腦脊液動力學百年經(jīng)典理論爭議-國際小兒神外教科書教授談腦積水新病理機制
發(fā)布時間:2024-03-11 12:00:30 | 閱讀:次| 關鍵詞:腦積水
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2023年11月25日,INC國際神經(jīng)外科醫(yī)生集團“三屆國際神經(jīng)外科顧問團云端峰會”于中國一高樓,被譽為“上海之巔”的上海中心大廈的J酒店開幕。時隔四年,INC旗下國際神經(jīng)外科顧問團(WANG)十多位成員教授再度聚首上海,以“Neurosurgery is art”為主題,與國內(nèi)專家共話神外美學!近百位國內(nèi)神經(jīng)外科專家受邀參會,見證了這場云集多位國際“教授”專家的國際神經(jīng)外科界較高規(guī)格的學術盛宴。
作為INC國際神經(jīng)外科醫(yī)生集團旗下專家顧問團成員,Di Rocco教授近年來多次來華進行學術交流,交流其研究成果。在本次INC三屆國際神經(jīng)外科顧問團云端峰會中,Di Rocco教授帶來了關于腦脊液循環(huán)的新研究及新認識(A new understanding of CSF circulation),深度地揭示了各種腦瘤、先天因素等病變因素所導致的腦積水的原因,對更好的治療腦積水有著重要的指導意義,下文將根據(jù)Di Rocco教授的峰會演講進行翻譯轉述,因為試驗研究的復雜性,演講翻譯可能存在細節(jié)不足之處,具體可以結合會議視頻和其背后的試驗研究進一步解讀。
意大利Concezio Di Rocco教授
國際兒童顱底學會創(chuàng)始人,曾任國際神經(jīng)外科聯(lián)合會教育委員會共同主席以及國際兒童神經(jīng)外科學會主席Concezio Di Rocco教授受邀參會,目前他還是國際兒童神經(jīng)系統(tǒng)雜志《Child´s Nervous System》現(xiàn)任主編以及國際神經(jīng)外科聯(lián)合會基金小兒腦積水項目負責人。Di Rocco教授還是歐洲兒童神外住院醫(yī)師規(guī)范化培訓創(chuàng)始人。在2019年獲得了國際神經(jīng)外科聯(lián)合會(WFNS)終身成就獎。
擅長領域:作為國際兒童神外教科書級別國際專家,Concezio Di Rocco教授尤為擅長小兒神經(jīng)纖維瘤、癲癇、腦積水、蛛網(wǎng)膜囊腫、顱縫早閉、腦和脊髓腫瘤、腦和脊柱畸形(半椎體畸形,皮質發(fā)育不良,脊髓脊膜膨出,脊髓內(nèi)脂肪瘤,Arnold-Chiari畸形)等難治病癥方面的治療,進行過12,000多次神經(jīng)外科手術。
Di Rocco教授課題講解全記錄
“關于腦脊液的研究并不新鮮,因為我在文獻中發(fā)現(xiàn),有一些很久以前觀察到的一些現(xiàn)象被忽視了,而這些因素重要。”
腦脊液是什么?關于腦脊液動力學經(jīng)典解釋
什么是腦脊液?腦脊液在腦室內(nèi)由脈絡叢產(chǎn)生。它通過中腦導水管循環(huán)到四腦室,再通過外側孔或正中孔流出,然后往下流到脊髓后部的蛛網(wǎng)膜下腔,再次循環(huán)上升回流到大腦表面,被蛛網(wǎng)膜顆粒和絨毛吸收,然后進入靜脈循環(huán)。這是我們都知道的一種經(jīng)典腦脊液循環(huán)模式,它可以解釋我們在臨床實踐中發(fā)現(xiàn)的很多問題。
這一理論由Dandy and Blackfan提出,源于對脈絡叢分泌腦脊液以及絨毛和蛛網(wǎng)膜顆粒吸收腦脊液的動物實驗,距今已有100多年的歷史。
這是相關文獻的原因。在沃爾特·丹迪(Walter Dandy)時代,已經(jīng)有像韋德(Weed)這樣的重要科學家不同意他的觀點,但他們無法反駁丹迪提出的經(jīng)典理論,因為丹迪的名氣更大,全部人都接受了他的理論。
小知識:關于Dandy and Blackfan的腦脊液動物實驗
他們在小狗動物上進行了試驗研究,使用棉花紗布堵住了狗的中腦導水管,動物在三到八周后死了,終止實驗的時間相差很大。動物頭骨沒有增大,后來他們說是因為縫合線已經(jīng)融合了。這是有名的實驗,然后他只報告了該研究案例,并說這代表了全部其他案例。其他的案例他并沒有討論過。然后他得出結論,導水管閉塞會產(chǎn)生腦積水。
(Dandy等研究腦脊液研究模型)
我們看一看圖像,可以看到他引入的棉花紗布有多大,因此我們不能排除這棉花導致靜脈竇受壓和間腦受壓的可能性。更重要的是,他沒有對顱內(nèi)壓進行評估,既沒有考慮到靜脈,也沒有考慮到淋巴管對腦脊液循環(huán)的影響。
如今,這類實驗不會被接受發(fā)表。
關于腦脊液循環(huán)主要有兩個研究假說。
一是腦脊液“下流”假說
其一是腦脊液不斷從腦室向下流動到脊柱脊髓蛛網(wǎng)膜下腔內(nèi),因此這是一種從側腦室到脊髓蛛網(wǎng)膜下腔的級聯(lián)運動。這與我們現(xiàn)在做三腦室內(nèi)鏡手術時看到的情況形成了鮮明對比,我們看不到腦脊液從三腦室往下流出,反而我們看到腦脊液在三腦室內(nèi)往上流。
二個研究假說是一種腦脊液液壓假說
腦脊液從腦室流向中腦導水管,再從導水管流出,就像一條運河,就像水通過某種“通道”。這就意味著,如果腦脊液循環(huán)受阻,就會產(chǎn)生腦積水。
但同樣的假說是,這種“水通道”應該有一個不滲透腦脊液的壁,就像我們房子里的水管一樣,事實并非如此。
現(xiàn)在我們有了核磁共振掃描儀器,我們可以看到腦脊液可以從腦室逸出,并進入腦實質。因此,室管膜并非不透水的。這個概念淵源于以往的研究,他們使用了無法穿越室管膜的重粒子。但是,腦脊液的流動完全自由地從腦室進入間質空間,然后也向相反的方向流動。
總之,這就是Dandy的概念:腦脊液在脈絡叢中產(chǎn)生,進入腦室,在蛛網(wǎng)膜下腔循環(huán),在蛛網(wǎng)膜下腔和靜脈被吸收。
腦脊液動力學百年經(jīng)典假說的爭議
1、腦脊液(CSF)動力學的概念仍然假說從側腦室持續(xù)向下流向脊髓蛛網(wǎng)膜下腔,這與放射性核素和核磁共振成像的研究相沖突
關于Dandy提出的腦脊液動力學經(jīng)典解釋,實際上部分與臨床證據(jù)相悖,因為當患有這種所謂的外源性腦積水時,并不存在任何積液。如果在蛛網(wǎng)膜下腔出現(xiàn)阻塞,那么蛛網(wǎng)膜下腔就會出現(xiàn)積液。但并沒有積液。我們已經(jīng)看到腦脊液從腦室流出。
在這個病例中,我們可以看到腫瘤位于顱后窩,腦脊液從腦室流出。
此外,在動物不存在蛛網(wǎng)膜顆粒,即使是人類,在妊娠32周之前也不存在蛛網(wǎng)膜顆粒。我們還知道,蛛網(wǎng)膜下腔和上矢狀竇之間的壓力并不恒定。有時,上矢狀竇內(nèi)的壓力高于蛛網(wǎng)膜下腔內(nèi)的壓力。
因此,放射性核素和核磁共振成像的研究與腦脊液從腦室向蛛網(wǎng)膜下腔大量流動的理論相沖突。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)的是腦脊液在腦室和腦腦組間隙的一種流動,反之亦然。我們現(xiàn)在已經(jīng)有很多研究證實了這一點,這也是這一觀察結果的必然解釋。
2、腦脊液并非僅在腦室產(chǎn)生
腦脊液并非僅由在腦室產(chǎn)生,而是到處都在產(chǎn)生,到處都被吸收,不僅在腦室、在室管膜被吸收,還在大腦中被吸收。因此,這是腦室中腦脊液和間質液體的一種持續(xù)的流動交換,兩者含有同樣的腦脊液。
這些是公認的發(fā)生腦積水的機制,即交通性和梗阻性腦積水的病理機制。但是具體發(fā)生什么呢?我們需將腦積水視為腦脊液循環(huán)緩沖系統(tǒng)受限的結果,即是顱內(nèi)-腦內(nèi)順應性的降低,這可能導致腦脊液在不同區(qū)域積聚形成腦積水。
3、哪些情況會可能出現(xiàn)腦積水?
如果腦室內(nèi)有梗阻,就會導致腦室擴大,但如果腦室外有梗阻,即使是常見的腫瘤,六分之一的患者也會出現(xiàn)腦積水。
當蛛網(wǎng)膜下腔容積受限時,也會出現(xiàn)腦積水。比如有顱縫早閉、頭骨發(fā)育不良或炎癥時,蛛網(wǎng)膜下腔的緩沖能力就會受到限制。當靜脈壓力增加時,也會出現(xiàn)腦積水。
關于腦脊液動的新認識有哪些?
1、腦脊液的流動沒有任何屏障
那我們看一看實際情況如何吧。腦內(nèi)腦脊液的流動沒有任何障礙。腦脊液可以從間質中流向腦室內(nèi),也可以從腦室內(nèi)流向間質空間。
我們有證據(jù)表明,在大腦的多個結構中都有腦脊液的產(chǎn)生和吸收,這種機制會在不同的動物物種中發(fā)生變化,也會在人類從幼年到老年年齡增長的過程中發(fā)生變化。三歲以下的幼兒表現(xiàn)出不同的腦脊液流動和不同類型的腦積水。此外,還有其他產(chǎn)生和吸收腦脊液的途徑。
例如,伸入大腦的毛細血管被腦脊液包圍,這種腦脊液會來自動脈血管,也會被靜脈血管吸收。我們還知道,腦脊液會被神經(jīng)周圍鞘吸收,是嗅神經(jīng)和聽神經(jīng)。腦內(nèi)腦脊液的流動還有其他途徑。
此外,淋巴系統(tǒng)在緩解腦積水也很合適,是在年輕時,它可以彌補腦室擴張和腦積水。麥康伯(McComb)對年輕患者進行過一系列的棒的實驗,這些實驗顯示了淋巴系統(tǒng)是如何在腦脊液循環(huán)異常的情況下排出腦脊液的。
這就是我們大腦,就腦室內(nèi)和間質中的腦脊液體量。而這兩個部分包含的就是同樣的腦脊液。
2、現(xiàn)在會如何解釋的腦脊液的流動?
我們知道,腦脊液會穿過室管膜,但室管膜也會吸收腦脊液,室管膜內(nèi)還有血管、毛細血管和小動脈。然而,這種腦脊液轉運體(較重要的是水通道蛋白4 AQP4),解釋了為什么腦脊液可以從動脈循環(huán)中吸收并被排斥到靜脈循環(huán)中。
可以看到像WANG標志的一種組織結構??梢钥吹酱竽X中腦脊液的分布情況。在腦室內(nèi),腦實質內(nèi),在血管周圍,在這些小動脈周圍,到處都有腦脊液。
腦脊液被吸收到AQP4這種介質(也包括其他介質),在顱內(nèi)壓升高的情況下,它也能合適地補償腦脊液積液。
那么,對大腦內(nèi)部腦脊液流動的解釋是什么?就是血管周圍空間的這種組織結構就像大腦的淋巴管。它可以讓多種物質進入間質中的腦脊液,并進入腦室,反之亦然。這就是如今解釋腦脊液循環(huán)的膠質-淋巴循環(huán)概念。
這是一種組織結構,在動脈周圍可以看到,全部的血管都有軟膜鞘,還有一個充滿腦脊液的空間。AQP-4水通道蛋白把腦脊液從這個血管周圍運輸?shù)酱竽X組織間質中。同樣的介質會使腦脊液進入有毛細血管的血管周圍的空間,然后進入靜脈循環(huán)。這就是腦內(nèi)腦脊液流動的基本機制。
這是對腦脊液動力學的經(jīng)典解釋。我的朋友Rekate教授今年才發(fā)表了。就有一個系統(tǒng),再次重復丹迪的概念,在腦室中產(chǎn)生腦脊液,循環(huán),然后進入蛛網(wǎng)膜下腔,被不同結構重新吸收,進入靜脈循環(huán)。我們不難發(fā)現(xiàn),這個系統(tǒng)中缺少了一個因素。
就是大腦,腦實質。因此,100年后,我們可以開始改變我們的想法,用另一種方法來解釋腦脊液動力學。更加復雜,到處都發(fā)生。
結論
我們?nèi)缓蟮贸鼋Y論,脈絡叢并不是產(chǎn)生腦脊液的結構。有很多文獻提到,切除脈絡叢很重要,但實際上并不會改變腦積水的情況,只會在短時間內(nèi)有改變。絨毛和蛛網(wǎng)膜顆粒并不是吸收腦脊液的結構。
因此,Cushing的三種循環(huán)的概念,我認為他接受了,因為他想與他的對手Dandy成為朋友,但我認為,他從來沒有相信這一點,而相信這是不存在的。產(chǎn)生腦脊液有多個部位,吸收腦脊液也有多個部位。
而腦脊液,這是較重要的概念,可以完全自由流動。四腦室可能完全被腫瘤填滿并阻塞,卻不出現(xiàn)腦積水,這種病例我們有一些。如今的研究都是針對這種解釋腦脊液流動的介質。因此,如果顱后窩有腫瘤,可能會出現(xiàn)腦脊液流動受阻的情況,但同時也會出現(xiàn)腦內(nèi)其他循環(huán)受阻的情況,可能會出現(xiàn)積液,也就是腦內(nèi)腦積水,不是腦室哪腦積水。感謝您們的關注。
參考資料:
DANDY W E.EXPERIMENTAL HYDROCEPHALUS[J].Ann Surg,1919.
這些年來,中國神經(jīng)外科手術水平取得了較大的進步,同時也有很多國內(nèi)青年神經(jīng)外科醫(yī)生有志于向國際神經(jīng)外科教授交流,尋求技術精進突破。INC國際神經(jīng)外科醫(yī)生集團作為一個國際性的學術交流平臺,自成立以來經(jīng)常組織旗下國際神經(jīng)外科顧問團的國際教授來華參加國內(nèi)大型學術會議、舉辦專場沙龍,旨在與國內(nèi)同仁共享神經(jīng)外科領域的新技術成就,實現(xiàn)各國神經(jīng)外科無國界的交流。
INC(International Neurosurgeon’s Circle)是一個專注于神經(jīng)外科領域教授學術交流的醫(yī)生集團。INC旗下國際神經(jīng)外科顧問團(World Advisory Neurosurgical Group,WANG)成員均是來自國際各國神經(jīng)外科不同細分領域的教科書級別專家。作為聯(lián)接中外神經(jīng)外科領域專家的紐帶,集團近年組織國際神經(jīng)外科教授專家來我國開展學術交流、技術探討,并開展高難度手術;與國內(nèi)多家醫(yī)院展開合作,促進了國內(nèi)外神經(jīng)外科的共同發(fā)展進步,也為國內(nèi)外神經(jīng)外科患者提供了更多新的治療選擇?! ?/p>

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