Dynamics of ciinical-electroneuromyographic parameters in
patients with chronic spinal cord injury within the course
of
autologous hemopoetic stem ICD34') cell
treatment
' Russian State Medical University, Moscow;a
Clinic of recovering interventional neurology and therapy «NeyroVita»,
Moscow
В работе представлена динамика клинических и нейрофизиологических показателей 67 пациентов с хроническим повреждением спинного мозга (ХПСМ), получавших комплексное лечение с использованием аутогенных гемопоэтических стволовых (CD34') клеток (АГСК). АГСК собирались методом афереза после предварительной стимуляции гранулоцитарным колониестимулирующим фактором (Граноцит) в течение 4-х дней. В последующем проводились интратекальные трасфузиипо 1,2±0,3Х1(У ядросодержащих клеток лейкоконцентрата. Всем больным проводилось стимуляци-онная электронейромиография 1ЭНМГ} до и после лечения АГСК. В результате исследования установлены достоверные корреляции регресса неврологического дефицита с улучшением нейрофизиологических показателей. Клинически это проявлялось в увеличении мышечной силы, уменьшении чувствительных расстройств, а также восстановлении функции тазовых органов. По данным ЭНМГ отмечалось достоверное увеличение амплитуды М-ответа, уменьшение латентного периода, увеличение скорости проведения импульса по нервному волокну. Полученные нейрофизиологические данные объективизируют положительные эффекты клинической картины комплексного лечения пациентов с ХПСМ с использованием АГСК , подтверждают факт восстановления не только спинного мозга, но и функционирования периферической нервной системы.
Вопрос лечения отдаленных последствий травмы спинного мозга в последнее время становится все более актуальным. Это связано, в частности, с тем, что в большинстве случаев эти больные представляют из себя людей трудоспособного возраста, ведущих активный образ жизни [1-4]. Немаловажным является тот факт, что они чаще всего не способны себя обслуживать и поэтому требуют постоянного ухода и наблюдения родственников и медицинского персонала. Отсутствие в настоящее время адекватных методов лечения последствий тяжелых повреждений спинного моз га [СМ] приводит к тяжелой инвалидизации пациентов, неспособности данной категории больных адаптироваться в обществе, что влечет за собой огромные социальные и экономические потери [5-9].
Одной из попыток решения данной проблемы является применение клеточной трансплантации, в том числе и аутогенных гемопоэтических стволовых клеток. К сожалению, на сегодняшний день клинический опыт применения клеточных технологий в неврологической и нейрохирургической
The article deals with dynamics
of clinical and neurophysiologic parameters of 67 patients with chronic
spinal cord injury who underwent complex treatment with application of
autologous hemopoetic stem (CD34'] cells. The cells were obtained by
apheresis following a preliminary stimulation with granulocyte
colonystimulating factor (Granocytel for four days. Later intrathecal
transfusions of 1.2+0.3Ч1СР mononuclear cells of white cell concentrate
were given. All the patients had stimulating electroneuromyography made
prior and following the treatment with autologous hemopoetic stem [CD34']
cells. As a result of the study reliable correlation of neurologic
deficiency devolution to neurophysiologic parameters improvement was
determined. Clinically it manifested as muscular power increasing,
sensation disturbance decrease as well as pelvic organ function recovery.
According to the electroneuromyography findings reliable rise of
M-response amplitude, latent period shortening, augmentation of impulse
conduction speed along neural fibers were noted. The data obtained make
relevant positive effects of complex treatment clinical picture of
patients with chronic spinal cord injury having been treated with
autologous hemopoetic stem (CD34') cells, prove the fact of recovery of
not only the spinal cord but also peripheral nervous system
functioning.
практике минимален, что связано с недостаточной научно -теоретической базой, с трудностью получения, определения и консервации стволовых клеток, а также с неотработанными методическими и методологическими подходами их применения [10, 11].
У пациентов с позвоночно-спинномозговой травмой имеются патологические изменения не только в спинном мозге. В процесс вовлекаются головной мозг и периферическая нервная система [12]. По данным литературы, у пациентов с поврежденным спинным мозгом через несколько месяцев после травмы в периферических нервах начинает развиваться дегенеративный процесс (вторичная дегенерация нейронов), который в конечном итоге заканчивается их гибелью. Этот процесс можно объективизировать с помощью электронейромиографического исследования. На начальной стадии отмечается снижение амплитуды М-ответа, снижение скорости проведения и удлинения латентного периода М-ответа. На поздней стадии зарегистрировать М-ответ не удается. Считается, что развитие вторичной дегенерации
связано с тем, что в результате
травмы спинного мозга происходит разобщение надсегментарных и сегментарных
структур, следствием чего является нарушение трофики периферических
нервов. Это приводит в дальнейшем к их гибели [13].
Несмотря на большой объем работ, посвященный отдаленным последствиям спинальной травмы [14-16], объективных данных, в т.ч. электронейромиографических, получено недостаточно.
Целью исследования явилась оценка клинико-электро-нейромиографических показателей при лечении ХПСМ в позднем периоде с использованием клеточной трансплантации АГСК.
Материалы и методы
После предварительного исследования на животных [1,2], в рамках межотраслевой программы «Новые клеточные технологии -медицине», с разрешения ученого совета (протокол № 1/52 от 27 января 2004 г.) и этического комитета РГМУ [протокол №37 от 17 мая 2004 г.), было обследовано и проведено комплексное лечение 67 больных со спинальной травмой в позднем периоде. Пациенты были распределены на 2 группы. Первую группу (контрольную] составили пациенты (п=10], которым проведение клеточной трансплантации было противопоказано и они проходили только реабилитацию. Мобилизацию АГСК пациентам данной группы не про водили.
Абсолютными противопоказаниями
для трансфузии и трансплантации клеток считали: острые инфекционные заболевания, тяжелые гематологические заболевания, острые состояния с декомпенсацией витальных функций организма (агональное состояние, кровотечения, интоксикация, психотические состояния], полиорганная недостаточность и кахексия, гнойно-септические осложнения (пролежни, сепсис и т.д.).
Относительным
противопоказаниями считали: деком пенсацию хронических заболеваний внутренних органов, поздние стадии эндокринных заболеваний, острый инфаркт миокарда и нарушения мозгового кровообращения, аутоиммунные системные заболевания, хронические и подострые инфекционные процессы до санации очагов инфекции, хронические заболевания периферической нервной системы, компрессию спинного мозга или дурального мешка травматическими осколками поврежденных позвонков, нестабильность позвонков в зоне повреждения СМ, полный перерыв СМ, до проведения
реконструктивных оперативных вмешательств на спинном мозге.
Пациентам второй группы кроме
реабилитационных мероприятий было проведено не менее 2 интратекальных
трансфузий АГСК. 18 пациентам проведена повторная трансплантация АГСК.
Среднее количество АГСК (CD 34] составило 3,5*0,8x10е. Клетки
вводили в составе лейко-концентрата. Объем лейкоконцентрата составил
(1,2±0,3Х 109]. В среднем временной интервал между курсами введения клеток составлял 2,5+1,3 месяца. Распре деление пациентов по полу, возрасту и характеру повреждений СМ, количеству вводимых АГСК представлено в табл. 1.
После проведения предварительного
обследования по протоколу IMITE (Швейцария] пациенты 2-й группы
получали 8 инъекций гранулоцитарного колониестимулирующего фактора (Г-КСФ) подкожно, с интервалом в 10-12 часов в течение 4 дней. В первые три дня доза препарата составляет 2,5 мкг/кг, в последний день доза удваивалась.
Сбор АГСК осуществлялся на 5-й день от начала стимуляции на сепараторе крови СОВЕ-спектра. Средний объем собранного материала составил 300-400 мл.
Установление субпопуляционного состава CD34' клеток проводилось цитофлуориметрически, с применением метода тройной метки. Счет стволовых клеток происходил на проточном цитофлюориметре. Объем TNC составил 39,2±6,9х103, количество
АГСК - 6,9+1,5x107 (0,2±0,2 %).
Криоконсервирование АГСК заключалось в добавлении диметилсульфоксида к клеточной суспензии в конечной концентрации 10% и замораживании на 1 градус в минуту до -80°С или -120°С с использованием электронного программного замораживателя и хранением в жидком азоте или парах жидкого азота.
Оценка неврологического статуса включала в себя тестирование двигательных и чувствительных систем, функции тазовых органов, определение выраженности функционального перерыва и уровня травмы.
Для оценки двигательной активности использовалась шкала комитета медицинских исследований (табл. 2), благодаря которой можно оценить (отОдо 5 баллов в зависимости от степени выраженности изменений] обьем активных, пассивных движений, а также силу мышц туловища и конечностей.
Оценка рефлексов, тонуса мышц и степени выраженности гипотрофии проводилась по специально разработанным шкалам, представленным в табл. 3, 4.
Для облегчения статистической обработки данных был введен общий балл нарушения двигательной функции. Для двигательных нарушений общий балл находился в диапазоне от О до 90.
Оценку чувствительных нарушений проводили с помощью шкалы ISCSCI-92 (отсутствие чувствительности - 2 балла, снижение чувствительности - 1 балл, нормальная чувствительность • - О баллов]. При чувствительных нарушениях общий балл находился в диапазоне от О до 16.
При оценке нарушений функции
тазовых органов общий балл находился в диапазоне от О до 5. При этом
нарушение функции тазовых органов оценивался по разработанной нами шкале
(табл. 5].
Оценка функционального перерыва спинного мозга проводилась по данным неврологического статуса (нижняя параплегия, анестезия по проводниковому типу, задержка мочи). Наличие минимальных движений или гилерстезии ниже зоны повреждения оценивались как неполный функциональный перерыв спинного мозга (нет - О, неполный функциональный перерыв спинного мозга - 1, полный функциональный перерыв спинного мозга - 2).
Также проводили
электронейромиографические исследования на аппарате Keypoint фирмы
Medtronic (USA). Оценивалась амплитуда мышечного ответа (М-ответа),
скорость проведения импульса по нервному волокну, а также латентный
период М ответа.
Статистическую обработку
материала осуществляли с помощью компьютерной программы «SPSS 9,0»-
Для оценки достоверности полученных данных рассчитывали коэффициент
Стьюдента, а также применяли метод дисперсионного анализа ANOVA (метод
повторных измерений). Достоверными считали данные при
р<0,05.
Результаты и их обсуждение
У пациентов контрольной группы
после проведения курса реабилитационных мероприятий значимой положительной
динамики неврологической симптоматики отмечено не было. У пациентов 2-й
группы с использованием трансплантации АГСК в 61,1% случаев отмечена
положительная неврологическая динамика в виде нарастания мышечной
силы, появления и/или усиления двигательной активности, регресса
чувствительных расстройств, улучшения функции тазовых органов (рис. 1).
Наибольший клинический эффект был достигнут в двигательной сфере, что
представлено на рис. 2. Как видно, применение только реабилитационных
мероприятий не приводило к восстановлению двигательных функций.
В то время, как у большинства пациентов 2-й группы после первой трансфузии
АГСК изменения в двигательной функции носили минимальный характер и
проявлялись в основном в облеченных положениях конечностей (на
скользящей поверхности, подвешивание конечности на системе блоков и
т.д.]. В дальнейшем на фоне интенсивной реабили тации было отмечено
нарастание мышечной силы в конечностях, увеличение объема и темпа
движений при выполнении нагрузочных проб. У 33 пациентов после второго
введения АГСК отмечено «замыкание» в коленных суставах, возможность
самостоятельного стояния в коленном упоре и появления элементов
ходьбы с помощью вспомогательных устройств («ходунки»). При этом 96%
больных 2-й группы до госпитализации в течение нескольких лет не имели
никакой положительной неврологической динамики.
Таким образом, представленные
клинические данные показывают эффективность трансплантации АГСК у
пациентов с ХПСМ. Однако эти результаты требуют объективизации с
помощью нейрофизиологических методов. Одним из таких методов может быть
ЭНМГ.
Анализ ЭНМГ после трансплантации
АГСК подтверждает клиническую картину. Как видно на рис. 3, нарастание
амплитуды М-ответа свидетельствует об аксональной регенерации в
периферических нервах и, косвенно, в СМ. На
прекращение
процессов демиелинизации
периферических нервов указывает отсутствие достоверных изменений в
скорости распространения возбуждения и показателю терминальной
латентности по п. tibialis (p<0,05). Это может быть связано с
восстановлением нисходящих трофических влияний на сегментарный
аппарат СМ,
Однако не всегда имелись прямые
корреляции нейрофизиологических показателей с клиническим
восстановлением двигательной функции. У части пациентов нарастание
амплитуды М-ответа появлялось только после второй трансплантации АГСК. В
то время, как у 5 больных улучшение нейрофизиологической картины не
сопровождалось появлением пассивных или активных
движений.
Дальнейший анализ ЭНМГ с помощью
дисперсионного метода показал, что в разных возрастных группах имеются
различия в показателях амплитуды и латентного периода М-ответа (рис. 4,5].
Так у пациентов моложе 29 лет амплитуда М-ответа выше, а латентный
период длиннее, чем у пациентов более возрастной категории. Возможно,
это связано с тем, что у пациентов до 29 лет первичным в дегенерации лежит
демиелинизирующий процесс, тогда как у пациентов старше 29 лет первично
начинается дегенерация собственно аксона и только в дальнейшем вторично
развивается де-миелинизация. Однако для этого требуется проведение
дополнительных исследований.
При анализе динамики амплитуды
мышечного ответа до трансплантации АГСК у пациентов с травмой СМ в течение
первого года дегенеративные процессы преобладают над репаративными, что
проявляется снижением величины этого показателя. После 1 года включаются
пока неизвестные восстановительные процессы, следствием чего является
повышение амплитуды М-ответа. При длительности процесса свыше 5 лет,
возможно, наступает истощение этих механизмов, и амплитуда вновь
снижается. Полученные данные позволяют предположить, что пациенты с
давностью травмы от 1 до 5 лет являются наиболее прогностически
благоприятными для лечения ХПСМ с помощью трансплантации АГСК [рис.
6). Однако это можно подтвердить только на большей группе
пациентов.
установкой фиксирующей
металлоконструкции. В 2001 г. была оперирована повторно - удаление
металлоконструкции и дополнительная передняя декомпрессия. В 2002 г.
проведена третья операция декомпрессия и фиксация титановыми пластинами на
уровне Th4-Th7. Пациентка неоднократно проходила курсы реабилитации,
однако положительной динамики не отмечала.
Неврологический статус: со
стороны черепно-мозговых нервов патологии не выявляется. Глубокие и
периостальные рефлексы с конечностей D=S, живые, с ног также
симметричные, оживлены, выявляется клонус стоп с двух сторон,
па-логические стопные знаки. Нижняя спастическая параплегия. Выпадение
чувствительности с уровня Th 5. Брюшные рефлексы не вызываются.
Патологические стопные знаки с двух сторон. Нарушение функции тазовых
органов по центральному типу. Менингеальных знаков нет.
Интеллектуально-мнестических расстройств нет. Мышечная сила в нижних
конечностях составляла 5 баллов во всех группах мышц с обеих
сторон.
Пациентка после обследования в
клинике была включена в программу прикладных научных исследований
«Новые клеточные технологии - медицине». Произведен сбор,
стандартизация и криоконсервация АГСК.
ЭНМГ до лечения: при стимуляции
левого большебер-цового нерва отмечается: амплитуда М-ответа - 3,3 мВ,
латентный период - 4,4 мс, скорость проведения импульса по нервному
волокну - 45 m/s.
Через 3 месяца после
трансплантации пациентка поступила в клинику для повторного
обследования и введения аутогенных гемопоэтических стволовых
клеток.
Неврологический статус: со
стороны черепно-мозговых нервов патологии не выявляется. Глубокие и
периостальные рефлексы с конечностей D=S, живые, с ног также
симметричные, оживлены, выявляется клонус стоп с двух сторон,
палогические стопные знаки. Нижний спастический пара-парез до 1 -2 баллов.
Выпадение чувствительности с уровня Th 10. Брюшные рефлексы не вызываются.
Патологические стопные знаки с двух сторон. Нарушение функции тазовых
органов по центральному типу. Пациентка отметила возможность
самостоятельной дефекации. На занятиях ЛФК стала фиксировать коленные и
голеностопные суставы, может передвигаться в пределах палаты с
помощью «ходунков».
ЭНМГ: при стимуляции левого
большеберцового нерва отмечается: амплитуда М-ответа - 6,3 мВ, латентный
период - 4,4 мс, скорость проведения импульса по нервному волокну -
47,8 m/s.
Анализ клинического наблюдения
показывает, что у больной Д. на фоне проведения комплексной терапии с
использованием АГСК была отмечена положительная динамика
восстановления моторной функции, что полностью
Таким образом, представленные
ЭНМГ данные позволяют в большинстве случаев объективно подтвердить
клинические изменения после трансплантации АГСК и выявить
прогностические факторы эффективности проводимой клеточной
трансплантации. Для подтверждения этих данных в качестве иллюстраций
приводим следующее наблюдение.
Пациентка Д., 34 лет, поступила в
клинику 2В.11.2004 с клиническим диагнозом: «Остаточные явления
перенесенной тяжелой позвоночно-спинномозговой травмы,- переломовы-виха
тел Th5-Th6 позвонков. Состояние после операции - заднего корпородеза
на уровне Th4-Th7. Нижняя вялая параплегия, нарушение функции тазовых органов по
центральному типу».
При поступлении предъявляла
жалобы на отсутствие движений в нижних конечностях, нарушение
чувствительности ниже уровня травмы, недержание мочи.
Из анамнеза: травму получила в
результате дорожно-транспортного происшествия в 2000 г. Перенесла
оперативное вмешательство по поводу перелома Th5-Th6 позвонков,
с
подтверждается данными ЭНМГ в
динамике (рис. 7). Наблюдение иллюстрирует отчетливую зависимость
нейро-функционального восстановления пациентки, однако это не правило, а
всего лишь конкретный клинический пример. В ряде случаев установить прямых
корреляционных зависимостей между данными клинического обследования и
данными ЭНМГ установить не удалось. Несомненно, следующим этапом
необходимо исследование динамики соматосенсор-ных вызванных потенциалов и
транскраниальной магнитной стимуляции для оценки восстановления
проводников спинного мозга после трансплантации АГСК. В настоящее время
идет сбор и обработка данных.
Заключение
Обобщая полученные результаты, мы
считаем, что инт-ратекальная трансплантация АГСК в комплексном лечении
ХПСМ является безопасной и клинически эффективной технологией. После
интратекального введения АГСК отмечается уменьшение двигательного и
чувствительного неврологического дефицита, улучшение функций тазовых
органов. Данные ЭНМГ исследования подтверждают клиническую эффективность
терапии АГСК, что проявляется увеличением амплитуды М-ответа,
увеличением скорости проведения импульса по нервному волокну, а также
уменьшением латентного периода.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Брюховецкий А.С.
Трансплантация нервных клеток и тканевая инженерия мозга при нервных
болезнях. М.: ЗАО "Клиника восстановительной интервенционной неврологии и
терапии "НейроВита"; 2003.
2. Ярыгин В.Н., Банин
В.В., Ярыгин К.Н., Брюховецкий А.С. Регенерация спинного мозга крыс после
торакальной сегментэктомии: рост и восстановление нервных проводников.
Морфология 2006; 129(1): 30-8.
3. Леонтьев М.А.
Лечение и реабилитация пациентов с травматической болезнью спинного мозга.
Реабилитация инвалидов с нарушением функций опоры и движения. Под ред.
Л.В. Сытина, Т.К. Золоева, Е.М. Вэсильченко. Новосибирск; 2003:
299-335.
4. Tator C.H.
Strategies for recovery and regeneration after brain and spinal cord
injury. Inj. Prev. 2002; 8: 33-6.
5. Георгиева С.А.,
Бабиченко И.Е., Пучиньян Д.М. Гомеостаз, травматическая болезнь головного
и спинного мозга. Саратов; 1993.
6. Вигпеу R.E.,
Maio R.F., Maynard F. et al. Incidence, characteristics, and outcome of
spinal cord injury at trauma centers in North America. Arch. Surg.
1993;128:596-9.
7. Letts M., Davidson
D., Healey D. Simultaneous fracture of every cervical vertebra: a case
study. Ibid. 2002; 27: 446-50.
8. Schultz K.D.,
McLaughlin M.R., Haid R.W. et al. Single-stage anterior-posterior
decompression and stabilization for complex cervical spine disorders.J.
Neurosurg. 2000; 93: 214-21.
9. Berkowitz J. An
Analysis of Medical and Social Costs. Spinal Cord Injury. New York: Demos
Medical Publishing 1998:107.
10. Young W. Acute,
restorative, and regenerative therapy of spinal cord injury. Piepmeier JM,
ed. The outcome following traumatic spinal cord injury. Mount Kisco. NY:
Futura, 1992: 174-97.
11. Yoon H.A. Treatment of
complete spinal cord injury patients by autologus bone marrow cell
transplantation and administration of granulocyte-macrophage colony
stimulating factor (GM-CSF). Materials of the First International Spinal
Cord Injury Treatment and Trials Symposium. Hong-Kong;
2005:30.
12. Брехов А.И.
Морфологическое и биохимическое состояние поврежденного сегмента спинного
мозга в усповиях его стабилизации: Автореф. дис.... канд. мед. наук.
Симферополь; 1986.
13. Bernhardt M„ White A.A.,
Punjabi M.M., McGowan D.P. The Spine. Eds R.H. Rothman, F.A. Simeone. 3-rd
Ed. Philadelphia; 1992:1167-95.
14. Аганесов А.Г.
Заболевания и повреждения позвоночника и спинного мозга. М.; 1985:
54-6.
15. Kakulas B.A.
Neuropathology: the foundation for new treatments in spinal cord injury.
Spinal Cord. 2004; 42(10): 549-63.
16. Maynard F.M., Bracken
M.B.. Creasey G. et al. International Standards for Neurological and
Functional Classification of Spinal Cord Injury. American Spinal Injury
Association. Spinal Cord 1997; 35(5): 266-74.
17. Van der Ploeg R.,
Oosterhuis H., Reuvekamp J. Measuring muscle strength. J. of Neurology
1984; 231: 200-3.
Россия. Москва Каширское шоссе 23
тел. (499) 324-9339, 324-9389, факс 324-9350
e-mail: neurovita@mail.ru
Лицензия МДКЗ № 15128/6587.
Информация, представленная на сайте не может быть использована
в качестве медицинской консультации.
Все решения по лечению должны приниматься Вами и Вашим лечащим врачом.
