復合組織異體移植后功能恢復的研究進展

潘　華　郭樹忠

復合組織異體移植（composite tissue allotransplantation，CTA），如手、顏面、喉、腹壁移植等，相對于組織結構相對單一的腎、肝、心、肺等實質性內臟器官移植而言，是指兩種或兩種以上組織結構的異體移植，包括皮膚、皮下組織、骨、肌肉、神經、血管等組織的部分或全部。實體器官移植常常是為了挽救患者生命，而復合組織移植的目的在于修復患者某個功能部位的缺失，提高患者的生活質量[1-3]。對于整個治療方案而言，除了免疫抑制治療之外，復合組織移植術后運動、感覺功能的恢復也是一個重要組成部分，值得關注。本文擬對神經功能恢復的基礎研究進行闡述；再以近年來最受關注的手移植、顏面移植為例，對復合組織異體移植后的功能恢復狀況進行概括；并對影響術后功能恢復的相關問題進行探討。

1周圍神經損傷的修復過程

周圍神經由神經纖維、支持組織及營養血管組成。神經被切斷后，大約12h左右軸突發生變性，6～10天后變性的軸突幾乎完全被吸收。髓鞘是由Schwann細胞發生的脂肪性膜，神經纖維被切斷后髓鞘也隨之崩解，大約在8～32天之間，髓鞘最后被分解成為1μm左右的小球形最終分解產物，由Schwann細胞排出，被吞噬細胞吞噬而清除[4]。

此外，神經細胞發生逆行性變性，神經元胞體腫脹,尼氏體消失,細胞核偏移,突觸終端減少，其最后歸宿不同，有的神經元經過一定時間后又恢復了原來的狀態；而有的神經元卻趨于縮小、崩解以至于消失的歸宿。一般認為變性的過程及嚴重程度，實驗動物的種屬和成熟程度，損傷部位與胞體的距離遠近，術后存活時間，受損神經元的機能或形態類型等都可以影響神經元染質溶解的程度。

周圍神經纖維變性時Schwann細胞的變化與軸突及髓鞘相反，它不但不發生變性、消失，反而走上增殖的道路。到神經纖維被切斷4天左右，Schwann細胞分裂增殖，不斷增殖的Schwann細胞沿神經纖維的長軸平行地呈帶狀排列，形成Büngner帶，成為再生神經纖維的誘導結構[5]。

如果神經細胞并未發生完全的逆行性變性，在損傷10h之后，其斷端開始膨大形成類似胚胎期神經元軸突發生時的生長錐（growth cone）的形態，24h內，由此膨大部位發生多條細的新芽向遠側方伸延，這些新芽通過損傷部位進入業已變性的原來軸突遠側段的遺址。生長錐發出的新芽進入神經膜管后，沿神經內膜的內面（即Büngner帶和神經內膜之間），以最快每天4mm的速度生長并向遠側進行。在生長過程中，有的新芽逐漸侵入Schwann細胞質中被Schwann細胞質所包繞，繼續生長發音并且移至神經膜管的中心繼續伸延，一直生長到原來的靶器官的位置，重新和失去突觸前成分的突觸后成分結合形成再生的突觸而恢復原來的機能。至此完成變性的周圍神經纖維的再生過程[6]。理論上，神經修復對合得越準確，長入雪旺氏鞘并到達終末的軸索越多，功能恢復也就越好。

2神經損傷部位的微環境是影響神經修復的重要因素

神經損傷部位的微環境狀況是影響神經再生的重要因索之一，重建最佳神經再生微環境，有利于保護受損神經元，促進軸突的有效再生。周圍神經微環境中對神經再生起作用的物資可以分為四類：①神經細胞營養因子；②促神經軸突生長因子；③細胞外基質成分，可以構成引導神經組織內細胞成分移行的支架；④其它促神經再生的代謝及因素。

在神經軸突的再生過程中, Schwann細胞分泌多種神經營養因子和細胞外基質,參與構成周圍神經再生微環境,影響神經的再生。基礎研究已關注到有關成分的作用：層粘連蛋白、纖維連接蛋白、膠原蛋白、Schwann細胞、基膜和促神經生長的多種因子均可促進軸突生長和功能恢復 。神經再生局部微環境的重建，除了直接加人外源性的神經營養因子或細胞外基質外，Schwann細胞及其基膜對軸突再生起重要的誘導作用[7]。

周圍神經再生是一個非常復雜的生物學過程。正常時，由于周圍神經存在血－神經屏障，能夠阻止淋巴細胞和抗體進入神經實質內，曾被認為沒有MHC-Ⅱ類抗原的表達與抗原遞呈細胞的存在，是免疫豁免區。周圍神經損傷后，神經遠端發生Waller變性,軸突、髓鞘潰變，巨噬細胞聚集；局部也因血－神經屏障破壞，神經性抗原漏出，刺激免疫細胞產生特異性抗體，進入血液后再作用于神經內細胞，引發一系列免疫學反應。現已發現損傷神經局部可有大量T淋巴細胞浸潤，血液中及神經損傷局部均發現神經特異性抗體，如神經節苷脂抗體、抗髓鞘自身抗體；局部MHC-Ⅱ類抗原的表達明顯增強、免疫球蛋白Ig-G在神經束膜和內膜上沉積，從而影響神經再生[8]。這種神經損傷觸發的免疫反應被認為對神經再生起的是抑制作用。

3復合組織異體移植后功能恢復的報告

目前，復合組織異體移植還處在早期發展階段，移植后最長隨訪時間為10年。開展的病例數量也相對較少，目前全世界約為60余例。截至2007年，國際復合組織異體移植專題研討會已經舉行了7屆。本文參考已發表的相關文獻及研討會記要，以手移植及顏面移植為例，對復合組織異體移植后功能恢復情況的報告進行概述。

1998年，第一例手移植在法國里昂獲得成功，是真正具有現代意義的復合組織異體移植的里程碑。迄今為止，除了在最早開展手移植的法國里昂，美國路易斯維爾之外，在意大利，奧地利，比利時，中國，以及最近在西班牙，一共已經給20名患者進行了27次手移植術。其中13例為單側手移植，7例為雙側手移植（法國2例，奧地利2例，中國2例以及西班牙1例）。所有的異體手移植均有良好的神經再生，以及運動、感覺功能恢復，其恢復程度評級與自體手斷肢再植術后相比大致平行，甚至更好。以法國、美國及中國施行最早的也是報告最為詳盡的4例手移植為例，各例均進行了積極的術后功能恢復鍛煉，隨訪8月～20月期間，均統一按Carroll試驗評價手及前臂功能，取得了中等至優異的結果。4例異體手移植術后神經再生迅速。法國病例術后100天Tinel征顯示正中神經生長21cm、尺神經生長20cm；術后12月能完成手握持功能[9]。美國病例術后3個月正中神經再生15cm，6月達30cm，術后12個月能完成手握持、擲棒球、穿衣、系鞋帶、翻書、翻報紙、寫字等功能，術后12月肌電圖檢查顯示手內在肌已有神經再支配[10]。中國2例病例7周手掌皮膚活檢時恢復痛覺；術后3個月正中神經與尺神經再生已達手指近側指間關節，再生距離均在20cm以上；4月手指末節已恢復痛、溫覺；肌電圖示大、小魚際肌再生電位，手掌部可引出感覺誘發電位。術后4～6月2例病人不僅能用移植手握持物品，完成持杯飲水、提持10kg重物、打球、下棋、寫字、穿衣等，還先后出現拇指外展對掌、小指外展及手指分開并攏等動作；術后7～8月可捏持鋼珠等細小物品，提示手內在肌(大、小魚際肌、骨間肌)及手部精細感覺恢復良好[11-12]。與會代表認為以上4例神經再生速度與質量均快于或優于同平面的斷肢再植(異體手移植神經再生速度均超過2mm/天，中國2例達2.1～2.2mm/天，快于一般神經修復后的lmm/day) [13-15]。

在顏面復合組織異體移植方面，目前世界共報道了3例成功的手術（法國2例，中國1例）。2005年11月27日在法國里昂Edouard Herriott醫院，由Jean Michel Dubernard教授帶領的小組成功地為一名38歲的女性患者進行世界首例換臉手術，參考目前的最新有關文獻[16-17]，隨訪18個月以來，患者的感覺、運動功能均得到良好恢復。其觸覺辨別能力恢復相對較快，在術后10周，其單側上唇，單側面頰部以及雙側的下唇都已經產生了觸覺辨別能力。整個移植組織的皮膚及黏膜的觸覺辨別能力在18個月內逐步得到了恢復。溫度覺在4個月時得到基本恢復，6個月時整個移植組織的溫度覺恢復了正常。移植組織的運動功能恢復相對較慢，患者在術后12周后上唇運動功能開始恢復，在術后第4個月內下唇的運動功能恢復進展迅速。雙唇的閉合功能在術后的第3個月開始恢復，并可準確拼讀字母“P”及“B”；在術后12月時可以毫無障礙的喝水及咀嚼。頰部肌肉的收縮功能在12月時開始建立，在第14個月，微笑時雙側接近對稱，第18個月時完全對稱。而這些面部運動功能的恢復后，其表情與內心情緒的改變是完全符合的。

在復合組織異體移植的其他領域，法國慕尼黑大學創傷中心1996年以來開展了4例吻合血管的異體膝關節移植臨床病例[18]。其手術指征：45歲以下病人，膝關節外傷性完全破壞或長段骨缺損，伴伸膝裝置缺失。術后1年隨訪4例中3例移植關節成活，骨連接處骨愈合，關節屈伸達120°，可負重行走，無疼痛，其中1例曾出現排斥反應，加用激素后(可的松250mg，3天)緩解。另外1例因感染致移植關節破壞而失敗。美國俄亥俄州Cleveland醫院Strome M教授報道了于1997年底進行的世界第1例吻合血管、神經的異體喉移植，術中吻合甲狀腺上動脈一頸總動脈、甲狀腺上靜脈一頸外靜脈、喉上神經、喉返神經，至2005年術后隨訪無免疫排斥反應發生，患者發聲良好[19-20]。

4免疫抑制劑與神經再生的關系

復合組織異體移植中，損傷部位存在不同程度的排斥反應，在這種情況下，如何營造神經損傷部位良好的微環境以促進神經再生，仍是一個難題[12]。

周圍神經異體移植實驗中，應用環孢素A（CsA）或FK506等免疫抑制劑能有效抑制免疫排斥反應，神經再生良好，功能恢復接近或優于同系神經移植組[21-22]。Song等人[23]以大鼠后肢同種異體移植為動物模型，以FK506作為唯一免疫抑制劑，對移植后的大鼠后肢進行了長達1年時間的連續性周密觀查，以皮膚反應實驗，足跡分析以及電生理學檢測等各項指標對大鼠后肢感覺及運動功能的恢復進行了評價，并以神經示蹤結合免疫組化及原位雜交觀察神經再生，其各項實驗數據可以作為相關研究的一個很好的參考標準。裴國獻等[12]在2例異體手移植臨床研究發現異體手移植免疫抑制狀態下神經再生迅速，速度均超過2mm/天，快于同平面的自體斷肢再植或自體神經損傷修復后的1mm/天，在較短時間內恢復手部感覺與手內在肌神經在支配。初步證實抑制免疫反應有利于神經再生，認為機理可能在于正常人體周圍神經損傷將誘發免疫反應而干擾神經再生，異體手移植時FK506等藥物的免疫抑制作用則可避免此影響，加速移植手的神經再生。免疫抑制狀態下的神經再生問題，是同種異體移植中都會遇到的問題，十分值得探討。

此外，研究發現FK506除了有免疫抑制作用外，還有潛在、獨立的神經營養作用[24-25]，可以促進神經再生，利于功能恢復。這也是異體手移植臨床研究的新發現，對臨床周圍神經損傷修復有重要意義。而到目前為止，雷帕霉素是否具有神經再生作用還有爭議。Parker等[26]發現，在低濃度的神經生長因子存在的情況下，雷帕霉素能顯著增加大鼠腎上腺嗜鉻細胞瘤克隆化細胞株(PC12細胞)的軸突生長暈。有研究表明：雷帕霉素能使培養的DA細胞軸突產生分支[27]。在體內的神經移植研究中，雷帕霉素也顯示了較強的促神經再生作用[28]。雷帕霉素可以阻止舞蹈病動物模型的神經退變。但是另一些人研究發現：在大腦病灶模型中，雷帕霉素沒有表現出神經營養和保護作用[29]。Kawamata等[30]發現，雷帕霉素強烈抑制NGF介導的細胞的生長能力。Lautermilch等[31]的實驗發現，在培養的蛙類脊神經元，雷帕霉素未能促進軸突延伸。甚至有研究發現雷帕霉素在體外還阻止雪旺細胞的增殖[32]。這些結果矛盾的研究使得雷帕霉素的促神經再生作用仍然沒有得到共識，并促使對雷帕霉素的研究成為熱點。

5康復醫學在移植組織功能恢復訓練中的重要意義

復合組織異體移植不僅要使移植組織成活，還必須最大限度地恢復其功能和外觀。相關的康復治療相當重要，應引起足夠的重視。必須建立一個整體的、系列的、全程復合組織異體移植的康復觀念。手術治療前的殘肢肌肉訓練亦應納入康復護理的范疇，并與術中微創操作、術后不同時期的積極功能鍛煉一起形成一個完整的、緊密銜接的康復鏈[13]。

復合組織異體移植患者的心理與其他內臟器官移植患者的心理有所不同。在異體手移植中，當患者看到一雙陌生的手連接在自己的肢體上，并在看得見的情況下，活動、運用該肢體而發揮其功能，其心理變化是復雜的。患者由渴望移植一只手到愿望實現，對該手由陌生、拒絕到熟悉、視為自體的一部分，移植手由無功能到有功能，需要一個過程，只有經過良好的心理康復指導和心理干預，患者才能完全接受它、愛護它、聽從醫生的指示進行功能鍛煉，取得良好的功能恢復。在面部復合組織同種異體移植中，心理康復顯得尤為重要[17]。

復合組織異體移植的功能康復是一個長期的系統工程，患者雖然在住院期間受到了系統的治療和康復護理，但尚需在家庭和社會進行系統的后期康復治療，因此，應對家屬進行必要的功能康復訓練指導，使患者繼續得到正規、連續的功能康復訓練。另外，社會應正確對待移植患者，多給他們一些機會去從事他們力所能及的工作，使他們在生理功能得到健全后，社會角色也能進一步得到完善。

6結束語

復合組織同種異體移植應用于整形重建外科臨床治療，開辟了整形外科的新的治療領域，一直是世界各國外科醫生的多年探索的課題。其關鍵不僅要解決免疫排斥反應問題以保證移植組織的存活，而且還要有良好的神經再生，從而使移植組織恢復功能。隨著復合組織移植免疫學研究的發展，各類新型免疫抑制劑不斷涌現，移植免疫耐受研究也獲得初步成功，移植術后的免疫抑制治療將會不斷規范化，從而使移植物的急性免疫排斥問題得到解決。在這種情況下，移植組織的功能恢復問題以及遠期存活質量問題，將逐步成為這個領域的研究熱點。總之，隨著復合組織異體移植的不斷成功開展，如何在移植術后最短的時間內使復合組織的功能得到最好的恢復，提高移植組織存活質量，從而最終完美實現修復重建的目的，已經成為復合組織異體移植技術發展水平的重要評價標準。

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[收稿日期]2008-10-12[修回日期]2008-12-15

編輯/張惠娟