脊髓-骨-骨髓的关系

在正常的骨代谢过程中，骨基质通过合成和分解的有序进行维持着重吸收和骨形成之间的平衡，而脊髓损伤（spinal cord injury，SCI）的发生打破了重吸收和骨形成之间的平衡。SCI早期肌肉功能丧失和神经损伤水平以下的骨垂直负荷减少可导致大面积骨质减少或骨质疏松的加速，导致脊髓损伤患者发生骨折的风险大大增加。

SCI可诱导骨代谢的深度改变，导致骨丢失增加，其特征在于动力学、严重程度及位置的特异性。骨丢失通常有两个阶段：一是在损伤后立即开始并在3～5个月后达到高峰的急性期，二是骨量逐渐稳定的慢性期，通常在损伤后的16～24个月。脊髓损伤患者骨骼紊乱的病因虽不明确，但是骨强度逐渐丧失后会引起轻微创伤后骨折风险增加、激素水平改变。骨量和结构改变的主要决定因素是神经损伤后的固定显著降低了机械负荷，进而抑制成骨细胞的活性。一项临床研究表明，急性期脊髓损伤患者的骨膜素、骨膜蛋白水平更高，硬化蛋白水平更低，骨丢失增多，增加骨折等风险。因此脊髓损伤后数年内患者都处于低硬化蛋白水平，截瘫和四肢瘫痪的人群中硬化蛋白水平也较低。它是慢性SCI患者骨质疏松严重程度的一种生物标志物。BMSCs 是骨髓中的造血和功能支持细胞，特有的表面标志物使 BMSCs 容易躲避免疫监测。BMSCs 可通过上调 SCI 后血管内皮生长因子的表达，促进脊髓血管再生，从而促进运动功能恢复。此外，BMSCs可通过局部提供营养和保护、局部抗炎、清除抑制神经再生的蛋白和相关因子、修复脱髓鞘神经等方式促进SCI后的功能恢复。目前研究结果显示，骨髓来源干细胞可以诱导分化为神经干细胞，并被用于神经系统疾病的治疗中。研究者采用大鼠脑脊液诱导分化骨髓神经干细胞治疗脊髓损伤大鼠，结果显示，BMSCs被成功诱导分化为神经干细胞，治疗组大鼠运动功能恢复明显，可自然行走，BBB评分明显高于模型组，说明骨髓来源神经干细胞对脊髓损伤大鼠运动功能具有较好的治疗效果。人骨髓基质细胞（human bone marrow stromal cells，hBMSCs）可显著改善脑出血大鼠的神经功能，这种改善作用能够减少组织损伤，增加hBMSCs局部含量，并且与有丝分裂活性、未成熟神经元成熟、突触发生和神经元迁移有关。有研究者对人为诱导脑出血大鼠静脉输注hBMSCs，14天后发现接受hBMSCs治疗的大鼠神经功能评分均有明显的改善，同时发现治疗后的脑损伤区内hBMSCs、未成熟神经元、神经元迁移、突触发生显著增加。已有研究发现，与同龄人相比，脊髓损伤患者有更高的骨质疏松及骨折发生率。早期评估骨丢失及骨折相关危险因素对预防脊髓损伤患者骨质疏松及脆性骨折至关重要。临床研究中，无脊柱骨折或涉及脊柱手术组β胶联降解产物（β-CTX）水平低于有脊柱骨折或涉及脊柱手术组，其中有脊柱骨折或涉及脊柱手术组中有90例（70.31%）β-CTX高于正常高限，无脊柱骨折或涉及脊柱手术组中只有2例略高于正常高限，因此认为有脊髓骨折或相关病史的患者有更严重的骨丢失风险，这与骨丢失造成的骨质疏松症及脆性骨折关系密切。