富血小板血漿對周圍神經(jīng)損傷修復(fù)的研究現(xiàn)狀

劉顏芬,張雪晶,段曉琴,劉泰源,劉忠良*

(1.吉林大學(xué)第二醫(yī)院 康復(fù)醫(yī)學(xué)科，吉林 長春130041；2.大連醫(yī)科大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)七年制)

周圍神經(jīng)損傷是臨床常見病，可以造成患者嚴(yán)重殘疾，影響到患者的生活質(zhì)量。目前神經(jīng)自體移植是周圍神經(jīng)損傷修復(fù)的最佳方法，然而也有其受限之處，需要在不同的位置進(jìn)行兩次手術(shù)，除了供區(qū)神經(jīng)的功能喪失，也會產(chǎn)生更嚴(yán)重的并發(fā)癥[1,2]。周圍神經(jīng)損傷能否順利再生修復(fù)仍是臨床上的一大難題。Platelet-rich plasma(PRP)有較強(qiáng)的局部止血、防止瘢痕形成、促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)愈合、促進(jìn)血管形成等作用，其含有大量與創(chuàng)傷愈合相關(guān)的生長因子，可能會促進(jìn)和誘導(dǎo)周圍神經(jīng)再生修復(fù)[3,4]。本文主要探討富血小板血漿對周圍神經(jīng)損傷修復(fù)的潛在價值，進(jìn)而為臨床診治提供引導(dǎo)作用。

1 PRP與周圍神經(jīng)損傷的關(guān)系

1.1周圍神經(jīng)損傷之后的自我修復(fù)機(jī)制

周圍神經(jīng)損傷之后，會發(fā)生分子瀑布式反應(yīng)，涉及施旺細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞，主要由損傷軸突髓鞘崩解物質(zhì)、可溶解因子進(jìn)行調(diào)控，而缺氧是主要的信號[5,6]。在神經(jīng)再生修復(fù)過程中，涉及四個重要的環(huán)節(jié)：施旺細(xì)胞去分化、神經(jīng)營養(yǎng)因子分泌、損傷神經(jīng)周圍血管形成、再生軸突與靶器官重新建立聯(lián)系。若采用能夠激活或者促進(jìn)施旺細(xì)胞發(fā)揮作用的制劑或措施，將會引發(fā)上述反應(yīng)，進(jìn)而有助于損傷神經(jīng)的修復(fù)，恢復(fù)神經(jīng)功能。

1.2PRP的主要成分及主要作用

PRP是從患者自身新鮮血液中經(jīng)過離心提取的含高濃度血小板的血漿，容易獲得且比較廉價，免疫學(xué)副作用出現(xiàn)率也比較低[7]。PRP包含7種基本的蛋白生長因子，包括3種血小板源性生長因子同分異構(gòu)體(platelet-derived growth factor,PDGF αα，PDGF αβ,PDGFββ)，2種主要的轉(zhuǎn)化生長因子(transforming growth factor,TGF-β1 ,TGF-β2 )，VEGF，上皮細(xì)胞生長因子，這些生長因子由血小板分泌，可以啟動血管形成，通過增加未分化細(xì)胞的趨化作用以及有絲分裂的性能促進(jìn)組織再生[1,8,9]。越來越多的體內(nèi)、體外實(shí)驗(yàn)研究表明，PRP中的生物活性分子在調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)、激活施旺細(xì)胞以及血管形成過程中發(fā)揮著重要作用[5,6]。

2 PRP促進(jìn)神經(jīng)再生的作用機(jī)制

2.1調(diào)控施旺細(xì)胞促進(jìn)神經(jīng)再生

施旺細(xì)胞具有延伸和直接引導(dǎo)作用，對軸突的遷移和再生發(fā)揮著重要的作用。Rosner[10]等人將施旺細(xì)胞懸浮在含有不同濃度的重組人TGF-β1膠原蛋白半球中，在特定的時間段，觀察膠原蛋白半球表面是否有施旺細(xì)胞延伸的痕跡，研究結(jié)果表明TGF-β1能夠上調(diào)β1結(jié)合素的表達(dá)量，并且在較短的時間內(nèi)顯著誘導(dǎo)施旺細(xì)胞延伸。而β1結(jié)合素對于施旺細(xì)胞識別細(xì)胞外基質(zhì)的變化、施旺細(xì)胞的活動性及延伸性的發(fā)揮具有重要的作用。如果要在三維細(xì)胞外基質(zhì)中充分發(fā)揮施旺細(xì)胞的優(yōu)勢，引導(dǎo)軸突再生，施旺細(xì)胞的延伸時間必須縮短，而PRP中一種重要的生長因子即為TGF-β，可以調(diào)控施旺細(xì)胞，監(jiān)測細(xì)胞外微環(huán)境的變化，進(jìn)而引發(fā)上述周圍神經(jīng)損傷后發(fā)生的級聯(lián)反應(yīng)。

PRP中的PDGF是施旺細(xì)胞的促分裂原，是神經(jīng)元存活所需要的營養(yǎng)因子，通過調(diào)節(jié)神經(jīng)營養(yǎng)因子的釋放、細(xì)胞的遷移，促進(jìn)血管形成，促進(jìn)軸突再生。Oya[11]等人發(fā)現(xiàn)在周圍神經(jīng)受到擠壓傷或者切割傷后，在損傷近端和遠(yuǎn)端均會誘導(dǎo)PDGF-β鏈mRNA轉(zhuǎn)錄，而且短時間內(nèi)PDGF-β的濃度在損傷神經(jīng)處升高。神經(jīng)損傷不久PDGF-β就會廣泛分布在大量的腫脹施旺細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)，在神經(jīng)損傷7天之后，PDGF-β在施旺細(xì)胞胞質(zhì)中的數(shù)量隨著損傷神經(jīng)遠(yuǎn)端再生軸突數(shù)量的增加而減少。而且研究發(fā)現(xiàn)胞質(zhì)中PDGF-β含量少的施旺細(xì)胞與再生軸突可以建立聯(lián)系。表明施旺細(xì)胞與軸突之間的聯(lián)系可以調(diào)控腫脹施旺細(xì)胞中PDGF-β表達(dá)量。PDGF-β分布在再生軸突周圍，Oudega[12]等人在脊髓損傷的實(shí)驗(yàn)中研究發(fā)現(xiàn)施旺細(xì)胞與PDGF-β相結(jié)合可以增加脊髓損傷者有髓神經(jīng)纖維的數(shù)量，證實(shí)PDGF-β對維持和建立施旺細(xì)胞與軸突之間的聯(lián)系是重要的。

2.2克服炎性微環(huán)境，發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡和神經(jīng)保護(hù)的作用

宿主對移植神經(jīng)的炎性反應(yīng)對神經(jīng)的再生過程有重大影響。炎性反應(yīng)會導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞凋亡，進(jìn)而減弱神經(jīng)再生的能力。TGF-β通過維持線粒體膜功能、維持Ca2+穩(wěn)態(tài)平衡、增加抗細(xì)胞凋亡蛋白B細(xì)胞淋巴瘤-2(B-cell lymphoma 2,Bcl-2)和Bcl-xl的表達(dá)、抑制半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(cysteine-aspartic proteases-3,caspase-3)活化，并誘導(dǎo)纖溶酶原激活物抑制劑-1保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞[13]。Anitua[14]研究結(jié)果顯示，將帕金森病大鼠模型的大腦神經(jīng)元進(jìn)行體外培養(yǎng)，加入β-am-yloid會發(fā)生嚴(yán)重的神經(jīng)毒性反應(yīng)，而聯(lián)合應(yīng)用PRP后，神經(jīng)毒性反應(yīng)程度顯著降低，存活的細(xì)胞數(shù)量也較對照組高。Hailang Luo[15]等人研究了異種脫細(xì)胞神經(jīng)移植-脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞(xenogeneic acellular nerve matrix—adipose-derived mesenchymal stem cells,XANM-ADSC )組和 XANM-ADSC-TGFβ1 組宿主對神經(jīng)移植物的免疫反應(yīng)，術(shù)后14天，HE染色顯示XANM-ADSC組炎性細(xì)胞的浸潤程度更強(qiáng)烈。Mayssam Moussa[16]等人進(jìn)行了PRP是否改變凋亡相關(guān)基因表達(dá)的研究，通過實(shí)時聚合酶鏈反應(yīng)，檢測caspase-3、Bcl-2的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)PRP 顯著降低了bcl-2相關(guān)死亡啟動子 mRNA(Bcl-2—associated death promoter，BAD mRNA)、caspase-3的表達(dá)，而Bcl-2的mRNA水平增加。Ying Zhang[17]等人通過導(dǎo)絲將小鼠大腦中動脈閉塞，再灌注之前，將PRP注入到阻塞血管內(nèi)，通過ELASA染色，發(fā)現(xiàn)PRP組生長因子分泌數(shù)量顯著比其他組多，腦缺血區(qū)氧分壓也比其他組高，腦梗死面積也相應(yīng)比其他組減小。Rao 和Pearse[18]研究發(fā)現(xiàn),PRP中的生長因子單獨(dú)或者聯(lián)合對間充質(zhì)干細(xì)胞、神經(jīng)元、施旺細(xì)胞、神經(jīng)干細(xì)胞起到了抗凋亡和神經(jīng)保護(hù)作用。以上表明，PRP中生長因子可以克服損傷神經(jīng)周圍炎性微環(huán)境，為損傷神經(jīng)提供適宜的細(xì)胞外基質(zhì)，發(fā)揮抗凋亡和神經(jīng)保護(hù)的作用，促進(jìn)神經(jīng)再生。

2.3促進(jìn)血管形成

Cattin 等證實(shí)血管會作為基礎(chǔ)物或者信號，對軸突生長以及施旺細(xì)胞遷移起著引導(dǎo)作用，因?yàn)榫奘杉?xì)胞可以感受神經(jīng)連接處的低氧環(huán)境并且可以通過VEGF的分泌途徑驅(qū)使血管形成。將PRP與VEGF的抗體聯(lián)合應(yīng)用至受損神經(jīng)處，PRP促進(jìn)神經(jīng)再生的作用減弱，說明VEGF是PRP分泌的促進(jìn)神經(jīng)再生的因子之一[5,6]。另外PRP激活后，PRP可以轉(zhuǎn)變成三維纖維蛋白基質(zhì)，纖維蛋白可以刺激血管形成，促進(jìn)施旺細(xì)胞粘附以及在纖維蛋白凝膠導(dǎo)管中分散，進(jìn)而形成Bungner帶，促進(jìn)軸突再生，也可以為再生軸突提供天然的細(xì)胞外基質(zhì)，進(jìn)一步促進(jìn)周圍神經(jīng)損傷的修復(fù)[19]。Hobson[20]的研究表明，移植神經(jīng)術(shù)后，含有VEGF的層粘連蛋白凝膠硅室比單純的凝膠硅室能顯著增加血管數(shù)量，施旺細(xì)胞的數(shù)量和軸突再生率也顯著高于對照組。

2.4促進(jìn)軸突再生

Sulaiman 和 Gordon[21]發(fā)現(xiàn)PRP中重要的生長因子TGFβ可以減弱施旺細(xì)胞的去神經(jīng)支配的副作用，并且可以激活施旺細(xì)胞進(jìn)而促進(jìn)軸突再生。Zheng C[22]將PRP做為脫細(xì)胞異體神經(jīng)移植物的填充物，與自體神經(jīng)移植組相比，結(jié)果顯示大鼠施旺細(xì)胞的增殖、遷移、神經(jīng)營養(yǎng)功能與PRP呈劑量相關(guān)性，軸突的直徑、厚度、有髓鞘的軸突數(shù)量以及電生理學(xué)參數(shù)大大改善。Hakan Teymur[7]等人將移植神經(jīng)的外膜部分剝除，導(dǎo)致嚴(yán)重的退化，比如構(gòu)象惡化、有髓神經(jīng)纖維分離、軸突退化，但應(yīng)用PRP組神經(jīng)纖維化的程度要低，可以推測PRP可以減少移植神經(jīng)神經(jīng)瘢痕的形成。

綜上所述，在周圍神經(jīng)損傷處應(yīng)用PRP，可以促進(jìn)施旺細(xì)胞的遷移引導(dǎo)軸突再生，促進(jìn)施旺細(xì)胞與軸突建立聯(lián)系，克服損傷神經(jīng)處的炎性微環(huán)境，為周圍神經(jīng)再生修復(fù)提供適宜的三維細(xì)胞外基質(zhì)，發(fā)揮抗細(xì)胞凋亡和神經(jīng)保護(hù)的作用，并且可以促進(jìn)血管形成，為再生軸突提供所需的營養(yǎng)和氧氣，進(jìn)一步促進(jìn)軸突再生。

3 PRP的臨床效果評價

3.1減輕肌肉萎縮程度

PRP的一個重要作用是通過加速軸突自然的生長過程，使新生軸突萌芽并與靶肌肉重新建立聯(lián)系的時間縮短，從而減弱靶肌肉萎縮程度。許多動物研究表明將PRP作為充填物、纖維膜或者將兩者結(jié)合，會引導(dǎo)早期軸突再生、促進(jìn)功能恢復(fù)。Canbin Zheng[23]等人在神經(jīng)移植術(shù)后12周，應(yīng)用PRP的非細(xì)胞異體神經(jīng)移植組(Acellular nerve allografts loaded with PRP，ANA+PRP)肌張力百分比顯著比ANA組和應(yīng)用缺乏血小板血漿非細(xì)胞異體神經(jīng)移植組(ANA with Platelet poor plasma,ANA+PPP)高。將目標(biāo)肌肉凍結(jié)，應(yīng)用AChE染色縱向觀察運(yùn)動終板單位，發(fā)現(xiàn)ANA+PRP組肌肉萎縮程度低。在ANA組，運(yùn)動終板幾乎沒有呈現(xiàn)，肌肉嚴(yán)重萎縮，肌肉重量ANA+PRP組比另外兩組重量均高。

3.2功能評估

神經(jīng)電生理學(xué)評估常用于評估周圍神經(jīng)的再生，Hakan Teymur[7]等人發(fā)現(xiàn)應(yīng)用自體神經(jīng)移植聯(lián)合應(yīng)用PRP組復(fù)合肌肉動作電位(compound muscle action potentials，CMAP)峰值顯著比自體神經(jīng)移植組高。Canbin Zheng[23]等人利用實(shí)驗(yàn)側(cè)CMAP與對照側(cè)CMAP 的百分比以及實(shí)驗(yàn)側(cè)運(yùn)動神經(jīng)傳導(dǎo)速度(Motor nerve conduction velocity，MCV)進(jìn)行評估。在ANA+PRP組CMAP百分比、MCV顯著比ANA組、ANA+PPP組高。Atefeh[24]等人研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠離斷神經(jīng)的近端和遠(yuǎn)端插入硅膠導(dǎo)管，導(dǎo)管中注入PDGF-β組，術(shù)后一周Basso,Beattie,and Bresnahan (BBB)移動量表得分比對照組高，顯示出較好的運(yùn)動恢復(fù)功能，并且實(shí)驗(yàn)側(cè)小鼠腓腸肌的重量比對側(cè)減輕的顯著比對照組要少。Canbin Zheng[14]等人通過坐骨神經(jīng)功能指數(shù)(Sciatic Function Index，SFI)指標(biāo)評估坐骨神經(jīng)損傷后大鼠運(yùn)動功能恢復(fù)情況。術(shù)后4周，SFI在4組均顯著降低至最低水平并且4組無明顯差別。術(shù)后6周，SFI顯著增加，預(yù)示著一部分再生軸突已經(jīng)通過移植神經(jīng)進(jìn)入到靶向組織。術(shù)后10周，ANA+PRP組SFI 顯著比ANA、ANA+PPP組高。

綜上所述，PRP可以調(diào)節(jié)施旺細(xì)胞的表型，因富含多種嗜神經(jīng)性的以及神經(jīng)營養(yǎng)性的因子，可以為細(xì)胞定殖提供機(jī)械支持，引導(dǎo)軸突再生，而不會發(fā)生抗原及毒性反應(yīng)。與重組生長因子相比，PRP容易獲得、供應(yīng)快、經(jīng)濟(jì)，對于神經(jīng)再生和修復(fù)有積極的作用。

4 展望

周圍神經(jīng)損傷的各種修復(fù)方法的最終目標(biāo)是恢復(fù)周圍神經(jīng)支配器官的功能，同時使損傷和治療的副作用最小化。PRP是通用的、安全的生物制品，可以應(yīng)用在臨床上。作為輔助治療工具通過同時釋放神經(jīng)營養(yǎng)因子和嗜神經(jīng)因子，增強(qiáng)內(nèi)在的原有的神經(jīng)修復(fù)過程，克服創(chuàng)傷后、神經(jīng)病態(tài)的抑制性微環(huán)境，進(jìn)而恢復(fù)神經(jīng)所支配區(qū)域的運(yùn)動、感覺功能。在現(xiàn)有周圍神經(jīng)損傷治療效果有限的情況下，PRP有望成為一種新的治療手段，為未來周圍神經(jīng)損傷修復(fù)研究提供新方向。在動物實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)樯窠?jīng)位置、神經(jīng)損傷模型、動物模型、PRP的劑量和濃度、處理神經(jīng)的方式比如直接縫合或者應(yīng)用導(dǎo)管、評估措施等方面的不同，無法進(jìn)行META分析。并且目前在臨床上應(yīng)用PRP的報道尚少，需要進(jìn)一步研究證實(shí)PRP在臨床中的應(yīng)用，而不僅僅局限在動物實(shí)驗(yàn)中,并且對于PRP促進(jìn)周圍神經(jīng)損傷修復(fù)的具體濃度以及如何使PRP的作用達(dá)到最優(yōu)化，需要進(jìn)一步探討，以發(fā)揮PRP在臨床上的作用，提高患者的生活質(zhì)量。

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