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移植在神经缺损治疗中的新进展

 

李皓桓 综述 刘世清教授审校

    周围神经损伤是常见而严重的运动系统损伤性疾病,损伤可由机械性致伤因素导致亦可由非机械性致伤因素如缺血损伤及化学制剂损伤所引起。外周神经损伤后的缺损仍然是临床上常见的棘手问题,缺损过长时尤其难以处理。创伤外科研究者就移植在外周神经缺损的修复领域中的应用做出了不懈的探索。研究人员从移植材料、手术技巧和减少移植排斥反应诸方面给予了有益的探讨。


一. 移植材料
    利用自体同源组织进行神经移植已成为处理严重外周神经缺损的一种治疗方案。Phillipeaux和Vulpian于1870年实施了首例神经移植手术[1]。目前重建显微外科中对创伤性神经缺损的常规临床治疗仍停留于患者自体"可延伸"感觉神经的自体移植阶段[2]。然而自体神经移植中采集供体会带来许多缺点:疤痕的形成、感觉的丧失、供体神经瘤性疼痛,使得自体神经移植临床应用受限。1878年Albert首次实施异体神经移植术[3],尽管这些早期实验疗效较差,但由于该法可提供大量大型重建过程中所需移植材料,后人给予高度的重视。部分学者进行了硅橡胶、肌肉组织、静脉、肌腱替代移植物的探索性实验。卫晓恩等人在多种移植体修复周围神经的比较研究中证实[4]:神经组织在电生理、胫前肌称重、远端轴突计数及组织学指标上均优于其它移植体。因Sc基底膜(BM)、远端神经的趋化性,局部血供对神经再生起主要作用[5]。神经城受区经历瓦勒氏变性,随后Sc增殖,分泌加强了弥散入移植体中趋化物浓度。Bm为再生轴突提供适宜的附着面,Sc和BM共同发挥对神经再生的促进作用。同时移植体与两断端很快建立自身血供。血――神经屏障的建立[6]及远端的趋化作用形成理想的神经生长微环境,具有非神经材料所不具备的优越性。可以认为:非神经材料修复周围神经缺损效果差于神经材料,临床应用应持审慎态度。


    组织工程学是结合生命科学与工程学的一门新兴边缘学科,涉及培育活组织,研制生物替代物,以修复或重建组织器官的结构,维持或改善组织器官功能。在骨科领域,大块或大段骨、软骨、肌腱、神经和血管等缺损修复困难,利用组织工程研制损伤组织代用品是很有前途的治疗方法。组织工程包含三个要素,即信号因子(生长因子)、靶细胞(功能细胞)和基体材料(载体),三者可通过几种方式复合,在体外形成组织,修复缺损。神经组织工程:骨科领域此方面研究多局限于外周神经修复,靶细胞为雪旺氏细胞,神经营养因子包括NGF、CNTF、BDNF、GDNF等,载体多胶原与聚合物N-methacrylamide等。此领域研究活跃,有许多问题需要深入探讨。组织工程学将改变人们对组织器官移植的传统观念,进入修复重建和再造的崭新领域,使医学治疗学产生一个革命性的进展。

二. 神经移植体组织相容性配型
    不同于自体移植,作为机体外来组织,异体神经移植段为机体免疫系统识别引起严重的炎性反应和淋巴细胞浸润,雪旺氏细胞坏死,神经管的破坏[7]。通过对神经移植排斥反应机制的探讨,Alfred等人经鼠动物模型实验运用放射免疫测定,认为组成髓鞘的雪旺氏细胞及血管内皮细胞是移植排斥靶点。在其上存在MHC I类及II类。抗原。由于外来雪旺氏细胞上MHC I 类抗原的完全表达及MHC II类抗原的不完全表达和血管内皮细胞MHC II 类抗原的表达并递呈抗原引起T淋巴细胞介导的免疫反应,发生移植排斥[8]。
    Kreeret依据弥猴上CylA位点的不同将MHC I类抗原分为A、B、C三型,并建立起供受体间的CylA 配型方案[12],不同于主要组织相容性抗原,次要组织相容性抗原不同的神经移植物免疫性降低[9],移植排斥明显减弱,通过移植段有更多的再生神经纤维[10]。
    在中枢神经系统中Snyder等采用转基因技术将V-myc基因转入多能干细胞进行移植,人为的改变细胞的抗原、形态及功能,移植细胞存活并与宿主神经整合,且无肿瘤倾向。此技术是否可借鉴于外周神经移植中也有待于深入研究。


三. 预变神经移植段
    采用供体神经预处理可减弱抗原.发型在方案包括:使移植段在移植前发生瓦勒氏变性、冷藏、冻干、煮沸、放射投照等。
王秋根等人在对不同冷冻湿度和保存时间对同种异体神经移植后神经功能影响的研究中发现[11]:当保存时间相同,随着冷冻湿度的降低,异体神经移植后,实验侧坐骨神经诱发电位的潜伏期逐步缩短,诱发电位的峰值、运动神经传导速率与振幅积分逐渐增加。冷冻湿度以-196℃为最佳。当保存湿度相同,随着保存时间的延长,神经移植段抗原性降低,移植效果变好。其复温技术,采用经冷冻移植段室温下复温,再次冻结,反复5 次,以达到近于无细胞性的基底膜管移植。
    目前,从神经再生的机制上解释可能如下:发生排斥反应后,宿主雪旺氏细胞再生使移植物复髓鞘化,宿主来源的雪旺氏细胞而除去移植物中外来细胞组分是最终获得功能恢复的基础。Aguayo等人发现停用免疫抑制剂后,可有来源于宿主的雪旺氏细胞进入鼠移植体中。用单克隆抗体标记进行免疫组化研究,Lassner研究了外周神经移植排斥机制,他们发现供体特异性MHC抗原复合物于术后者周不再被检出,非细胞性移植物的结构得以保存,受体特异性雪旺氏细胞出现在移植物中。预变神经移植段方案使供体雪旺氏细胞变性坏死,从而降低移植物免疫性。
    此外,有学者在实验动物上得出相反的结论[26]。他们认为:移植供体经预处理后,结构和功能发生改变神经再生明显受到抑制,难以应用于临床。在该领域的研究还有待进一步深入。


四. 手术技巧
    Millesi将显微外科技术应用于神经移植中[13],大大提高了移植物的存活率,使得神经移植术得以推广。研究人员也试图从提高手术技巧着眼,改善神经移植疗效。
    在顺行神经移植段和逆顺神经移植段的对比研究中[14],洪光祥等人发现两种方式移植动物在再生神经段直径,有髓神经纤维数目及密方面无明显差异。游离神经移植段的方向对神经再生段无明显影响。而远端神经内有髓神经纤维数目和密度两种方案存在显著差异。表明神经移植的方向性对长入远端神经内有髓神经纤维存在着影响。在进行神经移植时,应以顺行移植为佳。
    Matlorb报告一种新的外周神经缝合方法,称为螺旋缝合法,实质是一种改良的神经端侧吻合法。具体方法是在供区神经干的侧方切除部分神经外膜形成窗口,接受神经的断面成斜形,将此斜形断端呈螺旋状缝合于供区神经的窗口内。经实验比较此法明显优于其它方法。

五. 神经移植术后处理
(一) 宿主免疫抑制
    随着移植免疫学和免疫抑制剂的开发应用,异体神经移植有了长足的进步。
脒唑硫嘌呤,放线菌素D、甲氨喋呤、皮质类固醇及抗淋巴细胞处理等多种非特异性免疫抑制剂的单独和联合应用以降低移植排斥,均取得有限疗效[15]。
Zaleleski首先将Cyclosporine A (CSA)应用于主要组织相容性抗原完全不同的神经移植鼠动物模型上[15]。在此后的研究中,Zaleleski及同事获得了近侧神经通过移植物得以再生的组织学证据。遗憾的是未进行定量研究。Bain等人在鼠动物模型上建立起剂量――反应曲线,并通过组织学、形态学、电生理学、功能评价实验得出应用CSA作为免疫抑制剂进行异种神经移植,在神经再生方面,异体移植同自体移植效果相当的结论[16]。
CSA作为免疫抑制剂在重要生命器官的移植中得到广泛和较为成熟的应用[21][22][23][24]。近年来也有学者尝试将CSA应用于糖尿病、银屑病、类风湿性关节炎及炎性肠病等免疫介导疾病的治疗。然而,长期大量应用CSA会产生较为严重的并发症:诱发癫痫、小脑震颤、感觉异常、感染、肾功能损害(发生率25-38%,肾小球血栓形成,肾小管严重损害,巨线粒体征,细针刺活检可见药物沉积)、肿瘤及脊索综合征等[17]。在诸如周围神经等非重要生命器官移植中的应用,必须权衡其利弊。
    可喜之处在于神经移植有其特殊性,Mackinnon观察到神经组织较皮肤及其它器官有较低的抗原性。免疫配型不同的动物行肺和肾移植时排斥明显,而神经移植物存活良好[18]。正因为神经组织的低抗原性使得神经移植有广泛的应用前景。
    移植段神经在移植受体内,仅起提供神经纤维再生结构通道的作用。这使得短暂应用CSA,降低其毒副作用在神经移植中成为可能。
目前,神经移植采用啮齿动物模型,移植段≤3cm。在较大哺乳动物上开展的实验尚少,各家报道的最低CSA有效剂量不一。究竟使用多长时间的CSA治疗可获与长期应用CSA相同疗效?CSA用药时间与功能恢复之间的定量关系如何?未见文献报道,这些问题尚待研究。
    中药作为中华民族瑰宝有毒副作用小等独特优点。近年有学者发现雷公藤甲素有免疫抑制作用并应用于器官移植之中[20]。中药雷公藤制剂可延长异体心肌和肾存活期。其在异体神经移植中具有免疫抑制作用。它可减少宿主脾脏T淋巴细胞及亚群的数量和比例,明显抑制宿主脾脏IL-2的活性和IL-2受体的表达。雷公藤及其多种组分的细胞免疫和体液免疫均有抑制作用。CSA制剂价格高昂,中药制剂是否可替代CSA作免疫抑制也尚需积累数据。


(二) 其他术后处理
    最近有学者在神经移植后采用高压氧舱,脉冲电磁场治疗,取得较好的疗效.


六.展望
    Susan E于1992年报道了在一8岁少年身上成功应用异体神经移植的案例[19]。移植段长达23cm 、共10束,术后应用CSA。术后及停药后均出现明显的足部感觉功能恢复证据。神经移植作为修复损伤性神经缺损的治疗手段,随着神经移植基础实验的深入,定会在临床中得到广泛的应用。

 

 

国内国外文献资料 

实际病例术前术后照片

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