中华医学会近日公布2023年中华医学科技奖获奖名单。作为医药卫生行业最具影响力的奖项之一,中华医学科技奖的获奖成果代表了我国医学科技的领先水平。这些成果如何提升我国的医疗技术水平?为老百姓的健康带来了哪些好处?本期“关注中华医学科技奖”专栏将进行深入报道。

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如果把人体比作一幢楼房,脊柱就相当于承重梁。脊柱分为颈椎、胸椎、腰椎、骶椎和尾椎5个部分,30多节椎骨支撑着人体的上身躯干。当椎骨被肿瘤侵袭,就像树干被蛀虫逐渐侵蚀,会伤及周边器官乃至深处的脊髓神经。梁塌了,楼房也就随之倾倒。

长在脊柱不同节段的肿瘤像是一座座易守难攻的高山。20多年来,海军军医大学第二附属医院(上海长征医院)骨科肖建如教授团队坚持与各种复杂性脊柱肿瘤展开抗争,突破复杂脊柱肿瘤切除的手术禁区,破解了超长节段和特殊节段重建的难题,攻下一个个山头。该团队的科研成果“复杂脊柱肿瘤精准治疗体系的建立和应用”近日荣获2023年中华医学科技奖医学科学技术奖一等奖。

遇冷:手术“开了就关”

“绿色的肿瘤”盘踞在“白色的脊柱”之上,“红色的血管”在外围缠绕,在肖建如办公室外的橱窗里摆放着许多这样的脊柱肿瘤3D模型,这也是他和团队攻下一个个山头的见证。

与肺癌、结肠癌这些被众人熟知的肿瘤比起来,脊柱肿瘤显得有些小众。肖建如介绍,人群中骨肿瘤发病率约为0.01%,而脊柱肿瘤占骨肿瘤的10%。脊柱肿瘤分为原发性和转移性,转移性肿瘤发病率是原发性肿瘤发病率的30~40倍。肺癌、肝癌、肾癌等内脏恶性肿瘤患者中,有30%~70%发展至中晚期时,肿瘤会转移至脊柱。

这类肿瘤虽鲜为人知,破坏性却很强。“多数脊柱肿瘤发生之后会造成溶骨性骨质破坏,像是蛀虫把树干蛀空,肿瘤会将骨头渐渐溶解,引发病理性骨折,从而压迫神经导致瘫痪。”肖建如解释说。

脊柱肿瘤治疗是国际医学界公认的具有挑战性的临床难题,医生将其看作是脊柱外科的技术制高点。手术治疗是对抗脊柱肿瘤的主要手段,但它此前却被称为“开关手术”。肖建如说:“由于脊柱解剖的特殊性及复杂性,脊髓神经横穿椎管,椎旁毗邻大血管和重要器官,手术极易造成难以控制的大出血、死亡、脊髓损伤或神经损伤,很多手术做到一半而无法继续进行,只能‘关门’草草结束。”

20多年前,肖建如就频繁遇到让他备感懊恼的“开关”经历。那时,主攻脊柱脊髓伤病的他,发现脊柱肿瘤患者渐渐多了起来。1996年,在一间三人间病房里,他就遇到了两个同样患有胸椎巨细胞瘤的女孩。

“她们都20多岁,当时都在谈恋爱。”肖建如回忆,“其中一个女孩手术很成功。另外一个女孩由于肿瘤的血液供应丰富,术中出现了大出血,陆续进行了5次手术,但肿瘤却越长越快、越长越大,最终导致瘫痪。”

肖建如清晰地记得,2002年韩日世界杯期间,他接到这个女孩丈夫的电话,得知了女孩去世的消息。

这件事情让肖建如感到很窝火。“为什么同样的肿瘤患者,却面临不同的结局?”他不停地问自己,“为什么总是攻至半山腰就只能撤退,离攻到山头总差一口气,为什么技术总是差一点?”他暗下决心要攻下山头。

登高:触到天花板

从获奖项目名称的“复杂”二字就可看出,肖建如团队所选的攻山之路布满沟壑。他们所要攻取的是位于特殊节段、包裹着重要脏器、被血管缠绕,累及多节段、反复复发的脊柱巨大肿瘤。对于这些通常被认为是不可切除或难以切除的肿瘤,只能进行姑息手术或放化疗,患者往往只能在等待中瘫痪或死亡。

“这是枕颈段,是头颅和颈椎的连接点,难以找到合适的手术暴露位置;往下的这一段是颈胸段,左右无名动静脉、颈总动脉、椎动脉、颈内静脉、主动脉弓正好位于这个位置。”肖建如拿起一个模型比画着介绍,“总的来说,治疗这些脊柱肿瘤面临的共同难题就是:手术入路从哪里走、怎么切除、如何重建。”

在临床中积累经验,泡在实验室里,在人体标本上反复解剖研究,探索手术入路的最佳路线和切除方式……由此,他们一一攻克难关。就以位于枕颈段的寰枢椎肿瘤来说,他们探索了经颌下U形入路。比起传统的经口咽或劈开下颌骨的入路,这种入路方式能较好地显露和保护椎动脉,减小手术创伤,避免经口入路相关并发症。

2017年,一例震惊中外的“换颈术”让他们触摸到了脊柱肿瘤手术的天花板。“这是患者小雯最近的照片,你看,她跟正常人没什么两样。”肖建如拿出小雯术后的X线照片,忍不住发出“很漂亮”的感慨。

当时,28岁的小雯被确诊为软骨肉瘤。“这是一种极易复发的恶性肿瘤,对化疗不敏感。手术切除肿瘤是唯一可行的方法。”肖建如介绍,颈椎共有7节,小雯的颈椎中有6节被肿瘤侵蚀,必须将这6节颈椎骨整体切下,然后植入假体以行使颈椎支撑脑袋的功能。这相当于换个脖子,难度可想而知。

在手术正式实施前,肖建如团队花了3周时间为小雯定制全人工椎体假体,对每个细节都深思熟虑:选择钛合金材料足够硬,不易出现免疫反应;3D打印技术可以将假体做成海绵微孔的结构,模仿骨小梁空隙,好让邻近的骨头爬过来,实现假体和人骨的融合;将人工椎体的顶端设计为“T型半弧形”断面,使之能更好与人体的寰椎侧块衔接。

手术过程更为艰难。他们需要小心翼翼地避开椎管中的硬膜囊和颈髓、横突孔中的椎动脉、颈神经根,以确保它们完好无损。经过两次手术,团队终于将小雯的肿瘤彻底切除,并置换上3D打印的钛合金全颈椎人工椎体,上下两端用螺钉固定。

在与脊柱肿瘤不断的较量中,肖建如甚至还成了“发明家”。他带领团队研发了多种新型内固定系统,如超薄型颈前路钛板、防滑移人工椎体等;淘汰了用起来不太顺手的手术器械,发明了全脊椎切除器械系统。项目团队共获得国际发明专利1项、国家发明专利21项、实用新型专利80项,一批批成果逐渐应用到临床中。

望远:让患者“软着陆”

脊柱肿瘤的复杂性,带来的一个问题便是脊柱肿瘤手术的安全边界难以精准把握,常常留下肿瘤残留、复发的隐患。为此,他们必须有更多攻山的武器,才能更彻底地消灭“敌人”。

计算机辅助脊柱肿瘤精准切除技术就是他们找来的“外援”。从肖建如向记者展示的一张图片中,可以看到这项技术的神奇之处:医生手持一个外形酷似飞行器的术中导航系统在患者肿瘤部位探测,通过旁边的显示屏可以直观地确定肿瘤与周围组织的关系及切除边界,利用虚拟现实技术模拟场景锁定肿瘤界限,实施脊柱肿瘤精准切除与重建。肖建如告诉记者,在计算机辅助下精准实施手术切除,实现了脊柱肿瘤的沿安全边界切除,有效避免了肿瘤残留,降低局部复发率。

然而,面对更难缠的劲敌——那些对传统化疗、放疗不甚敏感,手术切除后又缺乏有效辅助控制手段的恶性脊柱肿瘤,肖建如团队跳出传统思维,转向新型靶向药物、免疫治疗的创新研究。

肖建如兴奋地向记者分享了一系列成果:“我们团队以树形高分子材料为框架合成了‘开关式’刺激响应载体。它可以装载多种抗肿瘤药物,在动物实验肿瘤组织中靶向释放,精准杀伤肿瘤细胞。我们还在国际上首次探索使用靶向药阿帕替尼治疗进展期脊索瘤。事实证明,该药物能够有效控制脊索瘤进展,明显减轻疼痛症状,提高患者生存质量。”

经过20多年的攻关,项目团队将脊柱肿瘤切除率由原来的40%提升至目前的97%,复发率明显降低。从跟踪学习、追赶,到与欧美同步,目前,上海长征医院已发展为国际上最大的脊柱肿瘤治疗中心,成为众多脊柱肿瘤患者生命相托的“最后一站”。

登高眺远,肖建如有了新的目标——“争取让更多患者‘软着陆’”。为此,肖建如不敢有半分懈怠。“未来要攻关的问题还有很多,诸如治疗技术如何更加规范、手术并发症发生率如何进一步降低等。”肖建如期待,搞清楚肿瘤发生发展、复发及转移的机制,找到精准防治的办法,让那些宁愿睡走廊也想住进病房的患者尽快得到救治。

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文:健康报记者 吴倩 特约记者 王根华

编辑:管仲瑶

校对:马杨

审核:秦明睿 徐秉楠