周围神经损伤再生与修复的研究进展word精品

周围神经损伤再生与修复的研究进展 陈焱 肖志宏 邢廾谋 周围神经损伤后神经轴 突连续性中断，神经纤维传导障 码．导致感觉退化和自主功能丧失。神经元表型从传送者 转换 为再生状态， 激活负责神经元存活和轴突再生的相关基因表 达。临床上周围神经应尽 叮能采取端 -端吻合修复，如直接吻合 张力过大，神经移植是最常用的方法，但对供区损害 却无法避 免。 随着分子生物学及材料工程技术的进步， 神经导管和生物 治疗在周围神经损 伤修复巾变得越来越取要。本文主要对周围 神经损伤基础研究及临床应用的最新进展进行

综述。 一．神经再生的细胞分子生物学 1 神经再生的分子机制：神经损伤后，病 变部位从轴突远 端与神经细胞断开连接。周围神经切断后神经元胞体经历的一 系列变化， 称为神经元反应，通过 W 豇 leh 曲变性在损伤平面以 远创建一个利于神经元轴突再生的傲 环境 G 损伤导致的逆向 运输信号障碍癣内流以及受损端暴露于变性与炎性环境等 协同作 用均刺激近端神经再生，但神经再生起始的信号仍未 元自身生长， 并克服髓鞘 再生相关抑制因素的影响圆。 长能力激活捉再生微环境、轴突导向因子和细胞黏附分子 功再生。

被阐明 m 。周围神经损伤能激话神经

周围神经系统中． 在神经元自身 生 的共同作用下，损伤的神经能成

周围神经轴突的再生是复杂的，在神经损伤远侧残端和生 长相关的基因表达上调，这些基 閃在再生的行为中很重要。出 人意料的是，几个基因都存在抑制再生活动。一个例子是 mN. 一个抑止细胞生长的候选基因：通过 问题，我们归纳成表 1。

siRNA来抑制\瞓和 UNC5H或运用药理学激活 2．离子通道在周围神经修复中的作用：周围神经

导致诱发痛觉过敏、

剂和抑制剂．多个通路可影响轴突再 生。许多对神经恢复的干预途径经过研究同样存在有 待解决的 损伤后 去髓鞘的神经便暴露出离子通道。现在认为神经传导功能受损

感觉倒错等功能异常的病理现象与钾离子 通道受损引发的电位异常密不可分㈤。 Rasband 等㈤研究证实 有髓鞘神经纤维中对 4-AP敏感的掣亚单位 Kv1. 1、Kvl. 2以 及胞浆B亚单 位 Kv2 位于 j 此 tap 。 mnod 豇区域。基于这个解剖 定位关系．一旦髓鞘受损，势必会影响 钾离子通道功能进而引 起钾离子大量外溢， 无法产生正常的复合动作电位， 导致神经 传导 功能受损。众多学者对此进行了相关研究，目前认为阻断

道暴露。当神经干受到大于阈值的刺激时候会产生动作电

钾离子通道有助于恢复受损神经

的传导功能。 Sun 等㈤研究发 现．在周围神经损伤发生传导功能受损的关键是周围神经钾 离 子通

位，钠离子大量内流产生峰电位．然后钾离子通道被激活，钾离 钾离子通道主要分为两种：一种是快 速被抑 制:另外一种是慢钾离子通道

子大量内流。这个过程中

在复极化的过程中

钾离子通道IA,其特点是能够快速被激活，也能够快 Idr，被激活起来较为缓慢，但是

作用持续存在。 现在普遍认为 4-AP 是一种 快钾离子通道抑制剂， 并且能够快速恢复受损脊 索的神经传导 功能。防止因髓鞘破坏引起的神经冲动向周围扩散， 从而加强 受损伤神经传 导并恢复神经损伤造成的神经细胞轴突的功能 损坏。该机制使得早期提高或恢复神经传导， 缓解神经损伤导 致的长期疼痛成为可能。

二、周围神经损伤的临床评价

1．损伤

机制： 评估患者周围神经损伤， 首先应确定损伤的 机制。 挤压伤能产生多种组织复合损伤， 往往会导致严重的失 神经支配。穿透伤可导致部分或完全性神经损伤，枪弹相关的

详细检查以确定神经再生潜力。扭曲、牵引型损伤可致神经卡 断裂㈤。对于闭合性骨折导致神经

压和牵拉，导致神经及轴索

损伤常自行恢复，大多数患者无需手术干预，可保守治

疗忸。 2 ?辅助检查对神经损伤程度的评估：一旦神经损伤?发生 肌肉变性的程度无 恢复。肌电图显示

MR』也是周围

法确定，直到 W淞han变性完成。此过程 可能需要长达4周。电生理研究可以区分慢性与 急性损伤.它 们还可以帮助确定受影响的神经纤维的类型并映射神经的 的低动作电位的增加提供了有价值的信息

是值得进一步 观察评估的，因为自主恢复通常发生在头几个月内。超声和 神经损伤最常用的影像学检查。超声波廉价安 术探查和超声诊断，然后用神经学检查和术 广泛水肿和或肥胖的患者使用超声波诊断是非常

率，并能证明神经性水肿。周围神经损伤后，盟 WI 信号

㈤。感觉运动功能逐渐恢复的临床或电学证据，

全?最近已较为普遍的在诊断神经损伤中使

中所见进行对比。超声检查在如轴索 具有挑战性的?可能限制诊断的准

用。一项前瞻性研 究利用高分辨率超声评价 26 例运动或感觉周围神经缺损，这 些患者均 进行了手肿胀、 神经瘤的形成等提 供了可靠的神经损伤的可视化， 部分与术中所见高度相关例。 然 而，在确性。MRI可为诊断和手术 计划提供有用的信息。Gmnt等m表明，MRI可提供束状模式 的 分辨

增高是其主要改变，但这种改变有时比较细微，对神经恢复情 客观评价.不利十评价预后及功能恢复

况的追踪随访难以作出

的恢复。

情况。为弥补单纯的信号强度评价的不足，国

外学者多采取定 量测量损伤神经的叨、吔弛豫吋间来评价神经损伤及损伤后

Beaulieu等忸发现，损伤后神经信号增高， 且神经信号 的增高主要与 W扭ehan变性有关。。 dmbina 等 m 报道脱髓鞘导 致叽、盟驰豫时间延长。 Dose 等 m 栅究动物活体和体外坐骨 神 经挤压伤不同时期的牝驰豫时间?损伤神经水分的增加和 脱 髓鞘、炎症反应及轴突损失引起W、巴值升高。 至第70天 盟恢复但仍高于正常。张德春等

髓磷脂分解导致了

的延长。

Stamsz 在神经切割伤和挤压伤 后第 1、2、3、4、6 周测量了叭及」 2，发现神经损伤后， 神经的

Cu血D等㈨在 周围神经挤压伤 m」发现在臂丛损伤中 MRI可 表现

中，分别于损伤后第 7、14、30、70天测量啞值.损伤神经盟值的高峰时间出现在损伤后 第14天，为创伤性脊膜囊肿、脊髓偏移、脊神经前后根缺失和 “黑 线征 ”，其敏感性为 957 恥。虽然 Ml H对于明确神经损伤的程度

提供了越来越多的帮助，但是目前的临床研究关于 MRI与肌

三阔围神经损伤临床修复的常用方法和策略

方案。神经直接修复的适应证是

电图相比较.M田比肌电图敏感性差忸 m

1 外科修复：无张力缝合修复仍然是神经损伤的首选治疗

神经断缘整齐，并且几乎无明显 缺损。为了更好的恢复，神经修复时的正确对位和无张力 吻合 是非常重要的。 新的显微外科技术和仪器的发展推动周围神经 分组束的修复。 这种技 术类似于外膜修复，但需婴打开神经外 膜对束膜进行更精确的一对一的吻合。这种力法试 图使轴突更 精确的再生， 但带来的是更多的剁离和潜在的软組织的破坏。 感觉的混合神经，如止小或尺神经及坐骨神

但是对于运动和

经，仍建议行束问修复。通常对丁缺揦犬下

2 ? 5cm的建议行神 经移植术。如果缺损较大或组织修复的质撳差：应当选搽利脷

时，端侧吻合是一种选择的方式，受伤神经的远端部分可被端 侧缝合到相邻的神经。在行

端侧缝合时采用对供神经干外膜开 窗的方式，进行束膜缝合而不应进行外膜缝合。通过侧 支轴突 发芽使神经再生， 进而使受损神经支配区域感觉和运动功能得 到恢复。 神经端侧缝 合必须考虑 3 个因素： ① 供体神经的轴突 发芽的诱导机制。 ② 轴突发芽突破不同的外膜、 束膜、内膜的能 力，及重新支配受体神经的能力。 行为重新调整，并最终形成新的运动单位的能力。在 近端神经断缘埋藏在肌 腹内也是一种备用的方法，

③ 功能的可塑性和单纯运动 神经元的 周围神经远端毁损无法修复时直接把 这种治疗功能的恢复是最差的， 但 直接

修复和或重建不可能时它仍是一个选项。在修复神经时 恢复效果相当于缝合修复，并且可以提高吻合

除了传统的缝合修复外纤维蛋白胶 n 神 经的耐张力程度。

被认为可作为一种辅助或 替代的修复方式，它快速并且易于操作忸。 研究表明，纤维蛋 白 胶的临床

2.神经移植术：神经移植术包括自体移植、异体移植、异种 准”』临床上移植神经长度应大于缺损长度的

移植等L①自体神经移植能提

“金标

供轴突生长所需的神经生长因 子，免疫排斥反应小，被视为周围神经缺损修复的

10饧?20畅，并且神经移植床的质量是

决定神经移植是否有效的关键因素。但对于粗 大.长段的周围神经缺损.如臂丛损伤，存 在供体神经支配区水 久性失神经功能障碍、 供移植神经来源局限、 受体区神经瘤形 成等缺 点，无法满足临床需要。 ② 异体及异种细胞移植：与自体 移植的原理相同，异体神经移楨 提供了神经再生框架，但是面 临免疫排斥反应、移植成功率低、感染、肿瘤形成等风险。 动物 模型实验研究已经证实通过冷冻或放射辐照等方法去细胞异

排斥反应，提高移植神经的再生。

少移植神 经免疫原性。丁晓珩等间使用去细胞同种异体神经修复

种移植技术可减低免疫

R町 等m发现小鼠模型中冷冻保存 4周，可以大幅度减

10- 20mm 指固有神经缺

损，未发现排斥或毒性反应.神经功能恢 复良好。以往大多数研究都集中在感觉神经恢复 成功的报道， 新近的一项研究是自体移植、 同种异体移植和胶原导管在大鼠 坐骨神经缺损 修复中的对比， 发现在 1 6周时运动及等长肌力 恢复方面自体移植优于同种异体移植， 同种 异体移植和自体移 椬均优于胶原导管㈤。 尽管实验研究结果取得了一些进展. 但 是在令人 欣喜的研究结果公布之前.对于较大的周围神经缺损 仍建议使用自体移植。

3 神经导管修复术： 无张力修补是周围神经损伤后感觉运 动功能成功恢复的一个主要因素， 自体神经移植术为节段性缺

损修复的金标推㈨。然而，自体移植对供区仍存在或多或少的

U增加了手术时间及恢复 时间。因此，寻找自体神经 l 生物衍生材料： 多种生物衍生材料可用于桥接神经

肠轴膜下层、骨骼肌桥

影响，多个手术部位及多处神经吻合 的替代品成为了一直研究的方向。

导管，包括静脉、动脉、肌腱管、羊膜管、脐带血管、硬脊膜、小

接体等。使用它们的主要理论依据是， 这些组织都含有基底膜，与许旺细胞基底膜相似， 为许旺细胞 的迁人提供了有利环境； 同时基底膜更是天然的半通透性材 料：内含黏连蛋白、 纤维蛋白和胶原等促进轴突生长的成分，并

连产牛瘫痕，临床应用受到限制。对此，向其添加其他材料或 使用处理后的生物材料.均

可以取得更好的修复效果。 研究表 明动物实验中用去细胞动脉导管作为神经导管修复： 2cm 的 周围神经缺损， 手术后 4个月组织学评估发现桥接部位轴突再 生能力强于对照组， 能有 效防止肌肉萎缩和足部溃疡的发生. 进 步研究发现加人间充质千细胞的去细胞动脉导管组 轴突 再生能力强于单纯动脉导管组。 该技术免疫排斥反应低. 更加 符合神经生长的生理要 求，有较好的轴突生长引导作用，应用 前景良好。

曾是最早和最广泛应用的神经导管材料。其他不可降解

2 人工不可吸收导管：主要成分为

性等，

材料，还有聚乙烯、聚氯乙烯、聚

二甲基硅氧烷聚合物 的医用硅胶，因其较佳的生理惰性、硬度、弹性和良好的塑形

四氟乙烯、丙烯睛鄄氯乙烯共 聚物等。这些材料所制成的神经导管，虽然可以提供离断神 经 良好的再生环境， 在短距离的神经缺损中也有一定效果. 但因 其长期存在于人体， 会引 起局部炎症、 慢性神经压迫等并发症. 需要二次手术取出导管。 现主要用于科学实验。

3

生物可吸收导管：生物可吸收神经导管的潜在优势包 括可吸收，无供区并发症，轴突定向 生长能力强。目前由美国食 品和药物管理局 FDA 的批准使用的生物可吸收管道神经支 架 包括 3 个主要类型。

③ 壳聚糠聚乙醇酸导管： 壳聚糖在人体内可被降解为单糖 而完全吸收， 并具有良好的生物 相容性和可加工性，是制备神 经导管的良好材料。研究表明．壳聚糖不仅与许旺细胞具有 良 好的生物相容性，还可以结合细胞外黏附分子．促进神经细胞 和血管内皮细胞的生长， 并可以抑制纤维化，避免形成瘢痕组 织．具有预防粘连．抑菌抗炎、抗肿瘤、促进伤口愈 合的作用。 但壳聚糖在干燥状态下脆性较高， 单纯应用时导管壁容易塌 陷，因此， 人们尝 试在壳聚糖的基础上复合其他材料进行改 进，如壳聚糖聚乙烯醉酸复合材料等．通过添加 各种可以促 神经再生的物质来协同修复神经损伤。 在 -项研究小 15 例患 者平均神经缺损约 17mm接受聚乙醇酸导管神经重建手术. Ma. kinn。n等间发现5例33恥有极好的感觉恢

复．8例 53 呖 有良好的恢复． 2例思者 14嗎有不良或没有恢复。其得出的 结论是聚乙醇 酸导管在用于缺损达 3cm 时的效果相当于经典 神经移植并且无供区并发症产生。 ② 胶原 蛋白导管： 胶原是生 物体内结缔组织的主要支持蛋白.主要成分为甘氨酸、 脯氨 酸、丙氨 酸等氨基酸，是重要的细胞外基质，具有较高的生物学

活性，其纤维状的结构有利于细胞

的黏附、增殖和分化。纯化的 胶原抗原性很低，经酶作用后更显著降低。然而，胶原降解 快. 机械强度差，应用前需对其性质进行改变。物理交联方法如： 热交联、紫外光照射、 掣射线照射生物相容性好，但交联度较 差；化学交联方法能有效地提高胶原的交联度和机 械性能. 但 会引人有毒的交联剂而导致不良反应发生。 目前已发现数种类 型的胶原. 其中 1 型胶原来源广泛，易分离纯化，且性能优良. 被广泛用于生物材料。由 1 型牛胶原制备 的神经导管已经商品 化并应用于临床， UhmeVer 等'利用胶原蛋白管道修复指神 经平均缺 损12. 7mm研究为期1年.75%。的患者得到了良好的 恢复。蚕丝在医学领域长期作为外 科缝线的材料.丝素蛋白是

与人体角质及胶原组成结构相似。研究表明。丝崇具有良好的 是修复神经缺损的良好材料。从人体毛发、指甲等提取出的 也被用作是临床修复神经缺损所用导管的

吸水性和成膜性，在高湿状

角蛋白和其他蛋白，

态下也可保持良好的形态及柔韧 性，且丝素上带正电的精氨酸易于吸附细胞。多孔丝素导 管被 认为

新材料。③己内酯导管：聚 DL-丙交酯-E-己内酯

是另一种可 用下桥接神经缺损的生物可吸收导管。 最初的效果是在大鼠坐 骨神经损伤模型 上证明的，并且导管在 1 年内完全降解。 Shin 等间在使用自体移植 内酯、胶原蛋白和聚 乙醇酸管对坐骨 神经缺损 10mm 的大鼠修复模型评价运动功能恢复.发现动 作电位、肌 肉重量、形态计量学和等长收缩力测量时己内酯导 管和自体移植修复在运动功能恢复是等 效的。 4 组织工程神经导管：就目前的研究来看，没有一种单 一成分的导管能够完仝

满足神经重建时既提供其再生的桥梁 管道，又创造良好的神经再生微环境，发挥神经营养 因子趋化 作用的要求。 考虑到体内神经及其细胞外基质成分的复杂性. 有机结合的复合材料才是未来的发展方向。

可以确定多种成分

周围神经损伤修复随着组织工程神经导管的应

用，近年来取得 了快速的发展。 组织工程周围神经移植物的三要素： 支架材料、 种子细胞、 相关因子等的研究都取得了长足的进步。人工合成 材料构建可人为地改变材料组成、结构 及各成分含量， 有特定 的二维结构支架从而获得较适宜的力学性质、降解率、孔隙率、

渗

透率和表面形状，可接纳再生轴突长人，对轴突起机械引导 作用。并可以引人神经营养因 子和干细胞

至导管腔内．形成复 合的神经导管．满足不同类型神经损伤的需要。目前的实 验已 经表明，组织工程神经导管对修复超过 4cm 长的缺损是有效 的。这些结果被认为是 唯一可能与自体神经移植相媲美的。因 此，组织工程神经导管是未来替代自体神经移植的 可行的途 径。

4 基囚治疗：是通过基因工程和细胞生物学技术，将外源 性治疗基因导人患者体内发挥作 用，从而促进神经再生修复。 基因治疗的方法包括直接法和间接法。直接法是指将含外源 基 因的重组病毒、脂质体或裸露的 DNA 直接导人体内，不需要中 介细胞的参与，操作简 便，更接近于临床。但这类方法尚不成 熟，存在疗效短、免疫排斥及安全性等问题。间接 法指将外源基 因克隆至一个合适的载体， 首先导人体外培养的自体或异体细 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。间接法比较经典、安全，而且效果较 易控制，但是步骤多， 技术复杂、难度大。应用于基因治疗的转移载体包括病毒载体 和非 病毒载体两大类，目前以病毒载体为主，包括腺病毒 AdY、单纯疱疹病毒 HSV腺相关病

毒AAV、反转录病毒RV等。虽然目前基因治疗仍集中在实验室研究， 如：介导许旺细胞内神经营养因子持续高表达，促进再生轴 的效应肌肉失神经性萎缩等㈨。 虽然通过基础研究的

但已取得了较大进 展。 突跨越吻合口；引导再生感觉

神经元的正确通路形成，促进运 动轴突再生；转染带有肌营养基因的载体，以减轻因神经 损伤 导致

四、展望 周围神经损伤往往会导致严重残疾。

法实行标准化修复时，导管、嫁接和生物制剂可以提高修复的 效果，神经和肌腱转移也提

供了修复损伤的补充手段。在如此 多的细胞分子及基因千预途径和外科修复手段中选择适 当的 个休化治疗仍然是一个具有挑战性的问题。 我们相信生物工 程、移植和手术技术在未 来的进步将为周围神经损伤修复带来 更佳的选择方案。