周圍神經(jīng)損傷與修復(fù)是國(guó)內(nèi)外醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)與臨床研究重要 課題。近10多年來(lái)由于神經(jīng)生物學(xué)、分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展,周圍神經(jīng)損傷與修復(fù)的基礎(chǔ)和臨床研究進(jìn)展較快,但神經(jīng)損 傷后修復(fù)的功能恢復(fù)尚不理想,仍是有待攻克的難題?,F(xiàn)將周 圍神經(jīng)損傷與修復(fù)的基礎(chǔ)研究進(jìn)展作一簡(jiǎn)介。
1周圍神經(jīng)損傷后的解剖生理變化
1.1神經(jīng)元胞體和神經(jīng)纖維近端的變化
構(gòu)成周圍神經(jīng)的神 經(jīng)纖維來(lái)源于脊髓或脊神經(jīng)節(jié)神經(jīng)元的軸突。就周圍神經(jīng)損 傷而論,多數(shù)為神經(jīng)纖維損傷,即受傷部位在軸突。切斷、夾 傷或卡壓軸突會(huì)引起神經(jīng)元損害。軸突反應(yīng)是神經(jīng)元損害的 一種綜合反應(yīng),表現(xiàn)為染色體溶解并伴隨生物化學(xué)和電生理改 變。反應(yīng)強(qiáng)度與損傷部位和損傷程度(全部或部分)有關(guān)。 神經(jīng)損傷后,在損傷近端,神經(jīng)纖維的雪旺細(xì)胞代謝增強(qiáng)、增 殖加快,產(chǎn)生較多的神經(jīng)生長(zhǎng)因子供胞體生存需求,并保護(hù) 胞體。損傷部位與胞體的距離會(huì)直接影響胞體和軸突反應(yīng)。損 傷部位越靠近胞體則傷害越大,近于胞體使殘存神經(jīng)纖維所 含雪旺細(xì)胞數(shù)目減少,胞體不能從近段的雪旺細(xì)胞途徑獲取足 夠營(yíng)養(yǎng)造成潰變甚至死亡。有實(shí)驗(yàn)顯示:不同部位損傷出現(xiàn) 的胞體死亡和軸突反應(yīng)則有差異。尹宗生等[1]報(bào)道,成年鼠臂 叢根性撕脫傷后,相應(yīng)節(jié)段脊髓α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元于傷后3d內(nèi)死 亡23.7%,殘存神經(jīng)元有明顯結(jié)構(gòu)改變,功能狀態(tài)嚴(yán)重低下。R ich等[2]報(bào)道,在閉孔內(nèi)肌水平處切斷坐骨神經(jīng),3周后相應(yīng)脊 神經(jīng)節(jié)內(nèi)感覺(jué)神經(jīng)胞體死亡22%。
胞體的形態(tài)變化可隨時(shí)間遷移呈動(dòng)態(tài)改變,有實(shí)驗(yàn)[1]表明:大鼠臂叢根性撕脫傷,前角α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元于損傷后1d線 粒體明顯水腫、嵴消失,傷后4周線粒體減少最明顯;胞漿中 尼氏體崩解而減少,殘存尼氏體面積明顯縮小。若神經(jīng)元沒(méi)有 死亡,隨時(shí)間延長(zhǎng),尼氏體數(shù)目和面積逐漸增加,6周后接近 對(duì)照組水平。
周圍神經(jīng)損傷后,若細(xì)胞沒(méi)有死亡,則胞體內(nèi)就會(huì)發(fā)生 一系列生化改變。主要有:胞體β和γ肌動(dòng)蛋白mRNA增加,生 長(zhǎng)相關(guān)蛋白(GAP-43)增加,降鈣素基因相關(guān)肽(CGRP)的合成 增加。GAP-43是神經(jīng)元特異性膜結(jié)合蛋白之一,參與神經(jīng)的發(fā) 育與修復(fù)。CGRP很可能是神經(jīng)元再生過(guò)程中神經(jīng)元-膠質(zhì)細(xì)胞 相互作用的中介者。
神經(jīng)斷裂損傷,數(shù)小時(shí)后近端軸突即可出芽再生,出芽 的纖維比原來(lái)的軸突數(shù)目更多。再生芽?jī)?nèi)充滿微管,伴以線 粒體、神經(jīng)絲和管泡結(jié),此時(shí),雪旺細(xì)胞核中染色體分散,胞 漿中富含線粒體、多聚核糖體,基指狀突起及基底膜逐步包 繞再生芽而后發(fā)育成有髓或無(wú)髓神經(jīng)纖維[3]。
1.2神經(jīng)纖維遠(yuǎn)端的變化
Waller變性是周圍神經(jīng)損傷后其遠(yuǎn) 端發(fā)生的主要病理解剖改變,主要表現(xiàn)為(1)軸突退變:由于 損傷造成軸突運(yùn)輸阻斷,導(dǎo)致細(xì)胞質(zhì)凝聚、液化,軸突脫髓鞘 而退變。主要包括微管崩解、神經(jīng)絲向中央聚集和出現(xiàn)退變 的細(xì)胞器,如致密板層小體、多泡小體等。(2)雪旺細(xì)胞增殖形 成賓格內(nèi)氏(Bungner)帶:神經(jīng)斷裂后,雪旺細(xì)胞可清除變性 的碎屑,開(kāi)始分裂、增殖,并在原來(lái)的神經(jīng)內(nèi)膜管內(nèi)形成多數(shù) 縱行排列的柱狀細(xì)胞突,亦稱賓格內(nèi)氏帶,為再生的軸突芽 提供向遠(yuǎn)端推進(jìn)的通道。
2周圍神經(jīng)的顯微外科解剖
周圍神經(jīng)損傷后的修復(fù)以外科手術(shù)為主,隨著神經(jīng)顯微 外科技術(shù)的發(fā)展,周圍神經(jīng)的顯微外科解剖學(xué)研究在多方面 也取得較大進(jìn)展。
2.1神經(jīng)功能束的鑒別
神經(jīng)束膜縫合法的出現(xiàn)和應(yīng)用,提 出了運(yùn)動(dòng)束與感覺(jué)束不容許錯(cuò)對(duì)的新問(wèn)題。要進(jìn)行周圍神經(jīng)干內(nèi)神經(jīng)束性質(zhì)的研究,首先要解決神經(jīng)功能束的鑒別問(wèn)題。何蘊(yùn)韶、鐘世鎮(zhèn)對(duì)神經(jīng)組織染色法進(jìn)行改良,提出了快速鑒 別方法,使之更接近于手術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
在乙酰膽堿酯酶(AchE)組化法染色的切片上,酶反應(yīng) 物呈深棕色。神經(jīng)束主要特征如下(1)肌支代表束:一半以上的 有髓纖維顯示酶反應(yīng),反應(yīng)物局限于有髓纖維的軸索內(nèi),僅 有少量無(wú)髓交感纖維反應(yīng)物散在于有髓纖維之間。(2)皮支代表 束:有髓纖維均不顯酶反應(yīng),但其間有大量濃密的無(wú)髓交感 纖維呈強(qiáng)陽(yáng)性反應(yīng)。快速鑒別神經(jīng)功能方法中,皮支代表束最 重要的鑒別特征,就是以色調(diào)強(qiáng)烈、團(tuán)塊云絮狀無(wú)髓纖維為 主要依據(jù),孵化處理30min開(kāi)始顯示,1h左右就有良好的顯示效 果[4]。
2.2神經(jīng)束在神經(jīng)干內(nèi)的排列定位研究
鐘世鎮(zhèn)等采用醋酸 滴浸后精細(xì)解剖分離法對(duì)四肢主要神經(jīng)干(正中、尺、橈、 坐骨神經(jīng))內(nèi)神經(jīng)束進(jìn)行了定位研究分析,并用斷面圖譜形式 ,將肌支代表束(運(yùn)動(dòng)束)、皮支代表束(感覺(jué)束)和混合 束位置加以顯示。據(jù)此提出了各種神經(jīng)干不同部位損傷時(shí),選 用的神經(jīng)縫合方法[5],為神經(jīng)修復(fù)手術(shù)提供了形態(tài)學(xué)依據(jù)。
3神經(jīng)損傷后的胞體保護(hù)
3.1 神經(jīng)損傷對(duì)胞體的影響
如前所述神經(jīng)損傷后其近端會(huì) 出現(xiàn)軸突反應(yīng)。盡管損傷部位是在軸突部分,但不可避免地 要累及相關(guān)的神經(jīng)元胞體,引起軸突-胞體的綜合反應(yīng)。一般 認(rèn)為,神經(jīng)損傷后相應(yīng)的神經(jīng)元出現(xiàn)退變→死亡或是短期退 變→撔菝邤→恢復(fù)正常。胞體能否存活的影響因素較多,其 中以損傷部位與胞體的距離和生物體的年齡影響較大。
殷琦等[6]報(bào)道,切斷成年免的腓總神經(jīng)后6個(gè)月,L6~7、S1脊髓前角內(nèi)約有50%運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元死亡。Kawamura等[7]報(bào)道,在截除下肢后4.5年和9年的2例病人腰髓中,截肢側(cè)的脊髓運(yùn)動(dòng) 神經(jīng)元減少50%。
有關(guān)文獻(xiàn)提示:低齡動(dòng)物的周圍神經(jīng)損傷后,對(duì)胞體影 響較大,并且取得較為一致的意見(jiàn)。成年動(dòng)物的神經(jīng)損傷后 是否會(huì)出現(xiàn)神經(jīng)元胞體死亡的問(wèn)題,仍存在著爭(zhēng)議。問(wèn)題可能 還涉及動(dòng)物種系、神經(jīng)損傷程度和損傷性質(zhì)等影響因素。至 于對(duì)損傷部位越靠近胞體則損害越大的觀點(diǎn)已有了初步的共識(shí) 。
3.2神經(jīng)損傷后對(duì)胞體的保護(hù)方法
神經(jīng)損傷后應(yīng)設(shè)法去除 傷害因素,保護(hù)胞體免于死亡,因?yàn)樯窠?jīng)元胞體的存活是神 經(jīng)修復(fù)的先決條件。胞體是軸突生長(zhǎng)所需蛋白質(zhì)及其它功能物 質(zhì)的主要合成部位,并維持軸突的正常形態(tài),由胞體向軸突 的軸漿運(yùn)輸物質(zhì)是軸突生長(zhǎng)調(diào)節(jié)的重要因素。
為了保護(hù)胞體存活和神經(jīng)元的再生,有關(guān)研究大都注重 于各種神經(jīng)因子對(duì)神經(jīng)元的營(yíng)養(yǎng)活性,而且多以新生動(dòng)物為 模型。近年來(lái)不斷發(fā)現(xiàn)各種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子均與神經(jīng)再生、生長(zhǎng) 有關(guān)。從收集到的文獻(xiàn)中提示:神經(jīng)生長(zhǎng)因子(Nerve Growth Fac tor,NGF)對(duì)感覺(jué)神經(jīng)元的營(yíng)養(yǎng)因子作用已得到公認(rèn)。腦源性 神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(Brain Derived Neurotrphic Factor, BDNF)、睫狀源性 神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(Ciliary Neurotrophic Factor, CNTF)、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素( Neurotrophin-3,NT-3)和膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(Glial cell line Derived Neurotrophic Factor, GDNF)等對(duì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元表達(dá)有不同 程度的營(yíng)養(yǎng)活性,其中以GDNF的營(yíng)養(yǎng)活性最強(qiáng)[8]。
孔吉明、鐘世鎮(zhèn)等[9]用失神經(jīng)支配骨骼肌提取液對(duì)創(chuàng)傷 性運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元胞體死亡的保護(hù)作用進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果顯示 提取液對(duì)神經(jīng)元胞體具有保護(hù)作用。
由于對(duì)周圍神經(jīng)損傷后,是否出現(xiàn)胞體死亡仍有爭(zhēng)議, 因此研究應(yīng)用神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子來(lái)保護(hù)胞體,使其免于死亡,是 否對(duì)神經(jīng)再生具有積極作用還有待進(jìn)一步研究。上述研究已證 實(shí)某些神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子可以明顯地縮短神經(jīng)元退變時(shí)程,降低 進(jìn)入撔菝邤狀態(tài)的神經(jīng)元數(shù)目,并能明顯地促進(jìn)新生軸芽的 生長(zhǎng),說(shuō)明神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子對(duì)胞體具有保護(hù)作用。然而這方面 的研究報(bào)道較少,已有的研究又以新生幼年動(dòng)物為研究對(duì)象, 易與細(xì)胞凋亡因素相混淆,其結(jié)果恐難闡明機(jī)理。
4神經(jīng)損傷后的修復(fù)
4.1 神經(jīng)修復(fù)的作用
如前所述,神經(jīng)損傷后近端將出芽再 生,遠(yuǎn)端waller變性后,基底膜的圓筒狀膜管即Bungner帶成為誘 導(dǎo)神經(jīng)再生的通道。再生的軸突芽能否長(zhǎng)入遠(yuǎn)端的基底膜管, 取決于神經(jīng)離斷近遠(yuǎn)端的修復(fù)聯(lián)結(jié)。通過(guò)神經(jīng)修復(fù)術(shù),橋接 近遠(yuǎn)端直接為再生芽遷移走入基底膜管創(chuàng)造了條件;另一方面 改善了軸漿運(yùn)輸,發(fā)揮神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的營(yíng)養(yǎng)作用和神經(jīng)趨化 因子的趨化、誘導(dǎo)作用。
4.2 神經(jīng)修復(fù)的方法
(1)神經(jīng)縫接:神經(jīng)干的遠(yuǎn)端宜用束組 或束膜縫合法,神經(jīng)干的近端宜用外膜縫合法[5]。(2)神經(jīng)修 復(fù)的術(shù)式①神經(jīng)移植術(shù):利用自體一段神經(jīng)纖維移位橋接損傷 神經(jīng)是傳統(tǒng)的行之有效的辦法。因?yàn)樽泽w神經(jīng)移植術(shù)是一種“挖東墻、補(bǔ)西墻”的手術(shù)措施,移植體的來(lái)源受到很大的限 制,臨床上設(shè)計(jì)手術(shù)方案時(shí),應(yīng)選擇皮神經(jīng)為移植體。②神 經(jīng)移位術(shù):利用鄰近神經(jīng)進(jìn)行移位縫接神經(jīng)干,重建該神經(jīng)支 配區(qū)域的運(yùn)動(dòng)和感覺(jué)功能。顧玉東等[10]在臂叢根性撕脫傷的 外科治療取得明顯療效。戴紹業(yè)等[11]提出了胸背神經(jīng)轉(zhuǎn)位與 腋神經(jīng)縫接術(shù)。劉運(yùn)泉、鐘世鎮(zhèn)等[12]設(shè)計(jì)了橈神經(jīng)部分肱三 頭肌支轉(zhuǎn)位修復(fù)臂叢下干的新術(shù)式。
4.3 神經(jīng)修復(fù)的移植物
(1)神經(jīng)組織移植物:分為自體、異 體和異種3種神經(jīng)組織移植物。自體神經(jīng)移植是一種傳統(tǒng)的有 效方法,但是受神經(jīng)供體來(lái)源的限制,多限于皮神經(jīng)(例如, 腓腸神經(jīng))為供體。異體和異種神經(jīng)移植由于存在免疫排斥 反應(yīng)尚未解決的問(wèn)題,許多實(shí)驗(yàn)研究仍以低等動(dòng)物為對(duì)象,是 否有臨床應(yīng)用價(jià)值有待進(jìn)一步研究。
(2)非神經(jīng)組織移植物: 為了克服神經(jīng)組織來(lái)源上的困難,已有很多研究工作,用其它 生物材料代替神經(jīng)組織橋接物,已見(jiàn)報(bào)道的有:靜脈、羊膜 管、骨骼肌、骨骼肌膜管等??准鞯萚13]用肌橋橋接周圍神 經(jīng)缺損的遠(yuǎn)期觀察效果較好。(3)非生物組織移植物:為了克服 神經(jīng)修復(fù)材料來(lái)源的困難,許多學(xué)者進(jìn)行研究,用非生物材 料代替橋接物,已見(jiàn)報(bào)道的有:人造硅管、人造Dacron血管、透 明質(zhì)酸管、多孔硅膠管,各家的研究報(bào)道都有良好的動(dòng)物實(shí) 驗(yàn)效果,但均未見(jiàn)有較理想的臨床應(yīng)用效果,故難以推廣。