史正亮 范志勇 张华
周围神经损伤断裂是很常见的创伤性疾患,也是近年来研究颇多的一个领域,神经纤维损伤断裂后,修复目的是为了恢复神经的连续性,使损伤神经的近远端建立营养和诱导关系,从而为神经再生创造良好条件。近年来随着基础研究的不断发展,修复周围神经缺损的方法出现了组织工程技术、细胞移植技术、基因工程技术等,推动了修复周围神经缺损研究的进展。
胡孔和等[1]采用神经端侧吻合的方法重建游离皮瓣的感觉功能,通过临床观察,皮瓣的植物神经感觉和保护性感觉功能均得到不同程度恢复。Mennen[2]报道了56例周围神经损伤的患者,包括从臂丛神经至指神经损伤,经端侧吻合后,近侧肌肉神经重新支配和远端感觉功能恢复效果良好。Viter等[3]将膈神经以端侧方式吻合于臂丛神经,用于重建膈肌的功能获得成功。
张少成等[4]选择10例不适宜施行常规修复方法的周围神经损伤病例,将受损神经的适宜部位与相邻神经干并拢,纵行切开两神经相邻面的神经外膜和束膜后,侧侧紧密对合,临床观察取得了较好的疗效。
修复神经缺损可分为自体神经移植术和异体神经移植术。目前仍以自体神经移植术较为常用,但是由于自体神经移植来源受限,供区受损,以及其不可克服的缺陷如可供神经长度和直径有限等,所以很多学者研究同种异体神经移植修复神经缺损的方法,但最大的障碍就是免疫排斥反应问题。为了解决这一问题,一方面是要降低移植物的免疫原性,另外是要抑制人体的免疫反应。去除细胞,保留细胞外基质的天然微细结构的方法,可显著降低同种异体神经的抗原性。孙明学等[5]的研究认为,在制备粗大的去细胞神经时通过先结扎神经两端后去细胞两遍的处理方法,既可以保证去细胞和脱髓鞘的完全性,又保存了神经结构的完整性和引导轴突再生的基底膜层粘连蛋白活性。陈秉耀等[6]采用化学去细胞兔神经移植修复大鼠1 cm坐骨神经缺损。移植神经未被宿主排斥,大量再生的神经纤维长过移植物,并恢复电传导功能;具有良好的组织相容性。王碧菠等[7]采用基膜管-自体神经嵌合体修复大鼠周围神经缺损,处理方法为由两段同种异体脱细胞神经夹合一小段自体神经,实验也取得了良好的结果。
在组织扩张术及肢体延长术中,神经同时也被延长,并保持其正常功能,证实了周围神经具有被缓慢牵长的潜能。王书成等[8]通过周围神经牵引延长后直接缝合的方法,修复神经缺损。在动物实验的基础上,已经应用于临床神经修复2例,延长可达到8 cm,而且恢复效果满意。
扩张延长神经是随软组织扩张术发展起来的一种修复神经短缺的方法。有学者应用软组织扩张延长神经修复了4例周围神经短缺患者,所有扩张修复的神经传导速度减慢,潜伏期延长,动作电位阈值升高,但临床上感觉和运动功能恢复均较满意。
神经桥接术是修复神经缺损的一种新探索,用于套接的材料分为天然高分子材料和生物合成材料两大类。天然高分子材料又分为:(1)自体非神经组织例如血管、肌腱、膜管、骨骼肌等;(2)同种异体非神经组织;(3)壳聚糖及其衍生物。生物合成材料有硅胶管、乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸-乙醇酸共聚物(PLGA)和聚乙内酯(PCL)等。谢雪涛等[9]应用大鼠坐骨神经缺损模型比较小肠黏膜下层和自体翻转静脉修复周围神经缺损的效果,发现小肠黏膜下层较自体翻转静脉更适合修复周围神经缺损。Jamal等[10]用胎盘膜作套接材料取得了较好的效果,并认为可以桥接长达25 mm的神经缺损。李矛鲁等[11]用翻转静脉-骨骼肌复合移植修复面神经短距离缺损(10 mm)获得较好效果,认为是修复短距离神经缺损的较好材料和方法。Yamaguchi等[12]将磷灰石和壳聚糖结合制成复合物以便提高壳聚糖的强度,并将此复合物应用于大鼠坐骨神经损伤修复实验,表现出良好的生物相容性并有神经组织的再生。
近年来随着组织工程的迅速发展,使其在周围神经修复方面有了广阔的空间。采用组织工程技术修复周围神经缺损主要涉及外源神经营养因子、种子细胞及神经支架材料等方面。种子细胞包括雪旺细胞和骨髓间充质干细胞、骨骼肌干细胞、神经干细胞、胚胎干细胞等。其中对于雪旺氏细胞的研究较多。雪旺细胞存在于周围神经系统,其分泌物能够显著支持人类神经干细胞生长并诱导大多数干细胞分化成神经元,对促进周围神经的生长发育、再生和修复起到重要作用。常用的神经支架有自体移植物和生物工程材料。自体移植物包括自体神经、神经髓鞘、肌腱、肌肉、静脉联合移植物、外翻静脉以及种植SCs静脉等。其优点为组织相容性好、生物安全性高、亲水性及细胞亲和力较高。生物工程材料包括硅胶管、碳纤维管、聚酯纤维、聚乳酸(PLA),聚羟基乙酸(PGA)以及它们的共聚物,其他还有天然材料,如水凝胶、壳聚糖等,这些材料中,有些被认为本身有引导神经再生的作用。Hadlock等[13]在大鼠坐骨神经缺损7mm的模型中,用PLGA进行桥接,6周后的神经再生情况类似于自体神经移植。Sundback等[14]发现,与PLGA相比,聚丙三醇酯的细胞毒性更小,组织反应更少,是一种有前途的神经组织工程修复材料。Ciardelli等[15]以壳聚糖作为内层、PCL作为外层所复合成的神经导管,被认为具有更好的生物相容性,并提高降解速率。李政等[16]将聚乳酸和聚羟基乙酸的共聚物(PLGA)包埋牛血清白蛋白、神经生长因子(NGF),构制成可降解的NGF/PLGA复合神经导管,达到对NGF保护和缓释作用,用该复合导管修复大鼠坐骨神经,结果表明该导管对大鼠坐骨神经缺损具有良好的桥梁作用和促神经生长的作用。
基因治疗是近年来随着分子生物学的发展而兴起的一项新技术,随着基因工程技术的发展,转基因技术用于治疗神经损伤的研究报道越来越多。神经系统基因治疗有两种基本途径,(1)将含外源基因的重组病毒、脂质体或裸露的DNA直接导入体内,(2)外源基因克隆至一个合适的载体,首先导入体外培养的自体或异体(有特定条件)的细胞,经筛选后将能表达外源基因的受体细胞重新输回受试者体内。Blesch等[17]将NGF转至培养的雪旺细胞后,移植到损伤部位的脊髓,雪旺细胞能在体内稳定分泌NGF并促进轴索再生。陈渝等[18]采用动物实验观察腺病毒介导神经生长因子(Ad-NGF)基因治疗对大鼠坐骨神经损伤修复的疗效,发现可显著增加局部NGF蛋白质表达水平,改善坐骨神经功能指数和神经传导速度,从而可有效促进坐骨神经损伤后的修复。刘勇等[19]通过动物实验观察,移植后的hBDNF-GFP-NSCs(hBDNF和GFP双基因转染神经干细胞)可分化为神经元和神经胶质细胞,少数可分化为视网膜神经节样细胞,从而对大鼠视神经损伤修复起促进作用。朱锦宇等[20]采取大鼠坐骨神经内直接注射腺病毒介导的LacZ基因观察到LacZ基因可转入活体坐骨神经并高度表达。基因治疗无论是用于中枢神经损伤还是周围神经损伤,目前都处于实验室阶段。因此,基因治疗实际应用于临床以前,还有很多问题有待解决。
综上所述,神经端侧吻合术、侧侧吻合术及自体神经移植术已广泛应用于临床,但供区神经功能损害、可供神经长度和直径有限是其不可克服的缺陷。研究者们在周围神经组织工程领域做了大量工作,取得了一定进展,但多处于实验阶段,过渡到人体尚需要时间,而且材料技术价格昂贵也是限制临床广泛使用的不利因素。基因治疗目前都处于实验室阶段,还很多问题有待解决。不过随着科学技术的突飞猛进,各学科联合攻关,相信通过努力,周围神经缺损的修复会到达一个新的高度。
1 胡孔和,吴强,刘建平,等.神经端侧吻合重建股前外侧游离皮瓣感觉功能.中华显微外科杂志,2009,32:146-148.
2 Mennen U.End-to-side nerve suture in clinical practice.J Hand Surg 2003,8:33-42.
3 Viter F,Franciosi LF,Palhares A.Nerve grafting and end-to-side neurorrhaphies connecting the phrenic nerve to the brachial plexus.Plast Rexonstr Surg,1995,96:494.
4 张少成,张雪松,刘会仁,等.侧侧缝合法治疗周围神经损伤的临床应用初步报告.中华骨科杂志,2002,22:398-401.
5 孙明学,王鑫,赵斌,等.化学去细胞法对粗大神经质量评价方法及影响因素的探讨.中国修复重建外科杂志,2006,8:780-782.
6 陈秉耀,侯树勋,赵敏,等.化学去细胞异种神经移植后宿主的雪旺细胞在移植物内的增殖.中华显微外科杂志,2006,29:350.
7 王碧菠,戴传昌,钟斌,等.基膜管-自体神经嵌合体修复大鼠周围神经缺损的实验研究.组织工程与重建外科杂志,2006,1:41-44.
8 王书成,王和驹,陈剑飞,等.周围神经缺损的牵引延长直接缝合治疗.中国修复重建外科杂志,1998,12:135-137.
9 谢雪涛,张长青,苏琰,等.小肠黏膜下层和自体翻转静脉修复周围神经缺损的比较研究.中国修复重建外科杂志,2007,21:149-153.
10 Jamal A,Mohammad MD,Patrick H,etal.Increased axonal regeneration through a biodegradable amnionic tube nerve conduct:effectof local delibery and incorporation of nerve growth factor/hyaluronic acid media.Annal Plastic Surg,2000,44:59-64.
11 李矛鲁,高志强,王辉,等.自体非神经组织材料移植修复面神经短距离缺损.中国临床康复,2005,9:138.
12 Yamaguchi I,Itoh S,SuzukiM,et al.The chitosan prepared from crab tendonsⅡ.The chitosan/apatite composites and their application to nerve regeneration.Biomatericals,2003,24:3285-3292.
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14 Sundback CA,Shyu JY,Wang Y,et al.Biocompatibility analysis of poly(glycerol sebacate)as a nerve guide material.Biomaterials,2005,26:5454-5464.
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17 Blesch A,Uy HS,Grill RJ,et al.Leukemia inhibirory factor augments neurotrophin expression and corticospinal axon growth after adult CNS Injury.Neursci,1999,19:3556-3566.
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19 刘勇,陈二涛,冯东福,等.人脑源性神经营养因子基因转染神经干细胞治疗大鼠视神经损伤.中华创伤杂志,2009,25:456-460.
20 朱锦宇,朱庆生,黄耀添,等.腺病毒介导的LacZ基因在大鼠坐骨神经的表达.中国矫形外科杂志,2003,11:683-684.