创伤性脑损伤(traumatic brain injury,TBI),也称为脑外伤。其发生率高、死残率高、后遗症多,给患者及家庭造成极大的痛苦和经济负担,也给社会带来沉重的负担。TBI的严重后果包括:运动功能缺陷、知觉障碍、认知缺陷、语言障碍、外伤性癫痫、人格改变等,其中认知障碍为最持久和最严重的症状之一,通常表现在注意力和记忆力两方面。
成千上万在阿富汗和伊拉克服役的士兵都曾经历过创伤性脑损伤,这是一种看不见的损伤,难以理解并且难以诊断和治疗。经历过TBI的士兵通常能够继续服役,但有些人会受到严重和长期的机体、精神和行为的影响。现在,越来越多的现役军人和退役士兵受到TBI的困扰,因此急需努力研究诊断和治疗这种疾病的新方法。
爆炸对脑部的影响
与其他战争相比,TBI在伊拉克和阿富汗战争中所占比例较大,原因就在于反对派所选择的武器主要是爆炸装置。为研究TBI对患者的影响,有些学者还收集了民间病例,民间TBI主要由交通事故、运动损伤和跌落引起,它不能模仿战争相关TBI的程度和影响,尤其不能模仿爆炸性装置引起的损伤。美国约翰霍普金斯大学应用物理实验室国家安全技术部的Ibolja Cernak博士说:“还有很多我们所不了解的非爆炸引起的TBI。”
战争环境为诊断TBI提出了挑战,它能表现出一系列程度不同的生理和心理症状,受伤后可以马上出现,也可能隔几天或几周后出现。密西西比州杰克逊医学中心心理健康主任Roy Reeves说:“由于受伤后残疾和神经精神问题通常不会立即显现,所以TBI被称为沉默的流行病。”
轻度脑外伤或脑震荡是伊拉克和阿富汗作战部队中最常见的类型,多由炸弹爆炸引起。这种爆炸导致的损伤首先由冲击波引发,冲击波引起气压变化,然后导致不同密度的组织器官位移速率不同,最终导致组织器官错位、伸展和引起剪切力。研究人员正努力了解爆炸后的冲击波是如何损害大脑以及多次爆炸、低级别爆炸是否导致持续损伤。爆炸引起的二次和三次损伤已了解得比较多,二次损伤是由冲击波带动的物体高速运动导致对人员的撞击所致,三次损伤是冲击波把人吹到物体上引起的撞击,而这就类似于民间的TBI。
Cernak说:“爆炸导致的脑损伤可由冲击波通过头骨直接传递到脑,引起头部加速和(或)旋转直接造成;或者冲击波通过胸部和腹部的大血管把动能间接传递到中枢神经系统,间接造成损伤。” 最近在华盛顿特区举行的创伤性脑损伤联邦机构间会议上,有研究称对大鼠进行试验时,仅用一次冲击波造成的氧化应激反应就可能导致神经损伤;免疫影响可能会导致慢性全身反应以及神经异常。其他研究者在会议上表示,爆炸可以在灰质毛细血管床这种水平影响大脑的精密连接,导致广义上的擦伤,但在影像上却显现不出来。
哈佛大学工程与应用科学学院的研究发现,快速机械损伤能够诱导血管强力收缩和重组,他们利用高延展性人工动脉层来模仿爆破对血管的冲击波作用。在冲击1小时后,受损组织内部钙离子发生变化导致过敏以及内皮素-1收缩刺激。1天后,组织表现为爆破冲击力依赖性长期强力收缩和血管平滑肌表型的转变,表明血管出现了重组(PNAS 2011;108:12705-12710)。
尽管绝大多数经历过轻微TBI的人在受伤后很快就能恢复,但有研究显示5%~10%的患者会留下持久的后遗症。最近一项对907名TBI士兵的分析表明,绝大多数人的TBI轻微,33.4%的士兵自我报告参战后有3种或3种以上症状。头痛和头晕是受伤后最常见的症状,易怒和记忆问题随着时间逐渐出现并持续存在(TerrioHet al. J Head Trauma Rehabil 2009;24:14-23)。
研究表明许多TBI患者出现沮丧或其他情绪性疾病,这会限制他们的社会联系并增加他们的孤独感。复杂的TBI是一种高发的士兵创伤后应激障碍(posttraumatic stress disorder,PTSD)。对从伊拉克和阿富汗战争退伍的老兵研究发现,相比没有轻度TBI的退伍军人,有轻度TBI的人更可能患有创伤后应激障碍,更有可能自我评价其健康总体状况一般或较差,并且达不到其医疗和心理需求。不仅如此,他们的心理障碍和认识障碍都较严重(J Nerv Ment Dis 2009;197:748-753)。与TBI相关的神经功能缺陷也许可以解释脑部受伤后为什么对PTSD和物质使用障碍的易感性增加(JAMA 2008;300:720-721)。
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复杂的治疗
TBI的治疗是困难而又复杂的。典型治疗包括多学科途径,药物治疗包括抗抑郁和精神科药物以及康复治疗,如认知治疗、行为治疗、社交技巧训练、职业培训以及个人、小组和家庭治疗。TBI安全有效的治疗正运用于临床实践,而且临床前和临床早期研究都在进行中,并得出了有希望的结果。有些人正在进行受伤后使用轻到中度低温治疗方法的研究,但得出的结果是令人混淆的,诸如损伤严重程度、年龄和性别在决定这种治疗方法的疗效时起到的作用;不但如此,低温治疗的时间窗也是个问题,如不同人群的低温治疗时间到底多长比较好?以及如何对他们进行复温?(Neurotherapeutics. 2010;7:43-50)
其他潜在有效的干预方法包括针对炎症反应的治疗,以期达到对脑神经的保护作用。在创伤性脑损伤联邦会议上,有学者指出炎症加速了TBI后的脑损伤,但某些大脑炎症反应又能促进神经可塑性和大脑损伤后的康复。这两种相反的效应似乎是暂时分离的,在受伤后最初几天,炎症的有害损伤占了主导,之后促进康复的一面便显现出来。这次会议上有一篇临床前研究显示,使用一种聚(ADP -核糖)聚合酶抑制剂,可以在TBI后最初几天通过阻断NF-κB介导的基因转录来对抗炎症,提高远期疗效。
最近,有报道表明,通过促进血管生成、轴突重塑和神经生成可以在细胞水平上提高脑修复,显示出潜在的疗效。比如TBI后使用诸如促红细胞生成素和他汀类药物,可以促进大鼠TBI后的血管生成和功能恢复。除此之外,TBI后从幸存神经上的轴突发芽可能与同时发生的运动功能恢复有关,骨髓基质干细胞治疗可促进神经轴突可塑性,为患者提供额外的受益(Curr Opin Investig Drugs. 2010;11:298-308)。
因为TBI是由脑部和全身级联变化导致的复杂病变,从而引起包括神经过度活跃在内的病理变化,如过量谷氨酸释放、炎症、血脑屏障通透性增加和脑水肿,基因表达改变和神经功能障碍。现在人们的注意力已转向多效药物(不止有一个疗效的药物),能够作用于多个基因组、蛋白质组和代谢途径,以改善脑损伤后的结果。比如孕激素,通过众多代谢途径和生理途径影响损伤后反应,在各种中枢神经系统损伤模型中被证明是有效的神经保护剂(Stein DG. Neuroscience. doi:10.1016/j.neuroscience.2011.04.013)。丙戊酸钠,一种抗癫痫药物,在动物实验中产生可喜结果,该药有许多靶点,包括γ-氨基丁酸(GABA)转氨酶、电压门控钠通道、糖原合成酶激酶3和组蛋白去乙酰化酶,并因此可能减轻各种TBI相关的病理。
波士顿医疗系统的心理服务部主任Jennifer Vasterling说:“TBI的最佳治疗也许是剪裁各种治疗方法以适应于每个患者的不同病情……应该鉴别能够预测患者自然康复的生物标志物和其他风险因素,这会对以后的干预措施有用,给不同的患者匹配不同的干预方法,优化他们的治疗。”
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没有希望的预防
尽管试图通过诸如头盔、装甲车辆等军事装备,以及使用简易爆炸物检测装置来阻止或限制此类伤害,但士兵发生TBI的风险仍然很高。曾在阿富汗服役的军队流行病学家Remington Nevin说:“目前,军队医疗机构对于减少这种损伤风险没什么好办法。但现在可以做的是实施严格政策,大幅限制那些易感或高风险人群,如已有TBI史的士兵。”
事实表明那些有TBI史,且有TBI症状的士兵如果再发生一次TBI,那么发病和致残的风险将显著增加。Remington Nevin说:“由于现在服役的士兵常规多次部署,每个地方只呆几个月,精确鉴别和限制他们今后的部署是TBI预防政策的核心。” 2003年1月至2011年4月,现役部队健康监测中心的数字表明,已有2858位以前即有TBI的士兵被部署到伊拉克或阿富汗。士兵知道如果经历过TBI的话,相关部门会阻止把他们部署到海外,于是他们就不大会上报他们曾有过TBI,这可能会干扰对患病率的评估以及治疗工作。
作为预防TBI的一线方法,许多努力都集中于那些确诊并有症状的TBI。比如,国防部和退伍士兵医院有15个TBI研究计划,另有2个民间TBI康复研究计划组成了防御和老兵脑损伤中心,其总部设在华盛顿的沃尔特里德陆军医疗中心,各地协同工作以提供TBI治疗和提高护理水平。退伍军人事务部还负责一个全国性的计划,称为多发性创伤/TBI系统性治疗(http://www.polytrauma.va.gov/),并且军队提供额外的TBI治疗方案,如德克萨斯州圣安东尼奥堡布鲁克陆军医疗中心(http://tinyurl.com/5rptpr7)。
其实,如果没有了战争,也就没有了这一切。但是为了维持“帝国”的利益,成千上万的美军“士兵”被运送到远离家乡的战场,遭受着死亡和创伤的威胁。面对遥遥无期的“撤军”计划,面对不断开辟新战场的渴求,所有其他预防手段都是“徒劳”的。
(编译:陈照奇)