脑积水是一种以脑室系统异常扩张为特征的疾病，通常通过分流手术治疗，其目的是恢复脑室体积至正常或接近正常水平。研究发现，在成功的分流治疗后，被严重压缩的大脑皮质厚度会显著增加，表明脑积水可能具有一定的可逆性。然而，目前对脑积水发展和治疗过程中大脑皮质和白质的解剖学变化了解有限，尤其是恢复后的皮质是否能够重新具有正常功能结构仍有争议。
本研究通过建立一种严重猫脑积水的实验模型，研究脑积水对脑室体积和大脑皮质厚度的影响，并验证分流手术对这些变化的修复作用。此外，将实验结果与人类新生儿脑积水治疗的效果进行对比，为深入理解脑积水的病理机制和治疗效果提供依据。
方法与实验设计
1. 动物模型的建立
- 脑积水诱导：选用成年健康猫，通过手术移除部分颅骨和脑膜暴露脑组织，以减少脑内压力对实验的干扰。在术后7至10天，向脑池（cisterna magna）注射200mg高岭土（kaolin），引发脑脊液循环受阻，逐步形成脑积水。
- 分流手术：在脑积水诱导后的第10至21天进行分流手术，将一根“Silastic”管通过皮下隧道连接脑室与胸膜腔，建立脑室至胸膜腔的引流通道，确保脑脊液排出。为避免气胸，术后使用额外导管抽吸残留空气。
2. 监测与评估方法
- 术前与术后评估：
- 术前通过脑室造影（ventriculography）评估脑室体积扩张程度。术后，在1小时至2周内定期监测脑室体积变化。
- 大脑皮质厚度的恢复情况通过尸检和组织学切片分析。
- 人类对比研究：同时收集3例新生儿脑积水患者的脑室分流术前后数据，通过计算机断层扫描（CT）记录脑室体积和大脑皮质变化，与猫模型的结果进行比较。
实验结果
1. 猫模型中脑室体积和大脑皮质的恢复
- 分流手术后，猫的脑室体积在48至96小时内迅速恢复至接近正常水平，同时大脑皮质厚度显著增加，从约1mm恢复至接近12mm的正常厚度。尸检结果显示，脑室的收缩与皮质增厚呈正相关，且恢复后的皮质组织结构接近正常。
- 随着脑室体积的恢复，脑室压迫引起的皮质细胞重塑（cytoarchitectural reorganization）被认为是皮质增厚的主要机制。
2. 新生儿脑积水患者的对比研究
- 在接受分流治疗后，3例新生儿脑积水患者的脑室体积在术后3周内逐渐恢复至正常范围，同时大脑皮质厚度明显增加。类似于猫模型，人类新生儿脑室体积恢复的速度与大脑皮质增厚的程度呈正相关。
讨论
1. 猫脑积水模型的临床相关性
猫模型成功模拟了人类新生儿脑积水的关键特征，包括严重的脑室扩张和大脑皮质的显著压缩。分流手术后，猫与人类均表现出快速的脑室体积恢复和皮质增厚，进一步验证了该模型作为脑积水研究工具的适用性。
2. 脑积水的可逆性机制
研究发现，尽管脑室体积因脑积水而增加至正常水平的30倍，但通过分流治疗，脑室体积和皮质厚度在短时间内恢复至接近正常。先前的研究表明，脑积水引起的皮质变薄主要是细胞排列重塑而非细胞丢失，这可能解释了治疗后皮质增厚的快速性和完全性。
3. 潜在的研究方向
未来研究可进一步关注以下问题：
- 延迟分流手术是否会导致不可逆的大脑损伤；
- 脑积水治疗过程中脑血流量和脑血管化的变化；
- 分流手术对神经功能恢复的长期影响。
结论
本研究通过建立严重猫脑积水实验模型，详细描述了脑积水治疗前后脑室体积和大脑皮质厚度的变化，并将实验结果与人类新生儿脑积水治疗进行对比。结果表明，脑积水引起的皮质变薄在适时分流治疗后可以快速恢复，证明脑积水在一定程度上具有可逆性。猫模型不仅为脑积水的病理机制研究提供了可靠平台，还为优化人类脑积水治疗策略奠定了基础。
参考文献：
Restoration of the Cortical Mantle in Severe Feline Hydrocephalus: A New Laboratory Model