肉耐力和疲劳，而在没有SCS支持的类似锻炼中，三个月的平均增幅仅为1.4米，在15个月的SMA特定神经保护药物治疗后中位数增加20米。
这些功能改善反映出神经表现的提高，展示了运动神经元生成和传递电脉冲至肌肉的能力增强。
“我们的发现表明，这种神经刺激方法有潜力用于治疗SMA以外的其他神经退行性疾病，如ALS或亨廷顿病，前提是未来的研究能识别出适当的细胞靶点。”共同通讯作者、匹兹堡大学神经外科主席罗伯特·弗里德兰德（Robert Friedlander）博士表示，他还共同领导UPMC神经学研究所。“我们希望继续与SMA患者合作，启动进一步的临床试验，以评估电脊髓刺激的长期有效性和安全性。”
这项研究得到F. Hoffmann-La Roche的探索性拨款资助。基因泰克公司（Genentech, Inc.，瑞士罗氏集团的一部分）和匹兹堡大学持有与本研究相关的知识产权。马尔科·卡波格罗索、赫尼斯·普拉特-奥尔特加和米凯尔·艾利亚森与这项工作有关的专利申请正在申请中。
