神經(jīng)生長(zhǎng)因子在骨科神經(jīng)修復(fù)再生中應(yīng)用與啟示

神經(jīng)損傷中樞神經(jīng)系統(tǒng)（脊髓）周圍神經(jīng)系統(tǒng)第一頁(yè)，共36頁(yè)。脊髓損傷定義和流行病學(xué)脊髓損傷（SCI）指各種原因引起脊髓結(jié)構(gòu)、功能損害，以致?lián)p傷平面以下運(yùn)動(dòng)、感覺、植物神經(jīng)功能的異常改變發(fā)達(dá)國(guó)家脊髓損傷每年發(fā)生率為13.3–45.9/百萬人我國(guó)目前尚無全國(guó)性調(diào)查。2002年北京脊髓損傷發(fā)病率為60/百萬人第二頁(yè)，共36頁(yè)。脊髓損傷治療現(xiàn)狀原發(fā)性SCI需早期手術(shù)減壓、維持脊柱穩(wěn)定性。繼發(fā)性SCI需早期、及時(shí)應(yīng)用藥物干預(yù)目前對(duì)于SCI的治療方法研究很多，包括神經(jīng)損傷修復(fù)藥物、干細(xì)胞移植及基因等。第三頁(yè)，共36頁(yè)。脊髓損傷–病理生理原發(fā)性損傷神經(jīng)元/軸突壞死脫髓鞘繼發(fā)性損傷神經(jīng)元/軸突壞死脫髓鞘炎癥過氧化損傷星形膠質(zhì)細(xì)胞瘢痕囊腫活化的星形膠質(zhì)細(xì)胞淋巴細(xì)胞浸潤(rùn)活化的單核細(xì)胞吞噬細(xì)胞神經(jīng)元第四頁(yè)，共36頁(yè)。在創(chuàng)傷中占4%

在四肢戰(zhàn)傷中伴有周圍神經(jīng)傷發(fā)生率為25-30%，發(fā)病率高致殘率高，多為青壯年，肢體病廢，造成生理和心理障礙家庭、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)負(fù)面影響極大周圍神經(jīng)損傷的危害周圍神經(jīng)損傷第五頁(yè)，共36頁(yè)。周圍神經(jīng)缺損修復(fù)的兩大難題再生神經(jīng)與遠(yuǎn)端靶器官的精確對(duì)合大段神經(jīng)損傷/缺損的修復(fù)神經(jīng)缺損修復(fù)與再生的難點(diǎn)第六頁(yè)，共36頁(yè)。周圍神經(jīng)損傷-再生過程神經(jīng)被切斷后發(fā)生一系列的病理生理變化。多種促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)的因子分泌，比如細(xì)胞骨架蛋白、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（NTFs）第七頁(yè)，共36頁(yè)。

在神經(jīng)元的正常存活、生長(zhǎng)分化已經(jīng)病理性損傷及修復(fù)中發(fā)揮重要作用。神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(neruotrophicfactors,NTFs）?神經(jīng)生長(zhǎng)因子（nervegrowthfactor,NGF）?腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（brain-derivedneurotrophicfactor，BDNF）?睫狀神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（ciliaryneurotrophicfactor，CNTF）?膠質(zhì)細(xì)胞株源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（gliacellline-derivedneurotrophicfactor,GDNF）?神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素（Neurotrophins,NTs）第八頁(yè)，共36頁(yè)。9第九頁(yè)，共36頁(yè)。10第十頁(yè)，共36頁(yè)。促神經(jīng)修復(fù)因子神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子是神經(jīng)損傷修復(fù)的必須因素，NGF是發(fā)現(xiàn)最早、機(jī)制闡明最明確的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子第十一頁(yè)，共36頁(yè)。NGF的發(fā)現(xiàn)歷程Cohen和Levi-Montalcini從蛇毒中提取了一種熱不穩(wěn)定且未透析的蛋白，并在體外實(shí)驗(yàn)中證明了它的活性。它被命名為神經(jīng)生長(zhǎng)促進(jìn)因子，簡(jiǎn)稱為神經(jīng)生長(zhǎng)因子1956Levi-Montalcini和Cohen在體外實(shí)驗(yàn)中證明了這種蛋白參與了脊柱神經(jīng)元和感覺、交感神經(jīng)節(jié)的發(fā)育并維持其存活1960關(guān)于NGF的研究已經(jīng)拓展到非神經(jīng)系統(tǒng)。NGF的非神經(jīng)系統(tǒng)研究開啟了神經(jīng)生物學(xué)即神經(jīng)免疫學(xué)和神經(jīng)脂肪學(xué)的研究1977Levi-Montalcini和

Cohen分享了1984年的諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，以獎(jiǎng)勵(lì)他們?cè)诎l(fā)現(xiàn)神經(jīng)生長(zhǎng)因子中做出的杰出貢獻(xiàn)1986越來越多的國(guó)內(nèi)外醫(yī)藥企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)投入到神經(jīng)生長(zhǎng)因子的研究中1990sStanleyCohenNovember17,1922-nowRitaLevi-Montalcini22April1909-30December2012+NGF-NGF體外培養(yǎng)7天的雞胚的感覺神經(jīng)節(jié)24h后的顯微照片第十二頁(yè)，共36頁(yè)。NGF治療外傷性周圍神經(jīng)損傷的作用機(jī)制-軸突的定向生長(zhǎng)Seckel

BR．Enhancement

of

peripheral

nerve

regeneration．Mucscle

Nerve，

1990，13：785~791生長(zhǎng)錐第十三頁(yè)，共36頁(yè)。NGF治療外傷性周圍神經(jīng)損傷的作用機(jī)制-改善微環(huán)境神經(jīng)損傷雪旺細(xì)胞(Schwanncell,SC)表達(dá)NGF和低親和力受體LNGFR增加NGF等在SC與軸突斷端間形成梯度，引導(dǎo)軸突生長(zhǎng)SC與軸突相遇，NGF由LNGFR脫落，與酪氨酸激酶TrKA結(jié)合，內(nèi)吞進(jìn)入軸突NGF逆軸突運(yùn)輸至胞體，與胞核受體結(jié)合，進(jìn)入胞核，調(diào)節(jié)基因表達(dá)，增加軸突合成所需蛋白的表達(dá)

王占友，石玉秀。解剖科學(xué)進(jìn)展，1997；EvaSAnton,etal.PNAS,1994第十四頁(yè)，共36頁(yè)。NGF治療外傷性周圍神經(jīng)損傷的作用機(jī)制-改善微環(huán)境NGF吞噬軸突碎片和髓鞘小滴或顆粒增殖遷移，先行引導(dǎo)促進(jìn)軸突再生分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子雪旺氏細(xì)胞形成髓鞘趨化作用分泌細(xì)胞外基質(zhì)產(chǎn)生更多的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，為維持胞體存活和軸突再生提供“后勤支持”分泌更多的細(xì)胞外基質(zhì)分子，為軸突再生提供“通道”促進(jìn)髓鞘形成促進(jìn)雪旺氏細(xì)胞分泌趨化物質(zhì)，趨使軸突定位于靶器官促進(jìn)雪旺氏細(xì)胞增殖和遷移，為軸突再生“鋪路”，促進(jìn)軸突再生促進(jìn)雪旺氏細(xì)胞和巨噬細(xì)胞吞噬軸突和髓鞘碎片，為軸突再生“清道”第十五頁(yè)，共36頁(yè)。NGF的生物學(xué)效應(yīng)維持神經(jīng)元存活抑制神經(jīng)元凋亡軸突:促進(jìn)軸突延長(zhǎng)增加軸突的直徑引導(dǎo)生長(zhǎng)錐的生長(zhǎng)方向

促進(jìn)軸突分支和分叉促進(jìn)髓鞘的形成樹突:促進(jìn)樹突的生長(zhǎng)促進(jìn)樹突發(fā)芽增加樹突的棘密度促進(jìn)神經(jīng)元的分化成熟和神經(jīng)生成16第十六頁(yè)，共36頁(yè)。NGF促進(jìn)軸突進(jìn)入靶器官形成功能連接小鼠酪氨酸羥化酶免疫組化染色顯示，NGF缺失小鼠的靶器官交感神經(jīng)支配消失，NGF是交感神經(jīng)軸突進(jìn)入靶器官?gòu)亩纬晒δ苓B接的必須因素NGF-/-,神經(jīng)生長(zhǎng)因子缺失;Bax,促凋亡的Bcl-2家族成員頸上神經(jīng)節(jié)軸突進(jìn)入靶器官心臟交感神經(jīng)支配第十七頁(yè)，共36頁(yè)。NGF治療外傷性周圍神經(jīng)損傷的作用機(jī)制-對(duì)靶肌肉的保護(hù)ShakhbazauA,KawasoeJ,HoyngSA,etal.MolecularandCellularNeuroscience,2012,50(1):103-112.編碼NGF的慢病毒導(dǎo)入施萬細(xì)胞（NGF-SCs），可以使后者過表達(dá)NGF。在兔坐骨神經(jīng)橫斷/修復(fù)模型中植入NGF-SCs，2周后與導(dǎo)入編碼綠色熒光基因（GFP）的對(duì)照組相比，腓腸肌肌肉重量均顯著較高。第十八頁(yè)，共36頁(yè)。NGF如何透過血腦/脊髓屏障？分子大小不是透過血腦/脊髓屏障的決定因素。有些多肽通過可飽和的運(yùn)輸機(jī)制“saturabletransportsystems”透過血腦/脊髓屏障，病理情況下“saturabletransportsystems”上調(diào)第十九頁(yè)，共36頁(yè)。生理情況下NGF可透過血腦/脊髓屏障

一項(xiàng)研究用小鼠模型觀察神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子透過血腦/脊髓屏障的情況。結(jié)果顯示，在生理狀態(tài)下一定量的NGF可透過血腦/脊髓屏障進(jìn)入中樞系統(tǒng)，再次證實(shí)了多肽分子的“saturabletransportsystems”轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制注:上表為神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子血腦/脊髓屏障透過性的多元回歸分析.Vi,單向流入率,Ki,表觀分布容積第二十頁(yè)，共36頁(yè)。病理情況下血脊髓屏障進(jìn)一步開放注:左圖為損傷第7天脊髓橫斷面電鏡觀察結(jié)果

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)用小鼠脊髓損傷模型研究血腦/脊髓屏障對(duì)大分子蛋白的透過性。脊髓損傷7天（n=5）,在內(nèi)皮細(xì)胞、基底膜和Virchow-Robin間隙觀察到大分子蛋白，持續(xù)2周第二十一頁(yè)，共36頁(yè)。NGF顯著改善周圍神經(jīng)損傷PND的治療效果一項(xiàng)Meta分析共納入41項(xiàng)研究3304例周圍神經(jīng)損傷患者。分為NGF組（N=1066）和對(duì)照組（N=1025）研究結(jié)果顯示，

NGF組周圍神經(jīng)損傷治療的總有效率明顯高于對(duì)照組，P<0.01第二十二頁(yè)，共36頁(yè)。mNGF顯著改善PND患者ADLMeta分析顯示，NGF組患者的日常生活活動(dòng)能力評(píng)分ADL評(píng)分顯著高于對(duì)照組，P<0.01PND,周圍神經(jīng)損傷ADL,日常生活能力評(píng)分第二十三頁(yè)，共36頁(yè)。mNGF明顯減輕PND患者疼痛和麻木感一項(xiàng)前瞻性研究共納入48例PND術(shù)后患者。分為治療組（mNGF20μgimqd，

25例）和對(duì)照組（維生素B組，23例）。結(jié)果顯示，mNGF治療組患者的疼痛、麻木癥狀顯著減輕，P<0.05總有效率（%）P<0.05P<0.05第二十四頁(yè)，共36頁(yè)。mNGF明顯改善斷指再植術(shù)后感覺功能一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究共納入48例PND術(shù)后患者。分為NGF組（常規(guī)+NGF治療,24例）和對(duì)照組（常規(guī)治療,24例）。結(jié)果顯示，NGF治療組患者術(shù)后12周兩點(diǎn)分辨覺明顯優(yōu)于對(duì)照組，P<0.01P<0.01術(shù)后12周分辨兩點(diǎn)間最小距離（mm）25第二十五頁(yè)，共36頁(yè)。mNGF明顯縮短周圍神經(jīng)損傷運(yùn)動(dòng)電位潛伏期一項(xiàng)前瞻性研究共納入48例PND術(shù)后患者。分為治療組（NGF20μgimqd,25例）和對(duì)照組（維生素B12組,23例）。結(jié)果顯示，NGF治療組患者神經(jīng)運(yùn)動(dòng)電位的潛伏期明顯縮短，P<0.05運(yùn)動(dòng)電位潛伏期（ms）P<0.01P<0.01P<0.01P<0.01第二十六頁(yè)，共36頁(yè)。mNGF明顯改善外周神經(jīng)損傷后疼痛一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究共納入16例非甾體類藥物及阿片類藥物治療無效的外周神經(jīng)損傷后神經(jīng)病理性疼痛患者。給予mNGF20μgimqd+加巴噴丁治療。研究結(jié)果顯示，治療第10天時(shí)患者的VAS評(píng)分以及睡眠時(shí)間明顯改善，P<0.05P<0.05VAS評(píng)分P<0.05睡眠時(shí)間（小時(shí)/天）第二十七頁(yè)，共36頁(yè)。mNGF顯著改善腰椎間盤突出患者術(shù)后疼痛及臨床療效治療3個(gè)月時(shí)療效比較鎮(zhèn)痛效果VAS評(píng)分對(duì)照組蘇肽生組術(shù)前術(shù)后14天術(shù)后12個(gè)月

一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究共納入60例腰椎間盤突出患者，對(duì)照組僅進(jìn)行后路椎板切除減壓、髓核摘除、椎弓根螺釘內(nèi)固定術(shù)，術(shù)后給予常規(guī)對(duì)癥支持治療。治療組：在對(duì)照組的基礎(chǔ)上，術(shù)后給予蘇肽生30μg，肌肉注射，每天1次，療程30d。研究結(jié)果顯示，治療組痊愈+顯效率76.7%，高于對(duì)照組50%（P<0.05），且治療組鎮(zhèn)痛效果也明顯優(yōu)于對(duì)照組（P<0.01）。mNGF明顯增加腰椎間盤突出癥的療效第二十八頁(yè)，共36頁(yè)。mNGF明顯改善ASCI痛、觸覺和運(yùn)動(dòng)一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究共納入100例急性脊髓損傷患者。分為治療組（mNGF30μgimqd+MPSS組,50例）和對(duì)照組（MPSS組,50例）。結(jié)果顯示，治療組痛覺、觸覺、運(yùn)動(dòng)評(píng)分顯著升高，P<0.05ASCI,急性脊髓損傷;MPSS,甲潑尼龍琥珀酸鈉痛覺、觸覺、運(yùn)動(dòng)功能變化（分）P<0.05P<0.05P<0.05第二十九頁(yè)，共36頁(yè)。mNGF明顯改善ASCIESS和ADL評(píng)分一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究共納入100例急性脊髓損傷患者。分為觀察組(NGF30μgimqd+MPSS組,50例

)和對(duì)照組

(MPSS組,50例

)。

結(jié)果顯示，觀察組ESS評(píng)分和ADL評(píng)分顯著升高，P<0.05ESS,歐洲腦卒中評(píng)分;ADL,日常生活活動(dòng)能力評(píng)分P<0.05ESS評(píng)分P<0.05ADL評(píng)分第三十頁(yè)，共36頁(yè)。mNGF明顯改善ASCI脊髓損傷水平評(píng)分一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究共納入60例急性脊髓損傷患者。分為治療組(NGF30μgimqd+MPSS組,30例

)和對(duì)照組

(MPSS組,30例

)。

結(jié)果顯示，治療后1個(gè)月和3個(gè)月時(shí)，觀察組ASIA評(píng)分顯著改善，P<0.05ASIA,脊髓損傷水平評(píng)分ASIA評(píng)分P=0.023P=0.01