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首页医源资料库在线期刊中国矫形外科杂志2008年第16卷第16期

同种异体神经移植研究中降低免疫排斥反应的进展△

来源:《中国矫形外科杂志》
摘要:【关键词】神经缺损周围神经缺损,无论在平时或战时,都十分常见。缺损后,临床上首选自体神经移植,但自体神经来源有限,并给供区造成一定的功能障碍。目前,解决神经缺损的研究主要集中在两个方面:一方面是研究采用肌桥、静脉管、硅胶管、组织工程等替代物,前三种的结果都不如人意,而后者尚处于实验阶段。另一......

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【关键词】  神经缺损


     周围神经缺损,无论在平时或战时,都十分常见。缺损后,临床上首选自体神经移植,但自体神经来源有限,并给供区造成一定的功能障碍。目前,解决神经缺损的研究主要集中在两个方面:一方面是研究采用肌桥、静脉管、硅胶管、组织工程等替代物,前三种的结果都不如人意,而后者尚处于实验阶段;另一方面是研究同种异体神经移植,它不但具有其它替代材料所没有的网管状神经内部结构,利于神经的再生,而且来源广泛,可以得到与缺损神经长短相似的移植物,但存在免疫排斥问题。国内外许多学者已对异体神经移植的免疫排斥反应进行了深入的研究,取得了良好的进展,预示着异体神经移植有着广阔的应用前景,本文对此做一综述。

    1  移植物预处理

    1.1  冷冻处理法

    对供体神经加以单纯冷冻或反复深冻、复融处理,使雪旺细胞(schwann cell,SC)活性降低或灭活,又不损伤为轴突再生提供机械支架和通道的基膜管,利于轴突再生。王秋根等[1]将大鼠的供体神经按不同温度(-196℃、-80℃、-40℃)和不同保存时间(20 min、1、3周)进行冷冻,室温下复温,然后再冷冻、再复温,共反复5次。进行同种异体移植后发现,神经断端再生轴突能通过并长入远断端,并认为冷冻温度以-196℃为好,保存时间以3周为佳。而Fansa等[2]实验发现-196℃保存的同种异体神经移植1周后,超微结构有类似华勒变性现象发生;术后1个月神经退变结束,同时有神经纤维再生并伴移植物神经化;术后6个月神经化最明显。陈红等[3]报道先在-50℃的二甲基亚砜中保存40 min再放入-196℃的深低温中保存,效果较直接深低温保存好。不过最近Fox等[4]实验证实,对异体神经分别冷存1、4、7周,时间越长,细胞免疫反应越轻,保存7周的神经免疫反应接近缺失。冷存时间的延长不影响神经的再生。总之,冷冻的最佳保存温度和时间等问题还需进一步研究。大多数学者认为冷冻处理法不能清除细胞崩解产物,组织相容性抗原复合物仍然存在,移植效果比自体移植效果差。

    1.2  生物学方法

    郑桂芬等[5]用受体犬血浆浸泡异体犬正中神经15~20 min后,再用液氮保存21 d,与仅用-196℃保存21 d的异体犬正中神经相比较,发现前者移植后结缔组织增生较轻而再生神经纤维数量较多。认为该方法能减轻免疫反应引起的结缔组织增生、减少胶原原纤维的形成,有利于SC形成Büngner带,从而促进神经再生。最近,赵波等[6]发现异体神经皮下包埋后有促进周围神经再生的作用,并认为包埋最佳时间可能出现在1、2周之间,但具体时间还需进一步的实验研究。

    1.3  放射辐照法

    李建兵等[7]报道放射辐照能够降低异体神经的抗原性,其作用机理可能是X线杀死SC,破坏了其继续分泌抗生素原物质的功能,并通过保留的神经膜管结构支架使周围神经得以再生。李天侠等[8]则进一步发现低温加紫外线B照射可以充分降低异体神经的免疫原性,是具有应用前景的预处理方法。

    1.4  化学去细胞法

    近几年发展起来的化学去细胞法,可有效清除神经中的细胞及髓鞘,为寻找理想的自体神经移植替代物开辟了新的途径。1997年Dument等[9]应用溶血性磷脂胆碱等化学消化剂,对鼠15 mm长的坐骨神经进行化学处理,获得了鼠的去细胞坐骨神经。1998年Sondell等[10]用三硝基甲苯X-100  (TritonX-100)和脱氧胆酸钠等对异体神经进行去细胞处理后,观察到SC、髓鞘及轴突被完全清除,并保留了完整的基膜管结构,从而达到了“化学抽吸”的目的,有利于宿主SC及轴突等沿着空的基膜管向远端迁移和生长。在上述学者的研究基础上,戴传昌等[11]将异体预变性神经和正常神经用溶血性卵磷脂裂解液处理后,用于缺损神经的移植,取得了良好的效果,并认为经预变性处理的效果更好。刘承吉等[12]用Triton X-100等试剂,采用低渗—去细胞组织工程学方法处理大鼠坐骨神经,成功地制备了去细胞异体神经移植物。

    上述化学去细胞法仅用在小动物及低等哺乳动物实验中,移植长度也很有限。衷鸿宾等[13]应用Triton X-100和脱氧胆酸钠溶液对犬异体神经进行去细胞处理,成功建立了大型哺乳动物(犬)的粗大和长段去细胞神经的化学萃取方法。他们[14]采用真空封装辐照灭菌法深低温储存犬去细胞坐骨神经1年后,发现仍然保持为无细胞、髓鞘及其碎片的空的神经基膜管。此储存方法为去细胞神经移植物向成品化方向发展奠定了基础。郭义柱等[15]用Triton X-100和脱氧胆酸钠溶液,将正常健康捐献者的周围神经进行去细胞处理后,对11例神经缺损的患者进行移植,术后观察效果较满意,为下一步创建异体神经库开辟了道路。    随着研究的不断深入,Hudson等[16]对去细胞方法加以改进,应用优化去细胞法(采用Triton X-200、Sulfobetaine-10、Sulfobetaine-16等试剂)处理大鼠坐骨神经,发现移植后抗宿主免疫排斥和促神经再生能力进一步提高。由于化学去细胞法去除了SC,虽降低了免疫原性,但移植体因丧失了SC释放神经营养因子和黏附因子的能力,其促轴突再生作用有限。为解决这个问题,王建云等[17]将类SC细胞种植入去细胞神经移植物内,实验测定各项指标均明显优于单纯去细胞桥接对照组。崔勇等[18]用冻干去细胞同种异体神经种植类SC细胞修复鼠坐骨神经缺损,效果与自体神经移植组相近。

    1.5  乙醇或甘油处理法

    宋修竹等[19]对SD鼠的坐骨神经片段(长15 mm)用70%的酒精浸泡8 h,-80℃冰箱贮存;对照组仅用-80℃冰箱贮存。复温后移植,酒精处理组移植效果明显优于对照组。作者认为其可能机制是经该方法处理后,移植体的SC及血管内皮等细胞被杀死,显著降低了抗原性,且保存了完整的SC基膜管。甘油处理法与酒精类似。刘金慕等[20]将在无菌条件下取得的人的异体神经(14条),在37℃条件下,依次在50%、70%、85%的甘油中各浸泡3 h,再分装在盛有85%的甘油容器中密封,置于5℃保存6周后,在10例患者神经缺损处(14处)进行移植。移植后神经功能恢复取得明显效果,且术后经5~42个月的观察,无1例感染。认为该方法通过将神经逐级脱水,不仅破坏了SC和保存了完整的SC基膜管,而且操作简单、费用低、易于保存,可以杀死细菌、病毒,是很有应用前景的一种方法。

    1.6  绿茶多酚(green tea polyphenols,GTPs)处理法

    绿茶具有多种药理作用,如抗肿瘤、抗辐射损伤、抗炎、降血糖等作用,其主要成分是GTPs。很多学者认为用绿茶多酚做保存液有较大的前景。Ikeguchi等[21]将雄性的DA鼠神经置于含绿茶多酚(1 mg/ml)的Dulbecco’s Modified Eagle’s Medium(DMEM)溶液中,4℃保存1周,然后再在4℃的DMEM中保存3周,再移植到雌性的Lewis鼠上。其效果与神经取下后立即移植给自身对侧肢体组的效果接近。他们认为离体神经不仅能成功地在绿茶多酚中保存1个月,而且绿茶多酚能降低移植神经的缺血性损伤和移植后的免疫反应。其可能机制是:供体的SC虽具有抗原性,但能分泌多种活性物质促进神经再生。经绿茶多酚处理后,供体的SC仍有少数存活。轴索在供体的SC的帮助下可以成功长入远端。Nie等[22]认为GTPs还具有神经保护作用。目前国内尚未见有关绿茶多酚处理异体神经移植体的报道。

    2  免疫抑制剂的应用

    2.1  系统免疫抑制剂

    代表药为环孢素A、FK506、雷帕霉素等。Midha等[23]研究证实,周围神经移植后,短期应用环孢素A可以有效抑制免疫反应。随后出现的FK506的效果更优,而且还有神经营养作用。Frerichs等[24]把经FK506处理的大鼠神经片段同种异体移植后,证明FK506在刺激SC后,不仅诱导了SC的增殖反应,而且其激活后的SC对周围神经的再生也起到促进作用。韦庆军等[25]发现经冷冻处理的同种异体神经移植后,FK506可促进周围神经的再生。因FKS06同时具有免疫抑制作用和促进神经再生的作用,故预示着其在移植中的应用前景广阔。不过,Brenner[26]等通过实验认为,只有在神经移植时立即使用FK506效果才明显,如果将使用FK506的时间推迟到移植后的第7 d才开始,那么其促神经再生的作用将大大减弱。

    2.2  特异性免疫抑制剂

    由于系统免疫抑制剂具有较大的不良反应,会带来一些严重的并发症,因此国内外学者正在研究特异性免疫抑制剂,包括抗-CD4、抗CD40L、MHC抗原、细胞间黏附分子(intercellular adhesionmolecule,ICAM-1)等。Doolabh等[27]对大鼠进行同种异体神经移植,用抗-CD4单克隆抗体加供体的脾细胞预治疗,在使用抗-CD4单克隆抗体后,T细胞的CD4表达明显下调。Jesen等[28]通过实验认为:抗CD40L抗体作为一种选择性T细胞免疫反应抑制剂,避免了广谱抑制剂的一些缺点,且应用该抗体后,轴突再生良好。孟庆刚等[29]则发现胸腺内注射异基因MHC抗原可诱导鼠对异体坐骨神经移植的特异性免疫耐受。

    此外,还有一些学者在同种异体神经移植时,复合使用了生长因子(如bFGF、TGF-β1)、甲状腺激素等,效果还有待于进一步研究。

    综上所述,关于降低周围神经移植后免疫排斥反应的研究,近年来进展很快。如何找到一种或几种方法联用以克服免疫排斥反应并促进神经纤维的再生是研究的核心问题。相信随着研究的不断深入,建立异体神经库并在临床上常规开展异体神经移植,在不远的将来应可成为现实。

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作者单位:(兰州军区兰州总医院骨科研究所,兰州 730050)

作者: 孔凡宾 综述, 陈克明*,刘兴炎 审校
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