張振輝，陳旭義，李曉寅，楊曉青，徐云強(qiáng)

(1天津醫(yī)科大學(xué)，天津300070;2天津醫(yī)科大學(xué)總醫(yī)院;3武警后勤學(xué)院附屬腦科醫(yī)院)

據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年約一百多萬(wàn)人發(fā)生周?chē)窠?jīng)損害，多由嚴(yán)重創(chuàng)傷、腫瘤切除、先天性畸形等原因所致，周?chē)窠?jīng)缺損的修復(fù)與重建仍是當(dāng)前臨床神經(jīng)領(lǐng)域的一大難題［1］。現(xiàn)就周?chē)窠?jīng)損傷修復(fù)技術(shù)應(yīng)用及組織工程研究進(jìn)展綜述如下。

1 周?chē)窠?jīng)損傷修復(fù)技術(shù)應(yīng)用

1.1 顯微外科修復(fù)技術(shù)

1.1.1 端端吻合法 主要包括神經(jīng)外膜縫合法和束膜縫合法兩種。①外膜縫合法:只縫合神經(jīng)外膜，操作相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)神經(jīng)干的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也無(wú)影響。但神經(jīng)功能束間的對(duì)位較差，進(jìn)而會(huì)影響到神經(jīng)軸突的再生速度;②束膜縫合法:可實(shí)現(xiàn)神經(jīng)功能束間的準(zhǔn)確對(duì)位，也更符合人體局部神經(jīng)解剖分布。但在神經(jīng)功能束對(duì)位前必須明確判定神經(jīng)功能束的類(lèi)型，區(qū)分運(yùn)動(dòng)神經(jīng)、感覺(jué)神經(jīng)及混合神經(jīng)。

1.1.2 端側(cè)吻合法 此法是將損傷神經(jīng)的遠(yuǎn)側(cè)斷端縫合在健康神經(jīng)干側(cè)方，以使損傷神經(jīng)功能得到一定恢復(fù)。此法的應(yīng)用目前還存在爭(zhēng)議。胡孔和等［2］于游離小腿皮瓣后，以端側(cè)吻合法吻合神經(jīng)斷端，結(jié)果顯示皮瓣的保護(hù)性感覺(jué)和植物神經(jīng)感覺(jué)功能得到不同程度的恢復(fù)。但多數(shù)學(xué)者認(rèn)為端側(cè)吻合法的臨床效果遠(yuǎn)不如端端吻合法，一般只有在神經(jīng)大段缺損、無(wú)神經(jīng)移植條件的情況下才考慮應(yīng)用。

1.1.3 側(cè)側(cè)吻合法 此為修先倫等［3］設(shè)計(jì)出的一種縫合方法，術(shù)后發(fā)現(xiàn)供體神經(jīng)干有側(cè)芽長(zhǎng)出，且再生軸突可以通過(guò)吻合口長(zhǎng)入損傷神經(jīng)干，其再生效果類(lèi)似于自體神經(jīng)移植，但其作用機(jī)制目前尚不清楚。

1.2 神經(jīng)移植術(shù)

1.2.1 自體神經(jīng)移植術(shù) 小段神經(jīng)缺損可行斷端無(wú)張力縫合，但對(duì)于較大范圍的神經(jīng)缺損自體神經(jīng)移植仍是目前臨床治療的首選方法。對(duì)于長(zhǎng)段或粗大神經(jīng)缺損，因神經(jīng)移植體來(lái)源有限，自體神經(jīng)移植還無(wú)法滿(mǎn)足臨床需要，且易發(fā)生供體區(qū)神經(jīng)瘤形成及運(yùn)動(dòng)、感覺(jué)功能障礙等并發(fā)癥，最終造成新的神經(jīng)損傷。

1.2.2 同種異體/異種神經(jīng)移植術(shù) 該方法具有神經(jīng)移植體來(lái)源充足、各種類(lèi)型神經(jīng)段都易獲得、較少產(chǎn)生副損傷等優(yōu)點(diǎn)。此類(lèi)神經(jīng)移植術(shù)成功的關(guān)鍵在于如何抑制免疫排斥反應(yīng)。

2 組織工程技術(shù)

組織工程化神經(jīng)是運(yùn)用組織工程學(xué)的基本原理和方法，根據(jù)人體神經(jīng)再生的生物學(xué)特性，把有活性的種子細(xì)胞和具有良好生物相容性的支架材料相結(jié)合而形成的具有特定空間結(jié)構(gòu)、一定生物活性的復(fù)合體。這種復(fù)合體可橋接于神經(jīng)斷端，支持和引導(dǎo)神經(jīng)再生，從而對(duì)缺損神經(jīng)進(jìn)行形態(tài)、結(jié)構(gòu)及功能上的重建并達(dá)到永久替代的目的。組織工程化神經(jīng)的核心是建立種子細(xì)胞與支架材料的三維空間復(fù)合體，即形成有生命力的活體組織。這一技術(shù)為修復(fù)周?chē)窠?jīng)損傷提供了廣闊的治療前景。它具有4個(gè)基本要素:種子細(xì)胞、支架材料、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子及細(xì)胞外基質(zhì)。

2.1 種子細(xì)胞 種子細(xì)胞的選擇和引入在組織工程中非常關(guān)鍵。因此，所選種子細(xì)胞應(yīng)同時(shí)具有分裂能力強(qiáng)、增殖速度快、細(xì)胞功能旺盛等特征。常用的種子細(xì)胞有神經(jīng)干細(xì)胞(NSCs)、雪旺細(xì)胞(SCs)、脂肪干細(xì)胞(ADSCs)、骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(MSCs)、嗅鞘細(xì)胞等。①NSCs:近年來(lái)，隨著對(duì)NSCs研究的深入，將其作為組織工程種子細(xì)胞的研究正日益受到重視。研究［4］表明，NSCs不僅能夠自我分裂增殖，且可在外界環(huán)境因素作用下分化成神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。同時(shí)，它還具有來(lái)源充足、取材方便、易分離培養(yǎng)、體外增殖能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。臨床上，NSCs通常取材于患者自身，可較好地避免免疫排斥問(wèn)題。②SCs:SCs是周?chē)窠?jīng)的鞘細(xì)胞，在周?chē)窠?jīng)再生過(guò)程中起至關(guān)重要的作用，廣泛存在于周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)。其可分泌20多種蛋白質(zhì)，包括很多神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(NTFs)，如神經(jīng)生長(zhǎng)因子(NGF)、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)、成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(FGF)等，同時(shí)還產(chǎn)生細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞黏附因子，對(duì)促進(jìn)周?chē)窠?jīng)再生和修復(fù)起重要作用;能自我增殖形成Bugner帶，支持和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元軸突生長(zhǎng)［5］。用SCs作為組織工程化神經(jīng)的種子細(xì)胞由來(lái)已久，其優(yōu)點(diǎn)是符合生理、通過(guò)自體激活后具有良好的生物活性和生長(zhǎng)狀態(tài);不足之處為分離培養(yǎng)相對(duì)困難、生長(zhǎng)緩慢、易老化，可喪失分泌基質(zhì)的功能。③ADSCs:近幾年，ADSCs逐漸被人們發(fā)現(xiàn)并迅速進(jìn)入種子細(xì)胞研究領(lǐng)域。因具有體內(nèi)分布廣、易于取材及利于重塑患者體形等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為新的種子細(xì)胞研究熱點(diǎn)。2001年，Zuk等［6］從脂肪抽吸物中成功分離培養(yǎng)出具有骨、軟骨、肌肉、脂肪等多向分化潛能的細(xì)胞;Gronthos等進(jìn)一步證實(shí)脂肪來(lái)源的細(xì)胞中確實(shí)存在具有間充質(zhì)干細(xì)胞特征的細(xì)胞。近年來(lái)，諸多研究［7］證實(shí)ADSCs具有成骨、成軟骨、成脂等多向分化潛能。但目前ADSCs向各種細(xì)胞的誘導(dǎo)分化率還不夠令人滿(mǎn)意，仍缺乏高效誘導(dǎo)方法。2.2 支架材料 支架材料必須具有良好的生物相容性、合適的導(dǎo)管孔特征、與神經(jīng)再生匹配的降解速度、一定的力學(xué)強(qiáng)度和可塑性等特征。這樣的支架材料才更有利于再生神經(jīng)軸突的長(zhǎng)入和種子細(xì)胞的附著生長(zhǎng)，以便更好地橋接損傷神經(jīng)。支架材料按來(lái)源可分為天然和人工合成兩類(lèi)。①天然材料:主要來(lái)源于生物體的靜脈、動(dòng)脈、肌肉、羊膜等，其優(yōu)點(diǎn)為生物安全性高、組織相容性好、親水性及細(xì)胞親和力較高。自體靜脈曾作為支架材料用于臨床，其取材方便，但缺乏促進(jìn)神經(jīng)再生的活性因子，且靜脈壁易塌陷而阻礙再生軸突向斷端生長(zhǎng)，修復(fù)效果不夠理想。②人工合成材料:包括不可降解材料和可降解材料兩種。前者包括硅膠管、聚羥基乙酸管、聚酯纖維等，其中硅膠管以取材方便、不塌陷等優(yōu)點(diǎn)一度成為研究熱點(diǎn)。但動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，不可降解材料只可修復(fù)小距離(＜10 mm)的神經(jīng)缺損，同時(shí)也只能達(dá)到部分形態(tài)上的連接，很難恢復(fù)神經(jīng)的運(yùn)動(dòng)感覺(jué)功能，并存在不可降解、神經(jīng)卡壓現(xiàn)象及需二次手術(shù)取出等缺點(diǎn)?？山到庵Ъ懿牧暇哂羞m宜的降解性、良好的生物相容性等優(yōu)點(diǎn)。用于制備組織工程神經(jīng)支架的聚合物材料主要有膠原、絲素、殼聚糖、聚丙交酯—乙交酯共聚物等［8］，其中絲素蛋白是一種含有人體必需氨基酸的天然蛋白質(zhì)。在膠原內(nèi)加入少量絲素蛋白，可改善其在干態(tài)下的機(jī)械物理性能，在提高膜的力學(xué)性能同時(shí)改善膜的抗水性能。在生物降解性能角度，絲素蛋白緩慢的降解速度可為細(xì)胞提供持久的支持，以匹配神經(jīng)細(xì)胞的生長(zhǎng)速度;絲素蛋白與神經(jīng)組織細(xì)胞具有良好的生物相容性;根據(jù)仿生學(xué)原理制備的絲素蛋白人工神經(jīng)移植物對(duì)大鼠坐骨神經(jīng)缺損具有良好的橋接修復(fù)作用［9］。因此，膠原/絲素蛋白有望成為修復(fù)周?chē)窠?jīng)損傷的理想組織工程支架材料。

2.3 細(xì)胞外基質(zhì) 細(xì)胞外基質(zhì)包括多種黏附分子，如層粘連蛋白、纖連蛋白、免疫球蛋白和膠原等，是種子細(xì)胞賴(lài)以生存和維持細(xì)胞生物學(xué)特征的基礎(chǔ)。在周?chē)窠?jīng)損傷后，SCs可分泌多種細(xì)胞外基質(zhì)和細(xì)胞黏附分子，從而為神經(jīng)再生創(chuàng)造良好的生物學(xué)微環(huán)境。Chen發(fā)現(xiàn)，在硅膠管中填充層粘連蛋白、纖連蛋白和膠原組成的膠狀物后，以適宜濃度修復(fù)兔神經(jīng)損傷的效果明顯優(yōu)于不填充基質(zhì)的硅膠管，證實(shí)細(xì)胞外基質(zhì)在神經(jīng)修復(fù)中具有促進(jìn)作用。

2.4 NTFs NTFs是一類(lèi)對(duì)中樞和周?chē)窠?jīng)都能發(fā)揮作用的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，由不同的細(xì)胞產(chǎn)生并具有多種生物學(xué)效應(yīng)。在高代謝情況下，其合成增加、生物活性也提高［10］。NTFs主要包括NGF、BDNF、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素-3(NT-3)、FGF等。其在營(yíng)養(yǎng)神經(jīng)的同時(shí)還可促進(jìn)軸突生長(zhǎng);在調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞存活、凋亡和促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育、分化過(guò)程中也起重要作用［11］。但NTFs的半衰期很短，如何保證其在神經(jīng)導(dǎo)管中持久穩(wěn)定地釋放依然是組織工程需要解決的難題。

總之，選擇合適的種子細(xì)胞是構(gòu)建理想組織工程化神經(jīng)的關(guān)鍵及首要問(wèn)題;其次，應(yīng)制備同時(shí)具有孔隙率、降解性、生物相容性適宜的支架材料;最后，如何實(shí)現(xiàn)種子細(xì)胞、支架材料、細(xì)胞外基質(zhì)、NTFs的最佳結(jié)合需要作進(jìn)一步研究［12］。

3 其他

基因治療是應(yīng)用基因工程和細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)，將正?；?qū)牖颊唧w內(nèi)以改善機(jī)體蛋白質(zhì)缺乏或抑制體內(nèi)某些基因過(guò)度表達(dá)，從而達(dá)到促使損傷神經(jīng)再生的目的。在基因治療周?chē)窠?jīng)損傷過(guò)程中，通常以NTFs為目的基因片段、以腺病毒為載體、以SCs為靶細(xì)胞神經(jīng)元。常用的載體系統(tǒng)是腺病毒載體系統(tǒng)(AV)和腺病毒相關(guān)載體系統(tǒng)(AAV)［13］?；蜣D(zhuǎn)染方式主要包括兩種:①活體直接轉(zhuǎn)移:將攜帶目的基因的病毒、脂質(zhì)體或裸露DNA直接注射到患者體內(nèi)。②回體轉(zhuǎn)移:取出受體細(xì)胞、在體外培養(yǎng)并導(dǎo)入目的基因，將基因修飾后的細(xì)胞重新輸回受體內(nèi)。基因治療目前仍處于初期實(shí)驗(yàn)階段，將來(lái)有望為神經(jīng)損傷提供一個(gè)新的治療途徑。其他治療方法包括中西醫(yī)藥、運(yùn)動(dòng)、神經(jīng)肌肉電刺激法等，可獲得一定療效，但作用機(jī)理不尚明確，需更多的循證醫(yī)學(xué)證據(jù)。

總之，由于周?chē)窠?jīng)損傷的復(fù)雜性和特殊性，目前臨床上對(duì)于周?chē)窠?jīng)修復(fù)技術(shù)的選擇尚未達(dá)成共識(shí)。組織工程化神經(jīng)的興起拓寬了治療周?chē)窠?jīng)損傷的視野，提供了一個(gè)新的治療思路。今后，應(yīng)在現(xiàn)有外科修復(fù)技術(shù)上，更加專(zhuān)注于組織工程、基因工程的研究，努力尋求一種更加高效合理的治療方法。

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