陆明博士后研究工作报告会1

1、吉林大学中日联谊医院骨科吉林大学中日联谊医院骨科2003年年5月月l网络及信息技术的发展和l应用是推动人类社会进入l信息时代的关键动力 神经功能评定神经功能评定 ( (脊髓损伤评分与脊髓损伤病人的脊髓损伤评分与脊髓损伤病人的最终结果相当不一致性最终结果相当不一致性) ). . 脊髓影像学检查脊髓影像学检查 ( (诸如诸如ctct扫描对脊髓水肿、扫描对脊髓水肿、无骨折脱位颈髓损伤缺乏敏感性，无骨折脱位颈髓损伤缺乏敏感性， mrimri又不能又不能准确预见病情转归准确预见病情转归) )。 生化指标生化指标 ( (如乳酸脱氢酶、蛋白激酶如乳酸脱氢酶、蛋白激酶c c等用于等用于评估中枢神经系统损伤预后

2、，但无特异性，非评估中枢神经系统损伤预后，但无特异性，非神经性损害也可引起测定值的变化，降低了其神经性损害也可引起测定值的变化，降低了其临床实际应用价值临床实际应用价值) )。 迄今为止尚没有一种能直接反映脊髓损迄今为止尚没有一种能直接反映脊髓损害的特异性标记物。所以害的特异性标记物。所以, ,寻找能反映急寻找能反映急性脊髓损伤严重程度的特异性诊断指标性脊髓损伤严重程度的特异性诊断指标具有重要意义。具有重要意义。由于脊髓损伤错综复杂，用传统方法研由于脊髓损伤错综复杂，用传统方法研究已经举步维艰。因此，蛋白质组学的究已经举步维艰。因此，蛋白质组学的出现必将会给脊髓损伤研究带来新的动出现必将会给脊

3、髓损伤研究带来新的动力力。l 蛋白质是基因的表达产物，是生物功蛋白质是基因的表达产物，是生物功l能的主要体现者，它是以蛋白质组为研能的主要体现者，它是以蛋白质组为研l究对象，在整体水平上研究细胞内全部究对象，在整体水平上研究细胞内全部l蛋白质的组成及其活动规律。即在一种蛋白质的组成及其活动规律。即在一种l细胞内存在的全部蛋白质。这个定义体细胞内存在的全部蛋白质。这个定义体l现了蛋白质组的动态变化的特点现了蛋白质组的动态变化的特点l在脊髓神经系统基因组表达研究中，很多功能特在脊髓神经系统基因组表达研究中，很多功能特异而复杂的结构为蛋白质组学分析提供了良好的异而复杂的结构为蛋白质组学分析提供了良好

4、的切入点，如在突触部位切入点，如在突触部位( (包括突触囊泡和突触后包括突触囊泡和突触后致密体致密体) )中，应用中，应用edmanedman测序和质谱分析的表达蛋测序和质谱分析的表达蛋白质组学迄今已获得人约白质组学迄今已获得人约3030个蛋白质。同时蛋白个蛋白质。同时蛋白质组学还可用来研究与受体相关的信号复合物。质组学还可用来研究与受体相关的信号复合物。 l最近最近mireillelafon-cazal等使用蛋白质组等使用蛋白质组学方法在小鼠中枢神经系统和脑脊液获学方法在小鼠中枢神经系统和脑脊液获得了星形胶质细胞所分泌多蛋白质复合得了星形胶质细胞所分泌多蛋白质复合物物, ,由由3333个蛋白

5、质组成，包括蛋白水解酶个蛋白质组成，包括蛋白水解酶和蛋白水解酶抑制剂，运输蛋白、抗氧和蛋白水解酶抑制剂，运输蛋白、抗氧化蛋白、载脂蛋白神经递质受体，接头化蛋白、载脂蛋白神经递质受体，接头蛋白，信号通路成分，细胞骨架蛋白和蛋白，信号通路成分，细胞骨架蛋白和细胞粘合蛋白质以及一些新的蛋白质。细胞粘合蛋白质以及一些新的蛋白质。并发现星形胶质细胞是神经元的一个特并发现星形胶质细胞是神经元的一个特别的输入系统。别的输入系统。所分泌蛋白质可以检测并区分出不所分泌蛋白质可以检测并区分出不同的神经活动模式，然后激活不同同的神经活动模式，然后激活不同的下游信号通路来引起神经元的改的下游信号通路来引起神经元的改变

6、以储存活动模式中编码的信息。变以储存活动模式中编码的信息。crantcrant和husihusi提出：(1)复合物的组成提示多蛋白质复合物可能能够鉴别神经细胞的活动模式，而复合物与信号传导通路相连则可改变神经元的状态； (2)对复合物中任何类成分的干扰都将损害复合物的整体功能。因此，运用用蛋白质组学来分析预测脊髓损伤程度和修复再生程度无疑将会成为可能。l针对疾病或病理过程的蛋白质组研究现在国内针对疾病或病理过程的蛋白质组研究现在国内外刚刚起步，有关急性脊髓损伤蛋白质组学研外刚刚起步，有关急性脊髓损伤蛋白质组学研究尚未见报道。开展脊髓损伤修复与预后蛋白究尚未见报道。开展脊髓损伤修复与预后蛋白质组

7、研究，动态、定量、全方位地观察急性脊质组研究，动态、定量、全方位地观察急性脊髓损伤修复与预后发生发展过程中蛋白质种类、髓损伤修复与预后发生发展过程中蛋白质种类、数量的改变，有助于发现脊髓损伤特异的、敏数量的改变，有助于发现脊髓损伤特异的、敏感的生物学标志；研究脊髓损伤下基因产物的感的生物学标志；研究脊髓损伤下基因产物的合成率、降解率、功能完成、翻译后修饰程度、合成率、降解率、功能完成、翻译后修饰程度、亚细胞水平的分布以及与其它细胞成分的相互亚细胞水平的分布以及与其它细胞成分的相互作用等具有极其重要意义，也是从分子水平进作用等具有极其重要意义，也是从分子水平进一步阐明脊髓损伤发病机理的重要途径一

8、步阐明脊髓损伤发病机理的重要途径l由于脊髓富含许多特异蛋白质产物，而由于脊髓富含许多特异蛋白质产物，而且这些产物直接影响其它蛋白质的翻译后且这些产物直接影响其它蛋白质的翻译后加工及许多蛋白质的表达水平；所以采用加工及许多蛋白质的表达水平；所以采用蛋白组学研究方法能够袮补以往其他技术蛋白组学研究方法能够袮补以往其他技术所不能提供的技术手段。（如利用脊髓损所不能提供的技术手段。（如利用脊髓损伤组织的特征蛋白质谱，可以判别脊髓损伤组织的特征蛋白质谱，可以判别脊髓损伤不同阶段细胞来源）。伤不同阶段细胞来源）。根据脊髓损伤生物学特性，目前还没有脊髓损根据脊髓损伤生物学特性，目前还没有脊髓损伤修复预后特异

9、生物学标记物作为脊髓损伤伤修复预后特异生物学标记物作为脊髓损伤早期诊断、治疗、预后的靶标。因此此项目早期诊断、治疗、预后的靶标。因此此项目的研究结果可能成为判断急性脊髓损伤特异的研究结果可能成为判断急性脊髓损伤特异指标。指标。l本课题组脊髓损伤蛋白质组研究技术体系的建立和优化，将为深入脊柱脊髓损伤研究领域奠定基础。所建立急性脊髓损伤和正常脊髓细胞蛋白质图谱将作为参考图谱，与其它蛋白质数据库联网。所获得脊髓损伤特异蛋白标记物可作为判定脊髓损伤程度及预后诊断分子标记物。同时，进一步开发为脊髓损伤预测蛋白质芯片，作为高科技产品，必将为人类健康事业带来巨大社会效益和经济利益。前景可观。l l（1）、建

10、立脊髓损伤修复与预后研究蛋白质组技术体系，获得体系内所有蛋白质组分的物理、化学及生物学参数，如分子量、等电点、表达量等。l（2）、建立不同程度脊髓损伤动物模型，提取正常与损伤后脊髓、血液、脑脊液蛋白质，利用双向聚丙烯耽胺电泳(2dpage)技术分离其蛋白质组分，并利用专门计算机软件对所得的图像进行数据采集和分析，然后采用氨基陵组成分析、质谱分析技术等将胶上回收的蛋白质点进行精细的鉴定，获得不同程度脊髓损伤相关蛋白质性质、表达变化及翻译或加工等方面的信息，发现、鉴定新蛋白。l3）、寻找不同阶段、不同程度脊髓损伤特异蛋白标志物，为脊髓损伤预测提供早期诊断靶标。（1）研究脊髓损伤与修复蛋白质组变化与

11、脊髓损伤程度预后情况之间关系。分析其蛋白质组表达差异，发现判断脊髓损伤修复与预后特异蛋白质，为脊髓损伤程度和预测提供特异诊断分子靶标 l通过对脊髓损伤不同阶段脊髓、血液、脑脊液蛋白质组变化分析并进行基因差异比较，获得有关蛋白质性质、表达变化及翻译或加工等信息，从蛋白质分子水平揭示急性脊髓损伤机制。 l建立正常与脊髓损伤后脊髓、血清、脑脊液细胞蛋白质图谱和数据库；为脊髓损伤预测和急性脊髓损伤机理的后续研究提供有意义的数据信息。l（4）建立正常与脊髓损伤后脊髓、血清、脑脊液细胞蛋白质图谱和数据库；为脊髓损伤预测和急性脊髓损伤机理的后续研究提供有意义的数据信息。l(一一)研究方法研究方法1.1.实验

12、急性脊髓损伤动物模型建立实验急性脊髓损伤动物模型建立 l实验动物实验动物选用新西兰大耳白兔，雌雄各半。随机分别设为6组：空白对照组和脊髓损伤组（脊髓振荡、脊髓不全损伤、脊髓完全损伤）。每组各10只兔。l 实验方法实验方法 用allenallen打击法建立脊髓不同损伤程度模型（脊髓振荡、脊髓不全损伤、脊髓完全损伤）。l 实验脊髓损伤后的评定实验脊髓损伤后的评定： 实验脊髓损伤后的评定实验脊髓损伤后的评定： 功能评定 组织形态评定l 电生理评 定l人工假体选择软件设计的目的：l1、使人工假体选择技术量化l2、将人工假体选择的人工系统l 转化为数字处理系统l人工假体选择软件设计的意义：l使假体选择的

13、精确度提高l提高了手术质量l延长了假体的使用寿命l减轻了患者的痛苦和经济负担人工假体选择软件系统的目标模式：1、以吉林大学局域网为中心，以网络结构 为基础，建立高度安全化、电子化的网 络系统2、在法律允许范围内进行以信息交换为主 的服务方式3、骨科医疗活动是人工关节中心的基础程序设计转换和实现示意图:股骨上端数据体系系列标准人工假体型号统计学处理建立参数系统智能计算机硬件系统javasql server2000管理及应用系统开发完成系统设计实现系统转换建立数据库及数据库管理系统利用人工假体型号选择系统程序进行假体选择在临床应用中进行检验通过信息反馈系统实现后再评价-对系统进行微小调整获得高质量

14、的软件系统l建议在人工关节中心的计算机系统中采用的硬件结构：全全 局局 控控 制制 器器 处理机群 处理机群处理机群互连网络共享存储器 智能计算机人工关节中心系统简图智能计算机人工关节中心系统简图: :吉林大学中日联谊医院人工关节中心系统吉林大学中日联谊医院人工关节中心系统信信息息反反馈馈系系统统数数据据测测量量系系统统假体假体型型号号选选择择系统系统病病案案库库图图片片库库用户管理系统运运行行维维护护系系统统费费用用系系统统统统计计学学处处理理系统系统 智能计算机人工关节系统示意图智能计算机人工关节系统示意图: :网络网络l案例操作演示案例操作演示l临床应用：l一般资料：l（2000年12月

15、2002年12月间完整资料）l178例 先天性髋脱位继发骨性关节炎l（其中18例伴髋臼发育不良）l92例陈旧性股骨颈骨折l病种：l先天性髋脱位继发骨性关节炎l陈旧性股骨颈骨折和骨折不愈合l（包括未经治疗和经治疗后骨折不愈合或合并股骨头坏死的病例，以老年和女性为主。其他患者年龄较轻。）l年龄：4278岁，平均62岁。l临床表现：l主要以不能行走，行走困难，跛行，疼痛、关节活动受限，骨盆倾斜。双下肢不等长，短缩2-5cm，平均3,5cm。l合并证：l陈旧性股骨颈骨折患者多合并骨质疏松l老年病人部分合并糖尿病、高血压等疾病l几种术式的介绍l1、陈旧性股骨颈骨折和骨折不愈合全髋关节置换术：l 选择改良

16、gibson入路，结扎并切断外旋肌，骨膜下剥离股方肌。保护好坐骨神经，将臀大肌、外旋肌和坐骨神经拉向内上方，显露髋关节。保留股骨距约1,5cm。假体型号选择由术前假体型号系统提供确定。按操作规则进行手术，术毕以生理盐水仔细冲洗切口，彻底止血，清点纱布、器械无误，逐层关闭切口。l2、先髋，继发骨性关节炎并伴髋臼发育不良病人的全髋关节置换术：l手术方法均采用侧方hardinge切口，取头时注意不使用取头器，以免损坏头的完整性。先以臼锉初步扩大髋臼，注意指向后方，然后用试模估计覆盖缺损大小及方位，再将切下的头修整后固定于缺损处，再用髋臼锉修整臼窝，然后，按常规手术方法行全髋置换。假体型号为“软件系统

17、”处理结果得出的型号。l3、人工全髋关节置换术中常见的下肢不等长的预防和处理：l预防：l术前测量双下肢情况，确定短缩情况，l检查病人髋关节情况，外展范围，内收肌挛缩情况。l术中处理：l充分松解软组织；股骨上段短缩截骨；l术后双下肢等长的重要性：l过长，可引起病人严重或顽固性的疼痛，髋关节活动受限，不灵活。l过短，使病人跛行，影响行走，下肢和脊柱生物力线异常。l因此恢复下肢的力线是重要的。术前、术中都应测量，或量化处理。l术后效果讨论： 1、术前做好详细的临床和影像学检查 2、利用“假体型号选择系统”获得假体型号 3、术中适当的松解软组织，在保证髋臼假 体覆盖的前提下，清除骨赘，防止碰撞 4、正

18、确安放假体，尽量保留和修复关节囊， 维持关节的张力和稳定性。l髋关节发育不良继发骨性关节炎髋关节发育不良继发骨性关节炎l术后通过信件、电话及门诊随访，指导功能锻炼。l结果 ：全部病例经5个月至1年7个月随访，随访期内拍片示：假体位置良好，部分原植骨处（自体骨）愈合良好，无假体松动、脱位、下沉等现象。近期疗效令人满意lharris评分由术前的1071分（平均40.6分）提高到术后的5097分（平均80.4分）l伴随髋臼发育不良伴随髋臼发育不良l本组18例患者中,16例女性,2例男性。年龄介于3752岁间，平均46.5岁。其中，左髋7例，右髋11例。l行骨水泥型假体置换2例，非骨水泥生物型假体置换

19、16例。随访时间6个月2年，平均1.2年。l门诊随访时拍片示：假体位置正确，取自体股骨头植骨处，股骨头部分覆盖假臼满意，均达骨性愈合。l术前harris评分平均为50.2分，术后平均87.9分l陈旧性股骨颈股折合骨折不愈合患者l术后门诊随访，指导功能锻炼。l结果：全部病例经8个月至2年随访，随访期内无假体松动、脱位、下沉等现象。l髋关节功能评定按harris评分标准：l62.5%患者疼痛完全缓解l29.8%有轻度疼痛，但不影响日常生活l9%仍有明显的负重痛l小结：小结：l我们采取的是人工假体的选择技术软件系统进行分析、测量，并行人工全髋关节置换术。另一组20例采用了传统的测量法，随访结果来自影像及临床检查，并按照harris髋关节评分系统来评价。l研究中的所有数据经spss10.0统计软件包进行统计，单因素方差分析，人工假体置换术后疼痛、松动下沉以及关节脱位、骨折率的差异均有非常显著的意义（p0.01）。结果：短期随访的结果与对照组差异无显著意义，但，术后放射线检查结果好于对照组，未发现假体位置不良者。从本