
神经系统是人体最精密、最复杂的系统,它控制着我们的思维、情感、运动和感知。然而,这个精密系统也面临着各种疾病的威胁。从影响老年人的阿尔茨海默病,到困扰儿童的自闭症,再到突发的脑损伤,神经系统疾病已成为全球重大的公共卫生问题。根据中国疾病预防控制中心的统计数据,我国约有超过1000万阿尔茨海默病患者,300万帕金森病患者,神经系统疾病的防治已成为国家医疗卫生事业的重点领域。
理解神经系统疾病的发病机制,不仅有助于我们认识大脑的正常功能,更能为疾病的预防和治疗提供科学依据。本章将系统介绍神经系统疾病的分类、主要疾病的病理机制、临床表现,以及目前的研究进展和治疗策略。我们将特别关注中国在神经科学研究领域的贡献,探讨如何将基础研究转化为临床应用。
神经系统疾病种类繁多,可以从不同角度进行分类。从病因学角度,可分为遗传性疾病、感染性疾病、代谢性疾病、免疫性疾病、血管性疾病和退行性疾病等。从发病年龄角度,可分为神经发育障碍、成年期疾病和老年期疾病。从病变部位角度,可分为中枢神经系统疾病和周围神经系统疾病。
神经发育障碍主要发生在儿童期,包括智力发育障碍、自闭症谱系障碍、注意缺陷多动障碍等。这类疾病往往源于大脑发育过程中的异常,可能涉及神经元迁移障碍、突触形成异常或神经回路构建错误。例如,自闭症患者的大脑在早期发育阶段会出现过度生长现象,神经元之间的连接模式与正常人存在显著差异。
神经退行性疾病则主要影响中老年人群,其特征是特定类型神经元的逐渐丧失。阿尔茨海默病主要影响海马和大脑皮层的神经元,导致记忆和认知功能下降。帕金森病则主要累及黑质多巴胺能神经元,引起运动功能障碍。这些疾病的发病过程往往持续数年甚至数十年,早期症状隐匿,给早期诊断带来挑战。
神经退行性疾病是指神经元或其髓鞘逐渐丧失的一组疾病,其特点是起病隐匿、进行性加重、难以逆转,目前尚无根治方法,主要依靠对症治疗和延缓病情进展。
尽管神经系统疾病种类繁多,但它们在分子和细胞水平上存在一些共同的病理机制。蛋白质错误折叠和聚集是许多神经退行性疾病的核心病理特征。在正常情况下,细胞内有一套完善的蛋白质质量控制系统,包括分子伴侣、泛素-蛋白酶体系统和自噬系统,它们共同维持蛋白质的正常结构和功能。然而,当这些系统功能失调时,错误折叠的蛋白质会在细胞内或细胞外聚集,形成有毒的寡聚体或纤维,损害神经元功能。
阿尔茨海默病中的β-淀粉样蛋白和tau蛋白,帕金森病中的α-突触核蛋白,亨廷顿病中的突变型亨廷顿蛋白,都是典型的异常聚集蛋白。这些蛋白聚集体不仅直接损伤神经元,还可能在神经元之间传播,类似于朊病毒的传播方式,这一现象被称为"朊病毒样传播"机制,是近年来神经退行性疾病研究的重要发现。
氧化应激也是神经系统疾病的重要致病因素。大脑虽然只占体重的2%,却消耗全身20%的氧气,产生大量活性氧自由基。神经元富含不饱和脂肪酸,对氧化损伤特别敏感。在疾病状态下,活性氧产生增加而清除能力下降,导致脂质过氧化、蛋白质氧化和DNA损伤,最终引发神经元死亡。线粒体功能障碍常常伴随氧化应激,因为线粒体既是活性氧的主要来源,也是氧化损伤的主要靶点。
神经炎症是神经系统疾病进展的推手。小胶质细胞是中枢神经系统的固有免疫细胞,在正常情况下处于静息状态,监测着周围环境。当神经元受损时,小胶质细胞被激活,吞噬清除细胞碎片和异常蛋白,分泌细胞因子和生长因子,本应起到保护作用。但在慢性病理状态下,小胶质细胞持续激活,释放大量促炎因子,如肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β等,反而加剧神经元损伤,形成恶性循环。
下表总结了主要神经系统疾病的病理特征:
阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)是最常见的神经退行性疾病,约占所有痴呆病例的60-80%。该病由德国医生阿洛伊斯·阿尔茨海默于1906年首次报道。在中国,随着人口老龄化加剧,阿尔茨海默病患病人数迅速增长,目前已超过1000万,预计到2050年将达到2800万,给家庭和社会带来沉重负担。
阿尔茨海默病的病理特征包括两个标志性结构:细胞外的β-淀粉样蛋白斑块和细胞内的神经纤维缠结。β-淀粉样蛋白(Aβ)是由淀粉样前体蛋白(APP)经β-分泌酶和γ-分泌酶连续切割产生的多肽。正常情况下,Aβ可被降解清除,但在病理状态下,Aβ产生过多或清除不足,导致其聚集成寡聚体和纤维,沉积在神经元周围。Aβ寡聚体具有神经毒性,可干扰突触功能,损害神经元存活。
神经纤维缠结由过度磷酸化的tau蛋白聚集形成。tau蛋白正常情况下与微管结合,维持神经元的骨架结构和轴突运输。当tau蛋白异常磷酸化时,它从微管上脱落,聚集成成对螺旋丝,形成神经纤维缠结。这导致微管解体,轴突运输障碍,最终神经元死亡。值得注意的是,tau病理与认知功能下降的相关性比Aβ更强,tau蛋白的扩散模式也更符合疾病进展的轨迹。
阿尔茨海默病的临床表现以进行性记忆和认知功能下降为主。早期患者主要表现为近期记忆减退,经常忘记刚说过的话或做过的事,找不到常用物品,迷路等。中期患者认知功能进一步下降,出现语言障碍、计算力减退、判断力下降,可能出现精神行为症状,如幻觉、妄想、焦虑、抑郁等。晚期患者完全丧失生活自理能力,不认识亲人,大小便失禁,最终因并发症去世。
上图显示了阿尔茨海默病的年龄相关患病率,可以清楚地看到,患病风险随年龄显著增加。65岁以后,每增加5岁,患病率约翻一番,这一规律在全球范围内基本一致,也在中国人群中得到验证。
阿尔茨海默病的发病机制复杂,目前被广泛接受的“淀粉样蛋白级联假说”认为,Aβ聚集是疾病的启动因素,引发一系列病理反应,包括tau蛋白异常磷酸化、突触功能障碍、神经炎症、氧化应激等,最终导致神经元大量死亡和脑萎缩。然而,这一假说也面临挑战,因为许多针对Aβ的药物临床试验均以失败告终,提示疾病机制可能更加复杂。

帕金森病(Parkinson's disease, PD)是第二常见的神经退行性疾病,主要影响运动功能。英国医生詹姆斯·帕金森于1817年首次描述了这种“震颤麻痹”。全球约有1000万帕金森病患者,中国约有300万患者,并且发病率随年龄增长而上升。与阿尔茨海默病不同,帕金森病的核心病理是黑质致密部多巴胺能神经元的选择性丧失。
黑质是中脑的一个核团,其神经元含有神经黑色素,呈黑色。这些神经元的轴突投射到纹状体,释放神经递质多巴胺,参与运动控制。在帕金森病患者脑内,黑质神经元大量死亡,多巴胺释放减少,导致纹状体多巴胺水平下降,运动控制回路功能紊乱。当黑质神经元丧失50%以上,纹状体多巴胺水平下降80%以上时,运动症状才会出现,这说明疾病在临床前期已经进展多年。
帕金森病患者神经元内出现特征性的病理结构——路易小体,它是由α-突触核蛋白聚集形成的细胞内包涵体。α-突触核蛋白正常情况下是一种可溶性蛋白,参与突触囊泡的运输和释放。但在病理状态下,它错误折叠并聚集,形成有毒的寡聚体和纤维。近年研究发现,α-突触核蛋白可以在神经元之间传播,从一个神经元转移到另一个神经元,类似朊病毒的传播方式,这可能解释了帕金森病病理如何在脑内逐渐扩散。
帕金森病的运动症状包括静止性震颤、肌强直、运动迟缓和姿势步态异常,这被称为“四主征”。静止性震颤是最典型的症状,表现为手、腿或下颌在静止时有节律地颤动,频率约4-6赫兹,活动时减轻或消失,被形象地描述为“搓丸样震颤”。肌强直表现为肌肉张力增高,被动活动肢体时感到阻力,如同弯曲铅管,称为“铅管样强直”。运动迟缓是最核心的症状,表现为动作缓慢、幅度减小,患者起床、翻身、穿衣等日常动作困难,面部表情减少,形成“面具脸”,说话声音低沉单调。姿势步态异常表现为身体前倾,起步困难,步幅小而拖曳,称为“慌张步态”。
除运动症状外,帕金森病患者还常伴有非运动症状,包括嗅觉减退、便秘、睡眠障碍、抑郁、焦虑、认知功能下降等。实际上,这些非运动症状往往出现在运动症状之前数年,是疾病早期的预警信号。例如,快速眼动睡眠期行为障碍(RBD)表现为睡眠中出现与梦境相关的复杂动作,如拳打脚踢,喊叫等,约80%的RBD患者最终会发展为帕金森病或其他突触核蛋白病。
上图展示了帕金森病发病过程中多巴胺能神经元的丧失过程。疾病在临床前期已经悄然进展多年,当神经元丧失达到一定程度后,多巴胺水平降至症状阈值以下,运动症状才会显现。这为早期诊断和干预提供了重要的时间窗口。
阿尔茨海默病和帕金森病目前尚无根治方法,治疗主要是对症和延缓病情进展。对于阿尔茨海默病,胆碱酯酶抑制剂(如多奈哌齐、卡巴拉汀、加兰他敏)是主要的对症治疗药物,通过抑制乙酰胆碱的降解,增加脑内乙酰胆碱水平,改善认知功能。另一类药物美金刚是NMDA受体拮抗剂,可减轻谷氨酸兴奋性毒性,用于中重度患者。2023年,针对Aβ的单克隆抗体lecanemab在美国获批,成为首个可延缓疾病进展的药物,但其临床获益有限,且可能引起脑水肿等副作用。
帕金森病的治疗以左旋多巴为金标准。左旋多巴可以通过血脑屏障,在脑内转化为多巴胺,补充缺失的神经递质。但长期使用左旋多巴会出现疗效减退和运动并发症,如剂末现象、开关现象、异动症等。多巴胺受体激动剂(如普拉克索、罗匹尼罗)、单胺氧化酶B抑制剂(如司来吉兰)、儿茶酚-O-甲基转移酶抑制剂(如恩他卡朋)等药物可以联合使用,提高疗效,减少副作用。对于药物治疗效果不佳或出现严重运动并发症的患者,脑深部电刺激(DBS)手术可以明显改善症状。
左旋多巴虽然是帕金森病治疗的“金标准”,但不能阻止疾病进展,长期使用会出现疗效波动和异动症。因此,临床上强调“剂量滴定”和“综合治疗”原则,个体化调整药物方案,结合康复训练和心理支持。
非药物治疗在两种疾病的管理中也至关重要。认知训练可以延缓阿尔茨海默病患者的认知功能下降,社交活动和智力活动是重要的保护因素。对于帕金森病患者,规律的有氧运动、太极拳、舞蹈等可以改善运动功能,延缓疾病进展,语言治疗和吞咽训练可以改善言语和吞咽困难。中国传统医学的针灸、推拿等方法也被用于辅助治疗,部分患者有一定获益。
神经发育障碍是一组起病于儿童发育早期的疾病,其特征是大脑发育和成熟过程中出现异常,导致认知、语言、社交、运动等功能受损。这类疾病包括智力发育障碍、自闭症谱系障碍(ASD)、注意缺陷多动障碍(ADHD)、特定学习障碍(如阅读障碍、计算障碍)、运动障碍(如发育性协调障碍)等。神经发育障碍的病因复杂,涉及遗传和环境因素的相互作用。
大脑发育是一个精密调控的过程,从胚胎期开始,经历神经管形成、神经元增殖、迁移、分化、突触形成、修剪等多个阶段,一直持续到青春期甚至成年早期。在这个漫长的过程中,任何环节出现问题都可能导致神经发育障碍。例如,神经元迁移障碍会导致大脑皮层结构异常,如灰质异位、巨脑回畸形等,临床表现为癫痫和智力障碍。突触形成和修剪异常则可能与自闭症的发病有关。
遗传因素在神经发育障碍中起重要作用。全基因组关联研究(GWAS)和全外显子测序技术的应用,使我们发现了大量与神经发育障碍相关的基因变异。例如,MECP2基因突变导致雷特综合征,FMR1基因突变导致脆性X综合征,SHANK3、NLGN3、NLGN4等突触相关基因突变与自闭症相关。然而,大多数神经发育障碍的遗传基础是复杂的,涉及多个基因的微效应累加,而非单基因突变。
环境因素也不容忽视。孕期感染、营养不良、毒物暴露(如酒精、铅)、早产、缺氧等都可能增加神经发育障碍的风险。近年来,孕期母体免疫激活(MIA)假说受到关注。动物实验显示,孕期病毒感染或注射免疫刺激物可引起母体免疫反应,炎症因子通过胎盘影响胎儿大脑发育,后代出现类似自闭症的行为。这为理解环境因素如何影响神经发育提供了新视角。
自闭症谱系障碍(Autism Spectrum Disorder, ASD)是一种以社交沟通障碍和刻板重复行为为核心特征的神经发育障碍。“谱系”一词反映了自闭症的异质性,患者的症状严重程度差异很大,从需要高度支持的重度患者到能独立生活的高功能患者。根据2021年美国疾病控制与预防中心(CDC)的数据,自闭症患病率为1/44,男性患病率约为女性的4倍。中国的流行病学调查显示,自闭症患病率约为0.7%,约有超过200万患儿。
自闭症的核心症状之一是社交沟通障碍。患儿难以理解和使用语言和非语言沟通方式,如眼神接触、面部表情、身体姿势等。他们难以发起或维持对话,不能根据社交情境调整语言,缺乏分享兴趣或情感的动机。更深层次的问题是“心智理论”(Theory of Mind)缺陷,即难以理解他人的想法、信念、意图和情感,不能从他人的角度看问题。这导致患儿在社交互动中频繁出现困难,难以建立和维持友谊。
刻板重复行为是另一核心特征,包括刻板的动作(如拍手、旋转、摇摆)、坚持同一性(如固定的日常程序、饮食习惯、路线)、狭隘的兴趣(如只对某一特定主题感兴趣,如火车时刻表、天气预报)、感觉异常(对声音、光线、触觉过度敏感或反应不足)。这些行为可能是患儿应对焦虑和不确定性的方式,改变日常程序或环境可能引发强烈的情绪反应。
自闭症的神经生物学基础逐渐被揭示。脑成像研究发现,自闭症患者的大脑在多个层面存在异常。结构上,部分患儿在早期发育阶段脑容量过度增长,之后增长速度减缓。功能上,社交脑网络(包括内侧前额叶皮层、颞顶联合区、杏仁核等)的活动和连接性异常。微观上,突触密度增加,提示突触修剪不足。这些发现支持“突触病”假说,即自闭症本质上是突触结构和功能的异常。
上图对比了自闭症儿童与正常发育儿童在社交沟通能力发育里程碑的达成情况。可以看出,自闭症儿童的发育轨迹与正常儿童逐渐分离,发育迟滞随年龄增长而更加明显,强调了早期识别和干预的重要性。
早期识别和干预对改善自闭症儿童的预后至关重要。研究表明,2-3岁开始密集行为干预的儿童,其语言、认知和社交能力的改善明显优于晚期干预者。因此,儿童保健医生和家长应警惕早期预警信号。美国儿科学会建议在18个月和24个月时进行自闭症筛查。
早期预警信号包括:12个月时不会指物、不回应自己的名字、眼神接触少;18个月时不会模仿、不说单词、不玩假装游戏;24个月时不说两词短语、语言或社交技能倒退。中国修订的儿童心理行为发育量表(CDCC)和孤独症行为量表(ABC)等工具可用于早期筛查。一旦怀疑自闭症,应转诊至专业机构进行全面评估,包括孤独症诊断观察量表(ADOS)和孤独症诊断访谈量表(ADI-R)等金标准工具。
自闭症的干预以教育和行为训练为主,目前尚无特效药物。应用行为分析(ABA)是证据最充分的干预方法,通过将复杂技能分解为小步骤,使用强化原理系统教授,可显著提高儿童的语言、社交和生活自理能力。其他有效方法包括早期丹佛模式(ESDM)、关键反应训练(PRT)、社交技能训练、语言治疗、作业治疗等。干预应个体化、综合化、密集化,每周至少20-40小时。
家庭参与是干预成功的关键。家长不仅是训练师,更是孩子最重要的社交伙伴。家长培训项目教授家长如何在日常生活中实施干预策略,如何管理问题行为,如何促进社交沟通。中国多地开展的家长培训和支持项目,如“星星雨”、“以琳”等机构的家长课程,为自闭症家庭提供了宝贵支持。同时,普通学校的融合教育越来越受到重视,让自闭症儿童在支持下与普通儿童一起学习,既促进其社交发展,也培养普通儿童的包容意识。

脑损伤(Brain Injury)是指各种原因导致的脑组织结构和功能损害,可分为创伤性脑损伤(TBI)和非创伤性脑损伤。创伤性脑损伤由外力作用引起,如交通事故、跌倒、运动伤害、暴力等,是全球45岁以下人群死亡和残疾的主要原因。中国每年约有100万新发脑外伤患者,其中重型颅脑损伤的死亡率和致残率很高。非创伤性脑损伤包括缺血缺氧性脑损伤(如脑卒中、心脏骤停后)、感染(如脑炎、脑膜炎)、中毒等。
创伤性脑损伤包括原发性损伤和继发性损伤两个阶段。原发性损伤是外力直接造成的机械性损伤,如脑挫裂伤、弥漫性轴索损伤、颅内出血等,损伤程度取决于外力大小和作用方式,发生在伤后瞬间,不可逆转。继发性损伤是原发损伤后数小时至数天内发生的一系列病理生理改变,包括脑水肿、颅内压增高、脑缺血缺氧、炎症反应、兴奋性毒性、氧化应激等,这些继发损伤可进一步扩大脑组织损害范围,是临床干预的重要靶点。
缺血性脑卒中(俗称“中风”)是最常见的非创伤性脑损伤,由脑血管阻塞导致脑组织缺血缺氧。中国是全球脑卒中负担最重的国家,每年新发脑卒中约330万例,死亡约150万例,存活者中约75%留有不同程度残疾。缺血中心区的神经元在数分钟内因能量耗竭而死亡,形成梗死核心。周围的缺血半暗带区域血流减少但未完全中断,神经元功能受损但尚未死亡,如能在时间窗内恢复血流,可以挽救这部分脑组织,这是急性期溶栓和取栓治疗的理论基础。
兴奋性毒性是脑损伤后神经元死亡的重要机制。缺血缺氧导致神经元去极化,大量释放谷氨酸等兴奋性神经递质。谷氨酸过度激活NMDA受体,导致钙离子大量内流,钙超载激活多种破坏性酶,如蛋白酶、脂酶、核酸酶,损害细胞膜、细胞器和DNA,最终导致神经元坏死或凋亡。同时,钙超载引发线粒体功能障碍,产生大量活性氧自由基,加剧氧化损伤。炎症反应也参与继发性损伤,小胶质细胞和外周免疫细胞浸润,释放促炎因子,虽然有助于清除坏死组织,但过度炎症反应会损害存活的神经元。
脑损伤后,神经系统具有一定的修复和重组能力,这种现象称为神经可塑性(Neuroplasticity)。神经可塑性包括结构可塑性和功能可塑性。结构可塑性指神经元形态、突触数量和连接模式的改变,如树突分支增加、新突触形成、轴突再生等。功能可塑性指神经回路功能的重组,未受损区域可以代偿受损区域的功能。神经可塑性是脑损伤后功能恢复的基础,也是康复训练的理论依据。
脑损伤后的恢复过程可分为几个阶段。急性期(伤后数小时至数天)以止血、控制颅内压、维护生命体征为主。亚急性期(伤后数天至数周)脑水肿消退,神经元开始修复,但兴奋性毒性、炎症等继发损伤仍在进行。慢性期(伤后数周至数月甚至数年)是功能恢复的关键期,神经重组、突触重建活跃,康复训练在此期最为有效。
功能恢复的机制包括:大脑半球间重组,健侧半球可部分代偿受损半球的功能,尤其在儿童,健侧半球的代偿能力更强;损伤周围区域的神经元可以接管受损神经元的功能,通过树突生长和突触形成建立新的连接;白质纤维束的重组和髓鞘化改善神经传导;甚至有证据表明,成年哺乳动物某些脑区(如海马)仍保留神经发生能力,新生神经元可能参与功能修复。
上图展示了不同程度脑损伤患者在康复训练介入与否的情况下功能恢复的轨迹。可以清楚地看到,康复训练可以显著促进功能恢复,而且早期开始、持续进行的康复训练效果最佳。这强调了“时间就是大脑”的理念,早期康复干预至关重要。
脑损伤的康复治疗是一个多学科协作的系统工程,包括物理治疗、作业治疗、语言治疗、认知训练、心理支持等。物理治疗针对运动功能障碍,通过肢体被动活动、主动训练、平衡训练、步态训练等,预防肌肉萎缩和关节挛缩,促进运动功能恢复。作业治疗注重日常生活能力的重建,如穿衣、进食、如厕等,帮助患者回归独立生活。语言治疗针对失语症,通过发音练习、命名训练、阅读理解等,恢复语言功能。认知训练针对记忆、注意、执行功能等认知损害。
康复训练的原则是“任务特异性”和“高强度”。任务特异性指训练内容应针对患者的功能缺陷,与日常生活任务相关,如要恢复行走能力,就应进行步行训练,而非仅进行腿部力量训练。高强度指训练的频率和持续时间要足够,研究显示,每天3小时以上的康复训练比每天1小时的效果显著更好。此外,“使用依赖性可塑性”原则强调,只有通过主动、重复的使用,神经回路才会重组强化,因此要鼓励患者主动参与,而非被动接受治疗。
中国传统医学在脑损伤康复中发挥着独特作用。针灸被广泛用于脑卒中后遗症的治疗,研究显示针刺百会、水沟、三阴交等穴位可改善运动功能和认知功能,可能机制包括促进神经营养因子释放、调节神经递质、改善脑血流等。推拿、艾灸、中药等方法也被用于辅助治疗。2010年发表在《新英格兰医学杂志》上的一项大规模临床试验显示,针灸联合康复训练治疗脑卒中的效果优于单纯康复训练,引起国际关注。
再生医学为脑损伤治疗带来新希望。干细胞移植可能通过多种机制促进神经修复:分化为神经元和胶质细胞补充丧失的细胞;分泌神经营养因子支持存活神经元;调节炎症反应;促进血管新生。多种干细胞类型被研究用于脑损伤治疗,包括神经干细胞、间充质干细胞、诱导多能干细胞等。中国在干细胞治疗脑损伤方面开展了大量临床前和临床研究,部分临床试验显示了一定疗效,但仍需更多高质量临床试验验证其安全性和有效性。
脑损伤康复的“黄金时间窗”是伤后3-6个月,此期神经可塑性最活跃,康复训练效果最好。但康复是一个长期过程,即使慢性期患者,持续康复训练仍可获得功能改善。“永不放弃”是康复医学的信条。
中国神经科学研究起步相对较晚,但发展迅速。20世纪80年代,随着改革开放,中国神经科学进入快速发展期。1988年成立了中国神经科学学会,标志着学科的正式建立。进入21世纪,中国政府大幅增加科研投入,神经科学成为重点支持领域。“973计划”、“863计划”、国家自然科学基金等资助了大量神经科学项目。2016年,“脑科学与类脑研究”被列入“十三五”国家重大科技项目,又称“中国脑计划”,包括脑疾病的诊断和干预、脑认知原理解析、类脑智能等方向。
中国神经科学家在多个领域取得了国际认可的成果。在神经退行性疾病领域,中国科学院生物物理研究所的研究团队解析了阿尔茨海默病相关蛋白的结构,为药物设计提供了靶点。在神经发育领域,中国科学家利用猕猴建立了自闭症动物模型,揭示了SHANK3基因突变如何导致突触功能异常。在神经再生领域,暨南大学的研究团队利用干细胞技术成功修复了脊髓损伤,部分患者恢复了运动功能。在脑机接口领域,浙江大学的团队成功让高位截瘫患者通过意念控制机械臂,实现了“用意念喝水”。
下表总结了中国在神经科学领域的代表性研究成果:
中国神经科学研究的一个显著特点是注重临床转化,将基础研究成果应用于疾病诊治。在阿尔茨海默病早期诊断方面,北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室开发的脑功能成像标志物和神经心理测评系统,可以在轻度认知障碍阶段识别高风险个体,提前干预,延缓疾病进展。上海交通大学医学院附属瑞金医院开展的PET-CT分子影像技术,通过检测脑内β-淀粉样蛋白沉积,实现了阿尔茨海默病的早期诊断。
在帕金森病治疗方面,脑深部电刺激(DBS)手术在中国得到广泛应用。北京天坛医院、复旦大学附属华山医院等神经外科中心每年完成数百例DBS手术,技术水平达到国际先进。首都医科大学宣武医院开展的“DBS联合干细胞移植”临床试验,探索联合治疗的可能性。中山大学第一附属医院开发的“智能DBS系统”,可以根据患者脑电信号自动调节刺激参数,实现精准治疗。
在脑卒中治疗方面,中国建立了覆盖全国的“卒中中心”网络,推广“时间窗内溶栓”和“血管内取栓”技术,显著降低了致残率和死亡率。首都医科大学附属北京天坛医院牵头开展的“CHANCE研究”,证实了阿司匹林联合氯吡格雷的双抗治疗可以降低轻型卒中和短暂性脑缺血发作后的复发风险,研究结果发表在《新英格兰医学杂志》,被写入国际指南。中国传统医学在卒中康复中的应用也得到国际认可,WHO将针灸治疗脑卒中后遗症列入推荐疗法。
随着人口老龄化加速,神经系统疾病的负担日益加重,预防成为公共卫生的重点。对于阿尔茨海默病,虽然尚无预防药物,但生活方式干预可以降低发病风险。“Lancet委员会”提出了12个可改变的风险因素,包括教育水平低、高血压、糖尿病、肥胖、吸烟、抑郁、缺乏运动、社交孤立、头部外伤、酗酒、空气污染、听力损失等,控制这些风险因素可预防或延缓约40%的痴呆病例。中国开展的“脑健康促进计划”,通过社区宣教、定期筛查、生活方式指导等措施,提高公众的脑健康意识。
帕金森病的预防同样强调健康生活方式。有氧运动、地中海饮食、充足睡眠、避免接触农药和重金属等环境毒物,都可能降低发病风险。咖啡因摄入与帕金森病风险降低相关,可能机制是咖啡因拮抗腺苷受体,保护多巴胺神经元。中国部分地区开展的“帕金森病高危人群监测计划”,对有家族史或出现早期非运动症状(如嗅觉减退、便秘、睡眠障碍)的人群定期随访,争取早期发现、早期干预。
脑卒中的预防更为明确和有效。“三高”(高血压、高血糖、高血脂)是脑卒中的主要危险因素,控制好这些因素可以显著降低卒中风险。中国开展的“全国高血压管理项目”、“糖尿病综合防治计划”等,对慢性病进行系统管理。戒烟限酒、健康饮食、规律运动也是重要的预防措施。“房颤筛查与卒中预防项目”针对心房颤动患者进行抗凝治疗,预防心源性栓塞性卒中。2019年启动的“千县工程”,旨在提升基层医院的卒中救治能力,让急性期患者能就近得到及时治疗。
对于神经发育障碍的预防,重点在于围产期保健和早期干预。孕前优生检查、孕期规范产检、避免致畸因素暴露、新生儿疾病筛查等,可以降低出生缺陷和发育障碍的发生。“0-6岁儿童神经心理发育监测项目”在全国推广,通过定期发育评估,早期发现发育偏离,及时干预。“自闭症早期筛查和社区康复项目”建立了“筛查-诊断-干预-支持”一体化服务体系,让更多自闭症儿童得到及时帮助。
预防神经系统疾病的“五大基石”是:健康饮食、规律运动、充足睡眠、认知训练、社交活动。这些措施不仅有助于预防疾病,也能提高生活质量,促进健康老龄化。“预防胜于治疗”在神经疾病领域尤为重要。
神经系统疾病的类型极为广泛,涵盖从儿童期的神经发育障碍(如自闭症谱系障碍、注意缺陷多动障碍、智力低下等),到中青年时期的遗传性疾病及炎症性疾病(如肌萎缩侧索硬化、多发性硬化、癫痫等),再到老年期常见的神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病、脑卒中后遗症等)。虽然这些疾病的具体病因、发病年龄和临床表现各不相同,但在分子和细胞层面上,越来越多的研究发现它们存在一些共同的病理机制。例如,蛋白质错误折叠与聚集、异常的氧化应激反应、线粒体功能障碍、神经炎症反应、细胞程序性死亡(凋亡或自噬)以及神经元间的信息传递障碍等,都在不同类型的神经疾病发生发展过程中扮演重要角色。
以阿尔茨海默病和帕金森病为代表的神经退行性疾病,发病率随人口老龄化显著上升,已经成为社会重大公共卫生负担。这些疾病不仅影响患者的记忆、运动、认知能力,还给家庭和社会带来长期的照护和经济压力。与此同时,以自闭症、脑瘫为代表的神经发育障碍,严重影响儿童的成长、学习和社会适应能力,是家庭和社会普遍关注的重要健康问题。
对于脑损伤(如脑卒中、脑外伤)患者来说,近年来对神经可塑性和修复机制的研究为功能恢复带来了新的希望。有研究表明,通过系统的康复训练、药物干预甚至细胞治疗,可以在一定程度上激活大脑的代偿机制,促进丧失功能的恢复,提高患者生活质量。此外,针对遗传性神经疾病,随着基因检测和基因编辑技术的进步,也出现了新的治疗探索方向。
因此,深入理解神经系统常见疾病的发生发展机制,推动疾病的早期诊断和筛查,对高危人群进行及时干预,制定和落实科学的预防及公共卫生策略(包括普及健康教育、改善生活方式、强化慢病管理等),已成为全球神经科学研究和临床实践的核心目标之一。中国近年来在脑科学基础研究、疾病机制解析、诊断技术创新以及多种新疗法转化应用领域取得了长足进步。中国科研团队在阿尔茨海默病蛋白结构解析、帕金森病干细胞疗法、自闭症基因与动物模型研究、卒中急救体系和卒中中心建设等方面取得了一系列具有国际影响力的成果。这些突破不仅推动了神经科学的理论创新,也为临床疾病防治和健康中国建设提供了科学依据和“中国方案”。面对复杂多样的神经系统疾病,中国经验和中国智慧正在为全球相关领域提供借鉴与参考。
1. 阿尔茨海默病最主要的病理特征是什么?
A. 黑质多巴胺神经元丧失
B. β-淀粉样蛋白斑块和神经纤维缠结
C. 脱髓鞘斑块
D. 路易小体
答案:B
解析:阿尔茨海默病的两大病理标志是细胞外的β-淀粉样蛋白斑块和细胞内由过度磷酸化tau蛋白形成的神经纤维缠结。黑质多巴胺神经元丧失是帕金森病的特征(A),脱髓鞘斑块见于多发性硬化症(C),路易小体是帕金森病的病理标志(D)。理解不同神经退行性疾病的特异性病理改变有助于疾病诊断和机制研究。
2. 帕金森病患者出现运动症状时,黑质多巴胺能神经元的丧失比例约为多少?
A. 20-30%
B. 30-40%
C. 50%以上
D. 80-90%
答案:C
解析:帕金森病在临床前期已经悄然进展多年,当黑质多巴胺能神经元丧失达到50%以上,纹状体多巴胺水平下降80%以上时,运动症状才会显现。这说明大脑具有强大的代偿能力,也提示在症状出现前已经有漫长的疾病进程,为早期诊断和干预提供了时间窗口,但也增加了早期发现的难度。
3. 自闭症谱系障碍的核心症状不包括以下哪一项?
A. 社交沟通障碍
B. 刻板重复行为
C. 运动迟缓
D. 感觉异常
答案:C
解析:自闭症谱系障碍的核心症状包括社交沟通障碍(A)和刻板重复行为(B),感觉异常(如对声音、触觉过度敏感)属于刻板重复行为的范畴(D)。运动迟缓是帕金森病的核心症状之一(C),不属于自闭症的诊断标准。区分不同神经发育障碍和神经退行性疾病的特征性症状对于临床诊断至关重要。
4. 脑损伤后功能恢复的“黄金时间窗”是指伤后多长时间?
A. 1-2周
B. 2-4周
C. 3-6个月
D. 1-2年
答案:C
解析:脑损伤后的“黄金时间窗”是伤后3-6个月,此期神经可塑性最活跃,大脑重组、突触重建最为活跃,康复训练效果最好。但这并不意味着过了这个时期就不需要康复,持续的康复训练在慢性期仍可获得功能改善。早期、密集、持续的康复训练是促进功能恢复的关键。
5. 张先生,68岁,近半年来家人发现他记忆力明显下降,经常找不到钥匙、眼镜等物品,出门后找不到回家的路,性格也变得多疑、易怒。请分析张先生可能患有什么疾病?该疾病的发病机制是什么?目前有哪些治疗方法?作为家属应如何照护?
答案:
张先生的临床表现高度提示阿尔茨海默病(AD)。进行性记忆力下降(近期记忆受损突出)、定向力障碍(找不到回家的路)、性格改变(多疑、易怒)都是该病的典型症状。确诊需要进行神经心理测评、脑影像检查(MRI显示海马萎缩)、必要时进行PET-CT检测脑内β-淀粉样蛋白沉积。
发病机制:阿尔茨海默病的核心病理是β-淀粉样蛋白(Aβ)和tau蛋白的异常聚集。Aβ在细胞外聚集形成老年斑,干扰突触功能;tau蛋白过度磷酸化后在细胞内聚集形成神经纤维缠结,破坏神经元骨架,导致神经元死亡和脑萎缩。此外,神经炎症、氧化应激、线粒体功能障碍等也参与疾病进程。
治疗方法:目前尚无根治方法,治疗以对症和延缓进展为主。药物治疗包括胆碱酯酶抑制剂(多奈哌齐、卡巴拉汀等)和NMDA受体拮抗剂(美金刚),可改善认知功能,延缓疾病进展。非药物治疗包括认知训练、社交活动、音乐疗法、运动等,对维持认知功能有益。2023年批准的lecanemab是首个可减少脑内Aβ沉积并延缓认知下降的单克隆抗体药物。
家属照护:建立规律的生活作息,避免环境变化引起混乱;使用记忆辅助工具,如便签、日历提醒;确保家居安全,防止走失(可佩戴定位设备);耐心沟通,避免争论和批评;鼓励参与力所能及的活动,维持社交;照顾者也要关注自己的身心健康,必要时寻求支持小组或专业帮助。
6. 为什么说神经退行性疾病是“蛋白质错误折叠病”?请结合阿尔茨海默病和帕金森病的病理机制说明。
答案:
神经退行性疾病被称为“蛋白质错误折叠病”,是因为这类疾病的核心病理特征是特定蛋白质的错误折叠和聚集,形成有毒的寡聚体或纤维,损害神经元功能,最终导致神经元死亡。
在阿尔茨海默病中,β-淀粉样蛋白(Aβ)和tau蛋白是主要的异常聚集蛋白。Aβ是由淀粉样前体蛋白经异常剪切产生的多肽,正常情况下应被降解清除,但在病理状态下过度产生或清除不足,导致其错误折叠并聚集成寡聚体和纤维,沉积在神经元周围形成老年斑。tau蛋白正常时与微管结合维持细胞骨架,但异常磷酸化后错误折叠,脱离微管并聚集成成对螺旋丝,在细胞内形成神经纤维缠结。
在帕金森病中,α-突触核蛋白是关键的异常聚集蛋白。它正常时是可溶性蛋白,参与突触囊泡功能,但在病理状态下错误折叠并聚集,形成不溶性的纤维状结构,在细胞内沉积形成路易小体。更重要的是,错误折叠的α-突触核蛋白具有“朊病毒样”特性,可以在神经元之间传播,诱导正常蛋白错误折叠,导致病理扩散。
这些蛋白聚集体不仅占据细胞空间,更重要的是具有细胞毒性,干扰多种细胞功能,包括线粒体功能、蛋白质降解系统(蛋白酶体和自噬)、突触传递、轴突运输等,激活氧化应激和炎症反应,最终导致神经元死亡。理解蛋白质错误折叠和聚集的机制,为开发靶向治疗策略(如促进蛋白质清除、抑制聚集、阻断传播)提供了理论依据。