周围神经放射性损伤的组织工程化修复及早期MRI监测

Many cancer patients receive some form of radiation as part of their cancer therapy; therefore, this provides a greater opportunity for radiation injuries of the peripheral nerves to develop. Peripheral neuropathy, as a consequence of radiation therapy, is difficult to treat and with poor prognosis. The radiation injuries may even lead to the occurrence of disability. This science project is based on the priliminary works and article about peripheral nerve repair written by the applicant in this year, and the purpose of this study was to observe the longitudinal changes of nerve repair with chitosan nerve conduits with cultured mesenchymal stem cells in rat model of radiation-induced neuropathy. During nerve injury and repair, the peripheral nerve changes will be monitored by using never-specific contrast agent enhanced MR imaging and T2 relaxation time measurements. The exploration of this study may potentially be used to monitor the peripheral nerve changes (in vivo) after radiation injury at the early period,the tissue-engineered construct may have the potential to be used clinically as well.

放射性治疗是人类肿瘤治疗的主要方法，但临床治疗过程中常可能出现不同程度的神经损伤。放射性周围神经损伤是医生及病人所需面对的严重治疗并发症，治疗困难、治疗效果不理想、甚至导致残疾的发生，将会严重影响患者的肿瘤治疗效果和生活质量。在本项目申请人博士期间研究工作基础上，拟在与人类周围神经损伤相近的大鼠坐骨神经损伤模型中，以生物可降解几丁质神经导管为支架，骨髓间充质干细胞为支持细胞，对周围神经放射性损伤进行组织工程化修复。同时，使用神经特异性对比剂进行磁共振神经成像，连续纵向观察组织工程化移植物修复后周围神经损伤、再生修复的状况，并与神经T2时间定量测量相对比，探讨周围神经放射性损伤后再生修复、早期无创伤性的活体成像方法。本研究所进行的探索将为神经放射性损伤的基础研究、临床实践工作提供一种新的组织工程化修复方法、以及可靠的活体影像学评估手段。

放射性治疗是人类治疗肿瘤的方法之一，但临床中常可出现不同程度的治疗后副反应，其病理改变主要为神经元细胞皱缩，内皮细胞、雪旺氏细胞等受损，邻近结缔组织的纤维化常导致疤痕的形成并引起神经受压和缺血。放射性周围神经损伤一旦发生后常引起主要支配肢体的感觉和/或功能障碍，而且损伤发生后周围神经极难完全再生和功能恢复，导致各类伤残疾病的发生。. 周围神经放射性损伤已日益成为制约肿瘤放射治疗的瓶颈，因此其诊断及治疗倍受关注。本研究建立了大鼠周围神经放射性损伤模型（40 Gy 大剂量一次性X线照射），损伤4月后，我们采用生物可降解几丁质神经导管对受损的神经进行修复，随后用多种方式观察神经修复的过程。探索磁共振成像和肌电图(electromyogram, EMG)监测神经损伤和修复过程。. 研究结果显示，神经损伤4月后，多数大鼠受损下肢出现异常，包括下肢挛缩、跛行等，右下肢损伤后复合肌肉动作电位(compound muscle action potentials, CMAPs)和坐骨神经功能指数(sciatic function index, SFI)均下降，经病理组织检查确认照射侧神经出现轴索溶解，周围微小血管闭塞等损伤。具有与人类放射性神经损伤相类似的功能、电生理和病理改变。确认模型建立成功，我们采用植入组织工程化几丁质神经导管的方法进行受损神经修复，并连续8月对神经的功能恢复情况进行记录。植入手术两个月后，实验组和对照组的复合肌肉动作电位持续下降，三组间差异没有统计学意义。随后的几个月，观察发现在植入神经导管的A、B两组大鼠中，坐骨神经的功能较对照组恢复更快。放射性损伤8月后即实验结束时，在3组中所记录的CMAPs延迟值的差异有统计学意义，但坐骨神经功能指数值差异没有统计学意义。与此同时，放射性损伤4月后，在磁共振T2WI成像上可观察到受损处神经增粗和高信号的改变；同时，在Gd-DTPA增强T1WI成像上观察到神经束膜和神经周围连接肌肉的强化。这些变化持续约8个月，各个组测量的信号强度值差异有统计学意义，植入几丁质管后A组的该值比其他组下降得更迅速。. 通过本研究，我们的结论及科学意义如下：在放射性损伤坐骨神经的大鼠模型中，组织工程化的神经导管可用于修复损伤的周围神经。磁共振神经成像可用于监测神经修复的过程，并与病理组织检查及电生理检查相比，具有非侵入性和可视化的优势