从【肖氏反射弧】到【骶神经调节术】：脊髓拴系导致排尿障碍的治疗策略进化

脊髓拴系是一类先天性发育异常，由于脂肪瘤、终丝增粗、脊髓纵裂、脊髓脊膜膨出等原因，使脊髓圆锥受到牵拉，导致其功能下降，临床表现为尿潴留，排尿困难，尿失禁，尿频，膀胱残尿量多等等；也可能合并便秘或肛门失禁。脊髓拴系的治疗首先是通过神经外科手术解除拴系，松解粘连，使脊髓紧张度缓解，这是“治本”；然后，如果大小便障碍还没有改善，那就需要“治标”了。

让我们了解一下排尿反射的反射弧（图1）。排尿反射有两级中枢：

1. 初级排尿中枢，位于S2-S4水平的骶段脊髓；它接受膀胱来源的感觉神经（绿色标示，主要传入膀胱充盈张力信号），经过突触，再发出内脏运动神经（红色标示）到达膀胱，控制膀胱的逼尿肌、括约肌，从而进行排尿。当然，这个模型是简化的，事实上还有肌群之间协调、正反馈、负反馈等机制。 对于刚出生的婴儿来说，脑部还没有发育好，排尿反射主要就是由脊髓初级排尿中枢控制的——膀胱满了随时随地就尿出来了，反正有尿不湿兜着呢。

2. 高级排尿中枢：主要位于大脑皮层和脑桥；随着儿童生长，高级排尿中枢逐渐发育健全，一方面感受到膀胱充盈的张力感，产生尿意；另一方面也决定当前时间和场所是否可以排尿，在适当的时间和地点才会对初级排尿中枢下达排尿的许可指令（蓝色箭头标示），所以大龄儿童逐渐就不尿床了。

图1：两级排尿中枢和排尿反射弧示意图

一般而言，脊髓拴系患者的高级排尿中枢是完整的，初级排尿中枢部分受损，两级中枢之间的神经联系也可能部分受损，初级排尿中枢和膀胱之间的传入、传出神经是完整的，这就是脊髓拴系的基本特征。由于两级中枢之间的神经联系部分受损，在夜间睡眠后，高级排尿中枢的下传指令不够了，脊髓拴系患者就容易尿床，特别是大龄儿童。

历史上曾经有一个赫赫有名的手术用于治疗脊髓拴系导致的大小便障碍，称为【肖氏反射弧】，是华人科学家肖传国教授所发明；肖氏反射弧本质上是一种脊神经嫁接技术。

Xiao CG. Reinnervation for neurogenic bladder: historic review and introduction of a somatic-autonomic reflex pathway procedure for patients with spinal cord injury or spina bifida. Eur Urol. 2006 Jan;49(1):22-8.

先来看一下脊神经嫁接所涉及的两个脊髓节段。如图2所示，上一个脊髓节段是L5或S1（为简化，下文称S1），主要控制小腿后群肌的运动；下一个脊髓节段是S2或S3（为简化，下文称S3），就是前述的初级排尿中枢，控制膀胱排尿。

鉴于S3初级排尿中枢所控制的排尿功能严重受损，为了重建一个排尿反射弧，肖氏从A、B两点，将S1和S3两个运动神经都切断（图2）。

图2：S1躯体运动反射弧、S3排尿反射弧示意图

然后，通过显微吻合的方式，将S1躯体运动神经的近端，和S3内脏运动神经的远端缝合起来（图3）。理论上，新的反射弧是这样的，小腿的感觉信号-->S1感觉神经-->S1脊髓节段-->S1躯体运动神经-->吻合口-->S3内脏运动神经-->膀胱 （图3）。

图3：肖氏反射弧示意图

理论上，这个新反射弧的建立是付出了巨大代价的：（1）原先由S1运动神经支配的小腿肌肉失去了运动神经支配；（2）新的排尿反射弧摒弃了S3感觉神经传入的膀胱充盈信号（虽能上行到大脑皮层产生尿意，但与排尿反射弧失去直接突触联系了）；（3）S3初级排尿中枢不再参与控制膀胱运动，也被摒弃于新的排尿反射之外了；（4）从大脑皮层和脑桥高级排尿中枢传来的指令信号仍然是传到S3初级排尿中枢，因此也被摒弃于新的排尿反射弧之外了； （5）吻合口到底有多少运动神经纤维可以对接成功，很难说。

肖氏反射弧的实际疗效颇有争议。2016年，由约翰霍普金斯大学等医院完成的多中心、前瞻性、随机、双盲对照临床试验认为：肖氏反射弧对脊髓脊膜膨出引起的排尿障碍无效。

Tuite GF, Homsy Y, Polsky EG, Reilly MA, Carey CM, Winesett SP, Rodriguez LF, Storrs BB, Gaskill SJ, Tetreault LL, Martinez DG, Amankwah EK. Urological Outcome of the Xiao Procedure in Children with Myelomeningocele and Lipomyelomeningocele Undergoing Spinal Cord Detethering.  J Urol. 2016 Dec;196(6):1735-1740. 

Tuite GF, Polsky EG, Homsy Y, Reilly MA, Carey CM, Parrish Winesett S, Rodriguez LF, Storrs BB, Gaskill SJ, Tetreault LL, Martinez DG, Amankwah EK. Lack of efficacy of an intradural somatic-to-autonomic nerve anastomosis (Xiao procedure) for bladder control in children with myelomeningocele and lipomyelomeningocele: results of a prospective, randomized, double-blind study. J Neurosurg Pediatr. 2016 Aug;18(2):150-63.

多年以来，鉴于脑深部电刺激（DBS）治疗帕金森病、脊髓电刺激（SCS）治疗顽固性疼痛取得了巨大的成功，所以一直以来都有研究者尝试使用电刺激技术治疗排尿障碍，包括膀胱腔内电刺激、盆底电刺激、盆神经电刺激、骶段脊髓电刺激等，但都由于疗效欠佳或不能耐受等原因而逐步放弃。

Glen ES. Guard for intra-anal-plug electrode. Lancet, 1969,2:325-326.

Tanagho EA, Schmidt RA. Bladder pacemaker: scientific basis and clinical future. Urology,1982,20:614-619.

Tanagho EA, Schmidt RA. Electrical stimulation in the clinical management of the neurogenic bladder. J Urol, 1988,140:1331-1339.

然而，正是通过这些不断深入的尝试，最终研究者发现了对骶神经根的电刺激可以达到持久改善膀胱排尿功能的效果，这一技术称为骶神经调节术（sacral neuromodulation, SNM）。如果说，肖氏反射弧手术（切断+重建）类似于“革-命”，那么，骶神经调节术更像是一场“改-良”。如前所述，虽然脊髓拴系患者的排尿反射弧有受损，但是其解剖基础仍然是存在的，仍然发挥一定功能，而骶神经调节术对于初级排尿中枢、高级排尿中枢、两级中枢之间的神经联系、初级排尿中枢与膀胱之间的神经联系都没有破坏，只是在骶神经根的旁边置入了一个软管刺激电极，然后通过电极释放脉冲，通过脉冲电流调节骶神经的传入和传出冲动，从而改善神经功能。因此，无论骶神经调节术可以带来多少获益，都是在原有神经功能基础上的“增量”。

图4：骶神经调节术示意图

现有文献已经表明，骶神经调节术带来的获益“增量”既是可观的，也是持久的；另外，脊髓拴系患者往往合并大便障碍，骶神经调节术对大便障碍也有较好的改善。

Blok B, Van Kerrebroeck P, de Wachter S, Ruffion A, Van der Aa F, Jairam R, Perrouin-Verbe MA, Elneil S. A prospective, multicenter study of a novel, miniaturized rechargeable sacral neuromodulation system: 12-month results from the RELAX-OAB study. Neurourol Urodyn. 2019;38(2):689-695.

Ammirati E, Giammò A, Manassero A, Carone R. Neuromodulation in urology, state of the art. Urologia. 2019;86(4):177-182.

Widmann B, Galata C, Warschkow R, Beutner U, Ögredici Ö, Hetzer FH, Schmied BM, Post S, Marti L. Success and Complication Rates After Sacral Neuromodulation for Fecal Incontinence and Constipation: A Single-center Follow-up Study. J Neurogastroenterol Motil. 2019;25(1):159-170.

作者在临床实践中也体会到，如果病例选择得当，骶神经调节术可以产生相当可观的疗效。