周围神经离断性损伤治疗的进展
发表时间:2010-09-09 浏览次数:394次
作者:郑连生 崔成立
【关键词】 周围神经离断性损伤
随着手工业交通外科学的发展, 周围神经损伤的患者越来越多。损伤的类型包括切割伤、撕脱伤、挤压伤以及外科手术造成的人为损伤。20世纪50年代显微外科技术的发展极大地提高了周围神经损伤修复的质量,特别是近30年来随着基础医学研究的进展,周围神经损伤修复方法已由单一的显微外科方法发展到现在的激光技术、细胞移植技术、组织工程技术、基因工程技术等,极大地丰富和发展了周围神经损伤修复的研究。
1 周围神经损伤后近远端直接吻合法
1.1 端端吻合法 端端吻合法适用于小的神经缺损,可借神经本身具有一定弹性,在保证无张力条件下直接行端端吻合。传统的神经缝合方法主要是神经外膜缝合法,随着显微外科技术的出现促进了神经束膜缝合的发展,该方法在临床上应用的关键是对神经功能束的准确对位。Watchmaker[1]用微电极刺激断端神经近端的各神经功能束的方法来区分运动、感觉或混合神经,但这种方法对远端神经的判断能力较差,而且不能全身麻醉,病人往往难以接受。神经端端吻合法在临床应用中除神经功能束性质难以确定外,还存在很多问题[2]:(1)在火器伤、撕脱伤、挫裂伤中,神经缺损较大,即使在锐器切割伤中,也常常需要进行神经断端的修整,断端缺损多大于3mm,由于神经功能束互相交叉、重组,这个距离已经使周围神经两断端的神经束数量、大小、部位不一致,失去了精确吻合搭配的基础,特别是在周围神经的近端;(2)周围神经的损伤是成千上万根神经轴突的损伤,这是细胞水平的离断,每一个神经功能束可能有上万根的神经纤维,试图通过显微外科技术来恢复它们的连续性几乎是不可能的,直到现在也只能是尽可能地做到束膜缝合;(3)无论是外膜缝合还是束膜缝合,反复地针刺本身就是一种损伤,缝合还会引起异物反应,甚至瘢痕;(4)外膜的裂隙造成新生的神经纤维外逸,降低了对合的机率。
1.2 端侧吻合法 由于端端吻合的种种弊端,近10年来,许多学者又采用了端侧吻合法。端侧吻合法适用于损伤神经的近端已毁损无法行端端吻合,或较长距离的神经缺损。此法是将受损神经的远侧断端缝合至邻近正常神经干侧壁上,由正常的神经干发出侧芽,轴突再生长入侧方缝合的损伤神经远侧内,使损伤神经的功能获得某种程度的恢复。实验结果显示端侧吻合法能诱导侧枝发芽,神经再生良好,在长距离缺损和臂丛损伤中有一定的应用前景,但总的效果不如端端吻合法。而且,必须寻找功能相近的神经干以及远期解决动作协调性的问题。所以一般只在无法行端端吻合时应用。
1.3 侧侧吻合法 此法是将受损神经的远侧段的适宜部位与相邻的正常神经干紧密并拢,在其并拢接触的相应部位分别将两神经干的外膜和束膜纵行切开,待神经纤维暴露后,将切开的外膜和束膜相互对应缝合,从而使部分正常神经纤维生长至损伤神经的远端,使受损神经的功能有所恢复。修先伦[3]等设计一种侧侧吻合法,发现供体神经有侧芽长出,再生轴突通过吻合口长入伤侧神经干,再生效果近似于自体神经移植,但其机制目前尚不清楚。侧侧吻合法适用于损伤神经未离断或不能判断其是否断裂时,手术也需要有邻近合适的供体神经。
2 神经移植术
当神经缺损较大,不能在无张力条件下直接缝合时,且无法进行端侧、侧侧吻合时,可行神经移植术。包括自体神经移植、同种异体神经移植及异种异体神经移植。
2.1 自体神经移植术 由于取材相对容易,且无术后排异反应之虑,自体神经是较理想的修复材料,自体神经移植是一种行之有效的神经缺损性损伤的修复方式。国内学者在这方面进行了许多研究,取得了一些进展[4]。
2.1.1 不带血管的神经移植 不带血管的神经移植一般适用于神经缺损距离超过直径4倍,通过改变肢体位置不能直接无张力缝合,并小于10cm的神经缺损,但肘关节处尺神经缺损4cm以上及骨间背侧神经缺损1cm以上的均应用神经移植来修复。不带血管的神经移植可分为神经全干移植、电缆式神经移植和神经束间移植。(1)神经全干移植。神经全干移植就是用一段较粗大的神经移植修复神经缺损的方法。神经全干移植的材料来源极少,只有在肢体两条以上神经干断裂时,方可考虑牺牲一条次要神经干来修复主要的神经干。学者们公认,由于神经全干移植段周径较粗,周围血管难以长入,易发生坏死和纤维化,故效果较差。(2)电缆式神经移植。电缆式神经移植是将细小的神经切成数段,组成神经集束,并排于神经缺损处,达到与需要修复的神经一样粗细。用此法修复粗大的神经干,因植入神经较细,易于存活,成功率较单纯的神经全干移植高。电缆式神经移植仅在缺损神经近端和远端行外膜缝合,没有考虑到神经干内功能束的分布情况。各束断端会发生分离、架叠、扭曲及叉开等而影响神经再生成功和功能恢复。如采用束膜缝合的束间移植,则可克服上述不足。(3)神经束间移植。神经束间移植是将较粗的神经束单独分离,把较细的整个神经束集合成一个束组,把它缝合在要修复的神经束或束组缺损间。一般常用作移植的神经多为皮神经。它可以克服神经干移植的缺点,且对肢体功能影响不大,很少发生移植神经的坏死和纤维化。神经束间移植要求分出功能束,使近远段断端相应的功能束通过移植段得到准确对合[5]。为此,各功能束的缝合面可在不同的平面上[6]。为使轴突大量长入远端,移植体的神经数目必须足够。当神经损伤较多时,近侧断端与远侧断端的数目常不相等,此时应以满足远侧神经束的数目为宜。在创面修整过程中,要尽量保留健康的神经束,运用束膜缝合的方法进行手术。
2.1.2 带血管神经移植术 不带血管的神经移植,由于神经缺损过长,移植神经不能获得充分血供和营养,近端神经纤维还没有完全长入,周围结缔组织增生形成瘢痕,阻止神经纤维通过,使神经再生受到影响。为了克服这些缺点,则采用带血管神经移植术。
姜永冲[7]等将前臂内侧皮神经和贵要静脉连同深筋膜同时游离,移植修复正中神经、尺神经缺损,先将前臂内侧皮神经旁的贵要静脉倒置,吻合贵要静脉与受区动脉的两端,然后将前臂内侧皮神经与受区神经两端行束膜及外膜吻合, 取得满意效果。钟汉柱[8]等吻合胫前血管的腓浅神经移植修复25cm正中神经缺损获得成功。顾玉东[9]等对兔分别用静脉蒂动脉化神经移植、吻合动静脉神经移植、不带血管神经移植及不吻合血管神经移植4组进行实验研究,结果证明,在神经传导时间、传导速度、有髓纤维再生率及肌肉重量恢复率上通过统计学处理,静脉蒂动脉化神经移植与吻合动静脉神经移植比较无显著差异,而与不带血管或不吻合血管的神经移植比较有显著差异。
带血管神经移植,血管是否通畅是移植成功的关键。血管栓塞后,由于移植段神经微循环停止,微血栓形成,重新血管化更为困难,疗效甚至不如自体神经移植。当受损神经较粗时,可在吻合血管的移植神经周围移植一些不带血管的神经,以增加束数,以利再生。
由于自体神经移植需要牺牲供区神经,是一种“拆东墙,补西墙”的方法。用于移植的神经主要是对机体影响小的、易于切取的、细小的皮神经。而对于粗大的或较长的神经干缺损,需取得足够数量的移植材料,则会造成供区神经缺损而影响功能。特别是由于神经移植段的血供不足和结缔组织增生,致使神经再生不良而影响功能恢复,是迄今为止一直未能解决的难题。
2.2 同种异体神经移植 目前普遍认为周围神经自体移植的效果优于同种异体移植,但长段缺损时存在着供体有限和造成供区功能丧失的缺点[10],因而近年来一些学者的研究重点已转向同种异体移植的研究[11]。同种异体周围神经移植是否成功,主要取决于有效的降低排斥反应的手段。多年来人们在抗移植排斥反应方面进行了不懈的尝试和探索,如预处理供体神经、使用免疫抑制剂、诱导受体免疫耐受等。
2.2.1 常用的移植供体预处理方法 (1)冷冻法。Jensen[12]等在实验研究中将成年鼠的坐骨神经片段储存于液氮中3周,然后用于修补同种鼠横断的坐骨神经,并与新鲜自体神经移植相比较。8个月时经组织学及电生理学检查,冷冻移植组与对照组之间无明显差别,认为冷冻能诱导或促进免疫耐受,或者能使次要组织相容抗原消失。Hare[13]等将同种供体神经片段1.5cm经-70℃冷冻4周后进行移植并与新鲜移植神经相对比,1周后应用碘131标记淋巴细胞,发现移向新鲜神经移植物的淋巴细胞比自体移植物的高9.4倍,组织学证实有明显的粘附分子淋巴细胞浸润及Ⅰ、Ⅱ类MHC高表达。其结果表明:短期(6~12小时)冷冻可增加淋巴细胞对移植组织的侵入,而长期(1~3周)冷冻可显著减少淋巴细胞向移植组织的移行,因而认为供体冷冻可抑制其诱导宿主真皮内淋巴细胞浸润的能力。Zalewski[14]等研究中将供体神经冷冻至-40℃后插入-196℃的液氮中,5周后将其移植到受体,并与未受或已受环孢霉素A免疫处理组对照,其结果发现细胞组来自无免疫抑制及5周后停用免疫抑制剂大鼠均对移植物发生排斥反应,认为神经细胞成分可被冷冻保存,移植后能存活并具有功能。(2)放疗法。此方法是用物理、化学或生物的方法造成短期的、程度较深的免疫抑制,然后将含供体移植抗原的淋巴细胞等植入宿主体内。全身淋巴结照射,可杀伤淋巴细胞而抑制免疫系统。由于Th细胞对射线敏感,从而致使残存的Ts/Tc细胞占优势。放射剂量文献报道不一,一般常用剂量为200~300万拉德之间。Mackinnon认为,小剂量照射不能减轻宿主的排斥反应,大剂量照射才可显著减轻宿主的免疫反应。目前认为放射疗法与冷冻疗法结果是相似的。(3)冻干法。Gulati[15]等将4.0cm长的大鼠坐骨神经放于1-甲氧基-2-丙炔醇中,加干冰保持在-70℃。冻干后放入真空泵中,7小时后置室温下保存2周,然后再进行移植手术。结果表明,移植段神经仍保持活性且雪旺氏细胞核具有正常的超微结构,因而认为冻干的移植物具有弱免疫原性,具有明显的再生能力。
2.2.2 移植宿主的处理 (1)应用化学免疫抑制剂。目前多为三联用药,即CsA、类固醇、硫唑嘌呤。其中CsA的主要作用是抑制Th细胞产生的IL-2及其它细胞因子,它能在细胞周期的G0~G1期选择性地穿透抗原致敏的T细胞,抑制Ⅱ型RNA多聚酶,阻断IL-2介导的淋巴细胞活化,使 IL-2合成降低,从而影响效应细胞的分化、成熟和克隆增殖,它对休止期的T细胞无作用,这使它成为免疫抑制的首选药物。一些学者对应用CsA的最佳时间问题进行了系统研究。如Mackinnon[16]等的研究表明,应用CsA治疗8周后撤药,12、14周组织学检查发现移植的神经有明显的炎性细胞浸润和脱髓鞘变化。Anssein[17]等应用CsA治疗,治疗组持续用药5~8个月,对照组持续用药5个月,每个月进行电生理学及组织学检测一次。其结果为:对照组在停药后8周检测出现免疫排斥反应,而治疗组在停药后8周检测发现移植的周围神经仍再生良好并具有功能。Muramatsu[18]等在实验中短期应用CsA,并对不同形式供体神经移植物的再生进行了比较研究,结果表明:在应用CsA时,直径大的神经移植物比直径小的更易产生神经再生,撤除免疫抑制剂后,粗的神经移植物也比细的移植物更易于对抗排斥反应,并保存再生轴突,而短的神经移植物也比长者可再生更多的轴突。(2)单克隆抗体。用移植物抗原免疫宿主,然后用免疫抑制剂消除扩增的特异性免疫细胞克隆,再进行移植。IL-2R只存活于活性T细胞中,静止期细胞无此受体。排斥反应发生时表达的IL-2R的循环活性T细胞增多。IL-2R单抗只针对排异反应细胞。Grochwicz[19]等报道应用IL-2R单抗ART18MCAb后,移植段神经中偶尔才能发现IL-2R阳性细胞,停用后此类细胞又重新出现,继而发生排斥反应。因此,应用单克隆抗体可有效阻止排异反应细胞的出现。(3)免疫隔离。为了使移植物不被免疫系统排斥而能长期存活,采用合适的材料将移植组织或细胞包裹在囊中,以与宿主免疫系统隔离。用于免疫隔离的材料必须是半透膜,小分子的营养物质可以进入,细胞代谢产物可以排出,但在一定程度上对免疫细胞、免疫球蛋白起隔离作用。免疫隔离材料本身对机体无毒性并具有良好的细胞相容性而不应被排斥。该方法仅适用于组织或组织移植,而且限于靠分泌活性物质发挥作用的组织细胞。人工膜的副作用是膜本身可引起炎性反应,常常导致移植组织的死亡。
2.3 异种异体神经移植 异种神经移植和同种异体神经移植一样存在免疫排斥反应,但异种神经的来源更为广泛和丰富。这一研究可为深入探讨免疫理论提供依据以及从根本上解决神经移植物供体来源问题。既往的研究证实:异种异体神经经及时处理后再移植,其再生神经纤维能通过神经移植段,并向该再生神经新支配的骨骼肌延伸。丁文龙[20]将兔胫神经的近、远断端与植入的狗神经缝合,移植后6周,神经纤维的结构和功能得以再生。
虽然同种异体神经移植临床应用很少,异种异体移植也还处于实验室研究阶段,但随着抗移植排斥反应研究工作的不断深入,将为周围神经缺损的修复开辟新途径。
3 其它方法
3.1 神经套管桥接法 20世纪初,Cajai最先提出神经趋化理论,认为神经远端和靶器官能释放趋化因子,引导近端轴突正确再生。这种趋化性被后来的多数学者证实,并发现在神经断端间再造管道相连,可以形成一个神经再生室,其间隔在5mm时趋化性最强,1cm以上这种趋化性难以引导轴突走向。尽管这种趋化性的机制和断端间再生室的微环境还远不算清楚,但自上世纪80年代以来,国内外在临床上都开始用桥接物来修复神经断端缺损,有的还能将端端吻合的神经断端,故意用静脉桥接,造成一个小间隙的再生室,让再生轴突在生长中自行辨认归宿,来避免端端吻合时的轴索卷曲和错接,认为效果良好。目前使用的桥接物有自体的血管、筋腱膜管、神经鞘管、非生物性的硅胶管、透明质酸管等。
3.2 组织工程技术 组织工程化人工神经[21]是利用生物相容性好,有促进神经再生的生物可降解材料构建三维结构支架和种子细胞及细胞外基质,复合而制成一种具有种子细胞活性的组织工程化人工神经。其支架既有利于种子细胞黏附生长,又能接纳再生轴突长入,并对轴突起机械引导作用,用此组织工程化神经来桥接机体缺损的神经,其种子细胞在生物支架降解和神经再生过程中,为再生轴突提供Bunger带,并分泌多种神经营养物质和相关的细胞外基质,从而形成新的具有形态和功能的神经。虽然这种方法是目前研究的热点,也取得可喜成绩,但与临床应用还有一定的距离。许多问题,如具有合适孔径和孔隙率的三维多孔结构支架的建立;支架中需要的雪旺细胞量很大,其量至少要在1×108/ml以上才能促进神经再生,必须在体外培养才能获得大量种子细胞;以及如何解决种子细胞在多次传代后其形态和功能的改变等尚待深入研究。
3.3 基因治疗 Federoff[22]等将载有神经生长因子的疱疹病毒直接注入周围神经中,发现疱疹病毒可以直接逆转入神经元中并特异性的表达出神经生长因子。他的发现促进了基因工程在这方面的应用。张世强[23]等直接将LacZ基因通过质粒载体注射到兔坐骨神经或应用浸泡过LacZ基因质粒溶液的医用缝线,缝合兔坐骨神经,观察到外源基因可直接转入体内周围神经并表达。
周围神经损伤后的再生是各种因素相互作用的结果。随着组织工程技术、基因治疗的飞速发展以及显微外科技术的日趋完善,必将为周围神经损伤后的修复提供更广阔的前景。但由于周围神经解剖和功能上的特殊性,神经功能的恢复仍不理想。因此,如何提高神经再生的速度和质量,寻找新的修复方法仍是目前迫切需要解决的问题。
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作者简介:郑连生(1975-),男,在读硕士,主治医师。