中国康复科学所康复医学研究所于艳所长团队，在国际微生物领域期刊《Microbiology Spectrum》（IF: 9.043）发表论文揭示肠道微生物可通过代谢产物改善微环境促进脊髓损伤小鼠神经功能修复2022年4月，中国康复科学所康复医学研究所于艳所长团队，在国际微生物领域期刊《Microbiology Spectrum》（IF: 9.043）发表了题为《Fecal microbiota transplantation exerts neuroprotective effects in a mouse spinal cord injury model by modulating the microenvironment》的原创性研究论文。论文的通讯作者是康复医学研究所于艳所长、首都医科大学宣武医院陈志国教授，第一作者是康复医学研究所荆瀛黎博士。脊髓损伤（SCI）是一种灾难性损伤，通常会导致运动、感觉和自主功能的完全和永久性丧失。全球有约2700万例脊髓损伤患者，其中90%是由创伤引起的。脊髓创伤后，其病理生理变化是非常复杂的。原发性损伤过程中，损伤部位的血管破裂，细胞受损，血-脊髓屏障（BSCB）破坏，炎症细胞浸润至损伤部位，重塑损伤局部的微环境，影响SCI后神经功能修复。受损脊髓组织和神经元环路再生能力有限，迄今并无有效的治疗方案。近年来，随着微生物-肠-脑轴的研究，为SCI的治疗提供了新的研究思路。图1β-丙氨酸治疗有助于SCI小鼠行为和病理的改善临床和基础研究数据表明SCI后肠道微生物发生紊乱，而肠道微生物的破坏会加剧脊髓的病理变化，给予益生菌或重塑肠道微生物的药物不仅有利于肠道功能的修复，还可以改善神经功能。我们将靶向肠道微生物的粪菌移植（FMT）作为干预方式用于SCI小鼠的治疗。在本研究中，我们检测了FMT治疗对SCI小鼠脊髓微环境的影响。FMT治疗显著增加了脊髓的残存组织，增加了血管灌注和周细胞覆盖率以及BSCB的完整性，抑制了小胶质细胞和星形胶质细胞的活化，并上调了神经营养因子的分泌。通过代谢谱分析，检测到治疗前后22种差异代谢产物，根据生物学特性和生物信息学分析选择β-丙氨酸进行验证实验。研究数据表明补充β-丙氨酸增加了神经元存活率和BSCB的完整性，然而对炎症细胞和神经营养因子表达并没有显著性的改变。本研究说明肠道微生物可能通过多种代谢产物单独或协调发挥治疗作用，重新平衡损伤部位的微环境，发挥神经保护作用。原文链接：https://doi.org/10.1128/spectrum.00177-22

中国康复科学所康复医学研究所李婷作为并列第一作者在国际期刊《ACS Applied Materials & Interfaces》上发表关于新型抗肿瘤纳米材料的研究成果2022年11月，中国康复科学所康复医学研究所李婷与中国科学院理化技术研究所孟宪伟研究员等人合作，在新型纳米材料的快速合成及在肿瘤治疗领域的应用研究取得新突破，相关成果“A Novel Instantaneous Self-Assembled Hollow MOF-Derived Nanodrug for Microwave Thermo-Chemotherapy in Triple-Negative Breast Cancer”发表于国际期刊 《ACS Applied Materials & Interfaces》（IF：10.383）上。金属-有机框架材料（MOF）是一种由金属盐和有机配体通过配位作用自组装而成的多孔材料。与传统纳米材料相比，MOF材料具有高的比表面积和孔隙率，通过调节有机配体的长短、种类可调控孔径大小及多样的形态，MOF未配位的不饱和金属位点提供了表面修饰的空间，使得MOFs材料易于进行表面的修饰和功能化。这些特点使得MOF材料在气体储存与分离、催化、膜材料等领域拥有广泛的应用。此外，MOF材料具有良好的生物可降解性，可以作为生物相容性良好的药物载体、造影剂、纳米酶等多种纳米材料发挥作用，因此在生物医学领域也广受关注。近年来，随着对MOF研究的深入，由MOF衍生的中空材料因其兼具中空结构和MOF骨架的优点而备受关注。中空MOF在成分和结构方面具有良好的灵活性和可设计性、更快的传质通道、更多的活性暴露位点、更高的生物分子货物装载能力和更好的兼容性。目前大量研究致力于合成各种中空MOFs。到目前为止，主流合成策略包括模板法、两相界面法、部分蚀刻法等，这些方法大都耗时长、步骤多，可用的简单有效的方法相对较少，这仍然是该研究领域的一个重大挑战。本研究开发了一种创新的超声气溶胶流动策略，可以一步高效快速地合成中空MOFs。使用超声气溶胶法合成纳米材料时，化学反应在独立的微小单元中进行，单元之间互不干扰，与传统合成方法相比，这种方法合成效率更高，反应速度快，且制备的材料分散性好，因此在MOF材料的连续生产中具有极大优势，为开发更多的纳米材料合成方法提供了新思路。合成的ZC-HSC具有良好的生物降解性和微波热敏性，结合抗血管生成药物、相变材料和抗炎药，在小鼠肿瘤模型中取得出色的治疗效果，显著增加了纳米药物在肿瘤部位的积累，促进肿瘤组织血管功能正常化，并发挥抗炎作用。此外，在微波辐射下，ZC-HSC的微波增敏介导的热效应在杀死肿瘤细胞的同时，辅助释放ZC-HSC内部装载的药物。基于这种联合治疗策略，实现了对肿瘤微环境的调控，为MOFs在生物医学领域的多功能应用和发展提供了思路。这种快速、连续和低成本的超声波气溶胶流动策略也为MOFs的设计和合成。原文链接：https://doi.org/10.1021/acsami.2c13561

2022年11月，中国康复科学所/中国康复研究中心廖利民教授团队，在国际泌尿外科领域医学1区杂志《欧洲泌尿外科焦点（European Urology Focus）》（IF: 5.952）发表了题为《Sacral Neuromodulation Using a Novel Device with a Six-contact-point Electrode for the Treatment of Patients with Refractory Overactive Bladder: A Multicenter, Randomized, Single-blind, Parallel-control Clinical Trial》的多中心、随机、单盲、对照临床试验研究论文，报道自主研发国产植入式骶神经刺激器的III期临床试验结果(图1)。论文的通讯作者是中国康复科学所所长、中国康复研究中心副主任、北京博爱医院泌尿外科及神经泌尿科主任廖利民教授，共同第一作者是山东大学与康复大学联合培养的泌尿外科专业博士研究生周忠涵。图1. 在医学1区杂志《欧洲泌尿外科焦点（European Urology Focus）》（IF: 5.952）发表的文章骶神经调控(sacral neuromodulation, SNM)、也称“膀胱起搏器”是利用介入技术将低频电脉冲施加于骶神经，进而调节膀胱、尿道/肛门括约肌及盆底功能，既往装置多依赖进口。传统的骶神经刺激系统为4触点电极，本团队与杭州承诺公司合作，自主研发了一款新型6触点电极骶神经刺激系统(SacralStim)，其刺激电极有更高的触点密度，术后有更多的程控选择(图2)。本文为该新型6触点电极骶神经刺激系统(SacralStim)治疗膀胱过度活动症(Overactive Bladder, OAB)患者的全国多中心随机对照临床试验结果，本研究发表于泌尿外科领域医学1区杂志，表明了学术界对该成果的高度认可。图2. 新型6触点电极骶神经刺激系统(SacralStim)示意图本多中心随机对照临床试验由中国康复研究中心北京博爱医院廖利民教授发起并作为组长牵头，共7家大型三甲医院参与本研究。总计纳入73例OAB患者，植入SacralStim刺激器后1:1随机分组为开机电刺激组(37例)和不开机组(36例)，共进行12周的单盲观察，治疗后12周随访时的平均24小时排尿次数较基线期下降≥50%视为治疗成功。研究结果显示，治疗12周时，电刺激治疗组治疗成功率为56.76%，不开机组为11.11%，两组有显著性差异(P＜0.001)，表明治疗12周时开机电刺激组的治疗成功率优于不开机组。次要结局指标中，平均 24 小时排尿次数、平均每次排尿量、尿失禁次数、OABSS、QOL等指标刺激组改善情况显著优于对照组。本试验发生与试验器械相关的不良事件共3人4次，无严重不良事件。本团队创新性设计了新型6触点电极，与4触点电极植入深度相同的位置时，其会有2个触点（E4、E5）在S3内缘内侧，2个触点（E2、E3）在S3内缘外侧。由于骶神经在骶孔腹侧内缘的走行较为固定，6触点电极可增加此段贴近骶神经的刺激触点个数，能作为“潜在”触点为患者二期植入后长期程控方案的选择提供可能。电极容易向内侧移位，这可能与电极的倒刺方向有关，但由于6触点电极增加了触点个数，使得骶骨内侧缘内触点个数相应增加，因此E5触点虽然发生了移位，但仍在骶骨内缘内侧。由此可见，6触点电极增加敏感触点个数，能够使接受SNM治疗的患者在二期术后程控方面获益；可以通过更换敏感触点组合，延长SNM的疗效，避免手术修复，减轻患者经济负担。本团队创新设计了新型6触点电极植入式骶神经刺激SacralStim系统，作为国家药监局创新产品，完成了产品研发-动物实验-临床试验-审批申请的完整流程，打破了国外的技术壁垒，成功实现了科研-临床-效益的有效转化，可为患者提供更佳的治疗效果、并减轻患者负担，努力实现科技自强自立。原文链接: Liao Limin, Zhou Zhonghan, Chen Guoqing, et al., Sacral Neuromodulation Using a Novel Device with a Six–contact-point Electrode for the Treatment of Patients with Refractory Overactive Bladder: A Multicenter, Randomized, Single-blind, Parallel-control Clinical Trial, Eur Urol Focus, 2022, 8(6):1823-1830. https://doi.org/10.1016/j.euf.2022.04.006

2023年3月，中国康复科学所/中国康复研究中心廖利民教授团队，在国际知名泌尿外科杂志《英国泌尿外科国际（BJU International）》（IF: 5.969）发表了题为《Randomized controlled trial of intravesical electrical stimulation for underactive bladder》的多中心、前瞻性、单盲、随机、对照III期临床试验及产品注册结果(图1)。论文的通讯作者是中国康复科学所所长、中国康复研究中心副主任、北京博爱医院泌尿外科及神经泌尿科主任廖利民教授，共同第一作者是首都医科大学与康复大学联合培养的泌尿外科专业博士研究生邓函。图1. 在医学2区杂志《英国泌尿外科国际（BJU International）》（IF: 5.969）发表的文章膀胱活动低下症（UAB）是由各种原因引起的症候群，包括排尿踌躇、用力、 排尿困难、尿流缓慢、间断排尿、排尿滴沥、膀胱排空时间延长和(或)膀胱排空不全；症状复合体的病理生理机制包括逼尿肌活动低下、逼尿肌无反射、膀胱感觉减弱或缺失、尿道括约肌和盆底肌功能失调，排除来源于膀胱颈和尿道的机械性膀胱出口梗阻。UAB是下尿路功能障碍的一种常见类型，可以影响上尿路功能。但目前UAB的治疗方法十分有限，公认的治疗还是间歇导尿，而长期间歇导尿可能会造成尿道损伤和泌尿系感染等症状，从而限制了患者对治疗的耐受性。膀胱腔内电刺激（IVES）是将带有剌激电极的尿管经尿道插入膀胱，以生理盐水作为介质刺激逼尿肌，通过逼尿肌与中枢间尚存的传入神经联系通路，诱导膀胱产生排尿感觉，从而增加神经冲动传出，促进排尿或提高控尿能力。IVES作为一种保守治疗方法，旨在增强膀胱感觉，促进膀胱排空，减少残余尿量。在过去的几十年里，国内外的一些研究已经证实了IVES对UAB患者的有效性。然而，国内仍然没有一套专用的IVES设备（包括刺激器和刺激电极）。2017年我们完成了IVES治疗UAB的单中心临床研究，但所使用的刺激主机来自其它刺激器，电极为自制的金属丝。因此，廖利民教授团队自主研发了一款具备IVES的新型多功能膀胱康复仪（图2），并进行了多中心、前瞻性、单盲、随机、对照的临床试验，以评估此新型IVES设备对UAB患者的有效性和安全性，获得药监局审批颁发的注册证。本研究发表于泌尿外科领域知名杂志，表明了学术界对该成果的高度认可。图1 FES-D1刺激器(A)和DJ-A01刺激电极(B)本研究由中国康复研究中心北京博爱医院廖利民教授发起并作为组长牵头，在全国7个研究中心选择合适的UAB患者，并将其随机分为试验组和对照组。研究人员收集患者在治疗过程中的有效性和安全性评价数据。以治疗4周残余尿量的改变量为主要疗效指标，治疗4周的不良事件为安全评价指标。对两组治疗后的差异进行比较，以验证此IVES设备的有效性和安全性。经过4周的治疗，试验组残余尿量的减少量、最大尿流率和排尿效率均显著高于对照组。在安全性分析中，只有6例可能与该设备有关的不良事件，且均为尿路感染，没有其它严重不良事件发生。由此表明，我们自主研发的新型IVES设备对UAB患者的治疗是安全有效的。本团队创新性自主研发了一款新型IVES设备，包括FES-D1刺激器和DJ-A01刺激电极，完成了产品研发-动物实验-临床试验-审批上市的完整流程，已经获得医疗产品注册证，成功实现了科研-临床-效益的有效转化，实现了产学研用的紧密结合，努力实现科技自强自立。UAB患者的发病率很高，治疗方法非常有限，而对于普遍认可的有效的IVES疗法，国内目前又没有专用的、配套的治疗设备，此新型IVES设备有助于优化临床治疗手段，可为患者提供更佳的治疗效果，从而大大提高患者的生活质量。