引用本文： 王坤靚, 秦本剛. 周圍神經錯配再生的研究進展. 中國修復重建外科雜志, 2021, 35(3): 387-391. doi: 10.7507/1002-1892.202008085 復制
周圍神經損傷是臨床常見外科疾病，與中樞神經相比，周圍神經有一定再生能力，這是周圍神經損傷修復后功能恢復的基礎；而修復后近端神經與遠端神經和靶器官建立有效聯系，是神經功能恢復的前提。雖然現代顯微外科修復技術不斷提高，但周圍神經損傷修復仍不能達到內部功能束的精準對位，導致修復后近端的運動和感覺神經再生軸突不能精準地再生至遠端相應神經內膜管，進而到達對應靶器官內，這種無效再生則被稱為錯配再生。周圍神經錯配再生比較普遍，可發生在不同性質或相同性質的神經間，前者是指感覺神經錯向長入運動支的神經內膜管，或運動神經錯向長入感覺支的神經內膜管；而后者是指再生神經對接錯誤靶器官，如支配屈肌的神經再生入伸肌內[1]。不同性質神經間的錯配再生可能導致神經相應功能喪失，運動神經間相互錯配再生可能導致神經功能拮抗，感覺神經間相互錯配再生可能導致感覺支配錯亂。所以周圍神經損傷后功能恢復不理想，很大程度上與再生過程中發生上述錯配有關。深入研究這種錯配再生的機制，對于解決神經再生的精確性、提高神經再生效率，最終提高臨床手術效果具有重要意義。本文將對周圍神經損傷的病理生理、遠端神經通路、靶器官、雪旺細胞及外泌體對軸突錯配再生影響的研究進展進行綜述。
1 周圍神經損傷的病理生理
周圍神經損傷程度不同可表現出不同的病理生理特點。根據 Sunderland 分類可分為Ⅰ～Ⅴ度，發生Ⅰ度神經損傷時，由于神經連續性存在，所以出現可逆性神經傳導阻滯，神經傳導恢復快而完全，病理生理特點主要為損傷節段出現水腫、充血、巨噬細胞和淋巴細胞浸潤；軸突腫脹、出現裂口、變薄，甚至節段性脫髓鞘等；髓鞘，尤其在郎飛結附近，可出現顆粒、裂紋與空泡，最終表現為一段神經纖維局部傳導阻滯。發生Ⅱ～Ⅴ度神經損傷時，神經連續性中斷，神經損傷部位、神經元胞體、斷端遠側軸突及末梢靶器官等會呈現相應的病理生理改變。其中，損傷部位出現早期炎癥反應，大量血源性巨噬細胞侵入，雪旺細胞、成纖維細胞、其他結締組織細胞等進入損傷間隙，損傷越重炎癥反應越重，可發生纖維化、瘢痕組織形成等[2]。神經元胞體會發生細胞體積變大、細胞核向周邊偏移、細胞質結構發生改變等[3]，可最終表現為神經細胞體結構及功能完全恢復、不完全恢復、細胞死亡；損傷越嚴重或者距細胞體越近，越有可能導致神經元死亡。斷端遠側軸突由于與神經胞體分離而發生瓦勒變性，即神經遠端軸突及髓鞘發生退變、崩解、壞死，最終形成的組織碎片被雪旺細胞和巨噬細胞吞噬并伴有神經鞘膜增生，幾天后軸突完全破碎消失[4]。在瓦勒變性過程中，雪旺細胞和巨噬細胞吞噬清除軸突和髓鞘變性所產生的碎片，隨著軸突及髓鞘的消失，遠端神經內膜內雪旺細胞急劇增生，并排列成柱。放射自顯影顯示，軸突損傷后 3 d 是雪旺細胞增殖高峰期，大約在損傷 2 周后開始下降[5]。增殖的雪旺細胞在遠端神經內膜內形成 Büngner 帶，促進和引導新生軸芽生長[6]。近端再生的軸突以芽生形式往遠端生長，當一些先生長的側芽和周圍組織建立聯系時，未長入周圍組織的側芽逐漸消失，側芽數目隨之減少，已建立周圍聯系的側芽則逐漸成熟[7]。軸突生長速度為 1～2 mm/d，當發生神經束或神經干斷裂時（Ⅳ、Ⅴ度神經損傷時），如果神經缺損較長，或者損傷部位瘢痕增生阻礙軸突向前生長，那么再生軸突則可能無法長至遠斷端，最終形成神經瘤（神經束斷裂時）；或近斷端再生軸突與雪旺細胞、纖維組織增生形成球莖狀神經瘤，而遠斷端雪旺細胞、纖維組織增生形成球莖狀膠質瘤（神經干斷裂時），遠端神經內膜管由于無再生軸突長入，將逐漸萎縮并最終纖維化[2]。末梢靶器官會因為失神經支配而發生退變、萎縮、纖維化等，其最終結局取決于近端再生軸突能否及時準確長入對應的遠端神經內膜管內，如果軸突損傷后神經內膜管連續性存在，那么再生軸突可沿此神經內膜管生長，與原靶器官或靶組織形成神經再支配，避免了軸突錯配再生的出現，神經功能恢復良好；相反，如果神經內膜管連續性消失，那么將會出現一定比例的軸突錯配再生，錯配的神經無法與靶器官重新建立聯系，造成神經相應的運動和感覺功能無法恢復正常[8-9]。所以，周圍神經再生通常是一個復雜過程，包括軸突的芽生、促進軸突再生的分子上調、軸突再生通路的清除、新軸突的成熟以及與靶細胞的重新連接。
2 影響錯配再生的因素
20 世紀初，西班牙 Ramony Cajal 通過鍍銀染色法首次觀察到了再生神經形態，混亂的再生神經纖維證實了神經錯配再生的存在，但未提供更多有關錯配再生的信息。再生軸突的錯配再生涉及不同影響因素，并且在錯配再生過程中，由于這些影響因素發揮作用的時間不同，使得初始錯配比例能在后期得到不同程度地糾正。
2.1 遠端神經通路對軸突錯配再生的影響
鼠的股神經穿過腹股溝韌帶后分為隱神經皮支和股四頭肌肌支，這一特點使得該模型被廣泛用于軸突錯配再生的研究。如果在股神經遠端皮膚分支中出現再生的運動軸突，則可說明軸突錯配再生的存在，反之亦然；錯配再生的軸突比例可通過熒光逆行示蹤劑進行量化檢測[10]。有研究顯示，在距股神經分叉近端切斷股神經并修復后，近端再生的運動神經軸突更傾向于長入遠端的運動支而非感覺支，從而與肌肉靶器官建立聯系，這種現象被定義為選擇性運動神經再生（preferential motor reinnervation，PMR）[10]。研究發現運動型雪旺細胞表達的 L2/HNK-1（一種碳水化合物抗原決定基，其過表達有利于運動軸突朝正確方向再生）和存在于再生運動軸突中的神經細胞黏附分子及聚唾液酸，均有助于 PMR[11-12]。但進一步研究發現，當在股神經分叉近端切斷并修復同時，在分叉遠端分別切斷并結扎皮支和運動支，PMR 隨即消失，而且近端運動軸突更多地長入遠端感覺支內[13-14]。這一結果提示遠端靶器官可能對近端軸突精確再生起著更重要的引導作用。而 Maki 等[15-16]通過不同實驗模型得出了不同結論，他們認為之前研究采用的股神經模型并不完善，因為股神經雖然在遠端分為運動支和感覺支，但是運動支里不僅含有運動軸突，還含有約 60% 的感覺軸突。在這種情況下，采用熒光逆行示蹤法量化向正確方向再生的軸突時，會將實際長入遠端運動支中感覺神經內膜管的運動軸突也算為向正確方向再生的運動軸突。所以他們的實驗模型采用絕對的運動支（小段 L5 前根）和感覺支（一段隱神經），實驗分為兩組，分別用運動支和感覺支作為近端殘端與 Y 形管相連，Y 形管遠端兩分支再同時分別與感覺支和運動支相連。結果顯示，再生的運動軸突和感覺軸突均更多地長入遠端感覺支而非運動支[15]。表明遠端運動神經通路不能選擇性減少運動軸突的錯配再生，而遠端感覺神經通路卻能選擇性減少感覺軸突的錯配再生。他們認為這可能與不同遠端神經通路對軸突再生的誘導促進作用不同有關，其具體機制還有待研究。另外還有研究表明[17-18]，長度更長和直徑更大的遠端神經通路對軸突再生有更強誘導能力，從而可能影響其錯配再生。
2.2 靶器官對軸突錯配再生的影響
既往許多研究證實，在感覺支和運動支的靶器官均保留情況下，PMR 可穩定存在。Robinson 等[10]通過股神經模型研究發現，在僅去除運動支靶器官情況下，近端再生的運動神經軸突更傾向于長入遠端感覺支而非運動支。提示肌肉靶器官的存在有利于再生運動軸突選擇性生長，減少其錯配再生。而當僅去除感覺支靶器官情況下，近端再生的運動神經軸突會更傾向于長入遠端運動支而非感覺支，且明顯多于雙方靶器官均保留時長入運動支的再生運動軸突數量[14]。所以，皮膚靶器官的存在會增加運動軸突錯配再生比例。這可能與皮膚靶器官也能釋放一些刺激運動軸突生長的營養物質（如 BDNF、神經營養因子 3、NGF 等）有關[19-21]；有趣的是，BDNF 也作為脊髓前角運動神經元的神經營養因子發揮作用[22]。還有研究證實纖維連接蛋白+包被有聚乳酸共乙醇酸微球的 BDNF 能選擇性促進運動神經元再生和運動功能恢復[23]，所以遠端皮膚靶器官可能因能釋放一些類似于 BDNF 的營養物質，從而增加了運動軸突錯配再生比例。
2.3 雪旺細胞對軸突錯配再生的影響
雪旺細胞起源于神經嵴，是周圍神經系統中的膠質細胞，周圍神經損傷后雪旺細胞可以去分化并增殖，在遠端神經內膜內形成 Büngner 帶，同時分泌多種與神經再生有關的因子，為再生神經提供生長所需支架與良好微環境。所以雪旺細胞對于神經再生及存活十分重要。
一般來說，雪旺細胞的前體分化成熟后分為有髓鞘和無髓鞘表型。但有研究發現，感覺神經元與運動神經元在某些蛋白質（如 BDNF、GDNF 等）的表達程度上存在明顯差異，故而可將雪旺細胞分為運動型和感覺型[24]。H?ke 等[25]認為，運動型和感覺型雪旺細胞因具有不同表型，其分泌的神經營養因子不完全相同，故對神經元定向生長起著不同調節作用。有研究發現神經受損后，運動型雪旺細胞會更多表達外周髓鞘蛋白 2 基因（Pmp2）、4 個半 LIM 結構域蛋白 1 基因（Fhl1）、縫隙連接膜通道蛋白 2 基因（Gjb2）、隱鈣素 2 基因（Casq2）等，而感覺型雪旺細胞會更多表達神經連接蛋白基因（Nlgn1）、上皮來源的錨蛋白 3 基因（Ank3）、微管相關蛋白基因（Mapt）、髓鞘堿性蛋白基因（Mbp）等[24]。而且運動型雪旺細胞會過表達 VEGF、多效生長因子（PTN）、蛋白激酶 Ciota（PRKCi）、神經微絲蛋白（NEFL）等分子，感覺型雪旺細胞會過表達 BDNF、GDNF、髓鞘堿性蛋白、神經細胞黏附分子 1 等分子[26]。運動型和感覺型雪旺細胞的這些差別可能會對不同軸突錯配再生產生不同影響。Tsubokawa 等[27]研究發現，感覺型雪旺細胞對感覺軸突再生和運動軸突再生均具有很強的誘導能力；而運動型雪旺細胞對運動軸突再生具有微弱誘導能力，對感覺軸突再生無誘導能力。提示感覺型雪旺細胞對再生運動軸突的強誘導能力可能會增加運動軸突錯位再生比例，而運動型雪旺細胞對運動軸突或感覺軸突的錯配再生影響較弱。
2.4 外泌體對軸突錯配再生的影響
周圍神經軸突錯配再生的原因非常復雜，但周圍神經軸突的準確再生關鍵在于神經元和雪旺細胞在軸突再生過程中準確相互識別，該過程涉及到兩種細胞間準確的分子信息交換及精準調控。而外泌體能介導細胞間通信和細胞間大分子傳遞[28]，為解決這一難題提供了一種新的信號分子載體。外泌體為直徑 40～100 nm 的細胞外囊泡，具有雙層脂質結構，富含蛋白質、脂質、miRNA、長鏈非編碼 RNA 等分子，對于疾病發生、靶向治療具有重要作用[17-18]。近年研究已證實，雪旺細胞來源外泌體通過調控雪旺細胞的增殖、分裂、凋亡和遷移促進神經元軸突再生，其作用機制為外泌體進入附近軸突，通過改變軸突生長冠表型、降低生長冠塌陷促進神經軸突再生[29-30]。不同細胞來源外泌體對于其作用的靶細胞具有相對特異性，因此深入研究來源于感覺或運動軸突雪旺細胞的外泌體對于相應類型軸突的作用機制，將為解決周圍神經錯配再生提供新的方向和思路。
3 軸突錯配再生后的結局
Brushart[31]通過股神經模型研究發現，在神經再生早期（約為神經修復后 2 周），長入遠端運動支和感覺支的再生運動軸突數量基本相同。但隨著時間增加（神經修復后 3～12 周），由于錯配再生長入遠端感覺支的運動軸突被修剪，導致長入遠端運動支的運動軸突數量明顯多于長入遠端感覺支的數量[32]。表明錯配再生的軸突似乎不能長期生長和存活，可能會被修剪消失。但也有研究認為當運動軸突被迫長入遠端皮膚分支，或感覺軸突被迫長入遠端運動支后，錯配再生的軸突卻能繼續生長并長期存活于不匹配的遠端神經通路中[33]。Maki 等[16]研究發現，錯配再生長入遠端感覺支的運動支并不會因為被修剪而消失。所以對軸突錯配再生后在不匹配神經通路中的生長特點及規律，以及產生這些規律的原因、機制和最終結果進行更加深入的研究與探討，將有利于我們了解周圍神經軸突錯配再生的動態過程。
4 總結與展望
周圍神經錯配再生是造成神經損傷修復后神經功能恢復不理想的重要原因，減少其錯配再生可能是周圍神經修復領域中最具挑戰性的任務之一。近年來，人們不斷地探索和發掘新方法來引導再生軸突朝正確方向生長，從而減少神經錯配再生比例。大量研究顯示，生物材料神經導引管（無論是否經軸突生長支持細胞、神經營養因子或腔內生物材料填充劑強化）有望成為一種神經自體移植替代品，用于橋接和修復周圍神經缺損[34-35]。在此基礎上，已有研究證實，與自體神經移植相比，利用可生物降解的殼聚糖/聚乙二醇-交酯神經引導管修復橋接神經缺損，能顯著降低周圍神經的錯配再生比例[36]。還有研究表明，隨著神經斷端間隙增加，單腔神經導引管內由于缺乏內部引導結構，會使軸突再生比較分散[37]。與單腔神經導引管相比，內含多通道的神經導引管用于修復神經時，逆行性神經示蹤法顯示被雙重標記的神經元減少[1]，但這是否意味著神經的錯配再生減少，還有待后續研究。目前技術有限，希望通過開發新技術，能進一步增加神經導引管內通道數量。如今利用冰凍干燥、3D 打印等技術可以創建具有復雜內部結構的神經導引管，未來有望在神經導引管內重建受損神經的內部結構。
因為一些神經營養分子對于感覺神經和運動神經的生長促進作用存在差異或特異性，所以理論上可以通過對遠斷端神經雪旺細胞 NGF 的表達進行基因修飾，或在遠端神經導引管中添加相應神經營養物質以選擇性地引導神經生長。Hu 等[38]研究發現，在大鼠股神經遠端感覺分支注射用于編碼 NGF 的腺病毒載體，1 周后橫斷并修復股神經分叉近端處神經，結果其感覺神經的錯配再生比例減小。有學者已經發現，通過注射用于編碼 GDNF 的慢病毒載體，可以使特定神經分支選擇性過表達 GDNF[1]，但這能否用于減少運動神經錯配再生比例，還有待進一步研究。Al-Majed 等[39]研究表明，在修復部位近端進行 1 h 低頻刺激（20 Hz）足以減少大鼠股神經運動纖維的錯配再生比例，其機制可能是電刺激能促進軸突再生，而再生加速導致更多軸突更早與肌肉接觸，使得錯配長入的側支會更快速地被修剪；或是再生能力強的軸突能接收更多有利于朝正確方向再生的信號。還有研究發現，軸突與雪旺細胞間通過黏附分子（如聚唾液酸）和抑制分子（如髓鞘相關糖蛋白）進行通信，有助于引導再生軸突到達相匹配的靶器官[40]。有研究發現，治療全臂叢撕脫傷時，健側 C7 神經根前移位修復患側下干后，將患側前臂內側皮神經再次移位修復肌皮神經，60% 患者屈肘肌力恢復 3 級以上[41]。上述研究從臨床角度再次證實神經錯配再生的存在，而且錯配再生的運動神經還可作為新的動力神經源，用來橋接和修復其他神經功能；如果在不影響目標神經功能恢復的情況下，促進上述情況的神經錯配再生，可以在某種程度上緩解神經供體不足。
總之，神經的錯配再生涉及到許多因素，理解再生過程中軸突與其周圍環境之間的相互作用，對于減少神經錯配再生至關重要，最終希望能通過減少軸突錯配再生比例或對已發生錯配再生的軸突加以利用，從而促進周圍神經損傷后神經功能恢復。
作者貢獻：王坤靚負責文章構思及設計、資料收集及文章撰寫；秦本剛負責文章選題、指導論文寫作及文章修改。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。課題經費支持沒有影響文章觀點。
周圍神經損傷是臨床常見外科疾病，與中樞神經相比，周圍神經有一定再生能力，這是周圍神經損傷修復后功能恢復的基礎；而修復后近端神經與遠端神經和靶器官建立有效聯系，是神經功能恢復的前提。雖然現代顯微外科修復技術不斷提高，但周圍神經損傷修復仍不能達到內部功能束的精準對位，導致修復后近端的運動和感覺神經再生軸突不能精準地再生至遠端相應神經內膜管，進而到達對應靶器官內，這種無效再生則被稱為錯配再生。周圍神經錯配再生比較普遍，可發生在不同性質或相同性質的神經間，前者是指感覺神經錯向長入運動支的神經內膜管，或運動神經錯向長入感覺支的神經內膜管；而后者是指再生神經對接錯誤靶器官，如支配屈肌的神經再生入伸肌內[1]。不同性質神經間的錯配再生可能導致神經相應功能喪失，運動神經間相互錯配再生可能導致神經功能拮抗，感覺神經間相互錯配再生可能導致感覺支配錯亂。所以周圍神經損傷后功能恢復不理想，很大程度上與再生過程中發生上述錯配有關。深入研究這種錯配再生的機制，對于解決神經再生的精確性、提高神經再生效率，最終提高臨床手術效果具有重要意義。本文將對周圍神經損傷的病理生理、遠端神經通路、靶器官、雪旺細胞及外泌體對軸突錯配再生影響的研究進展進行綜述。
1 周圍神經損傷的病理生理
周圍神經損傷程度不同可表現出不同的病理生理特點。根據 Sunderland 分類可分為Ⅰ～Ⅴ度，發生Ⅰ度神經損傷時，由于神經連續性存在，所以出現可逆性神經傳導阻滯，神經傳導恢復快而完全，病理生理特點主要為損傷節段出現水腫、充血、巨噬細胞和淋巴細胞浸潤；軸突腫脹、出現裂口、變薄，甚至節段性脫髓鞘等；髓鞘，尤其在郎飛結附近，可出現顆粒、裂紋與空泡，最終表現為一段神經纖維局部傳導阻滯。發生Ⅱ～Ⅴ度神經損傷時，神經連續性中斷，神經損傷部位、神經元胞體、斷端遠側軸突及末梢靶器官等會呈現相應的病理生理改變。其中，損傷部位出現早期炎癥反應，大量血源性巨噬細胞侵入，雪旺細胞、成纖維細胞、其他結締組織細胞等進入損傷間隙，損傷越重炎癥反應越重，可發生纖維化、瘢痕組織形成等[2]。神經元胞體會發生細胞體積變大、細胞核向周邊偏移、細胞質結構發生改變等[3]，可最終表現為神經細胞體結構及功能完全恢復、不完全恢復、細胞死亡；損傷越嚴重或者距細胞體越近，越有可能導致神經元死亡。斷端遠側軸突由于與神經胞體分離而發生瓦勒變性，即神經遠端軸突及髓鞘發生退變、崩解、壞死，最終形成的組織碎片被雪旺細胞和巨噬細胞吞噬并伴有神經鞘膜增生，幾天后軸突完全破碎消失[4]。在瓦勒變性過程中，雪旺細胞和巨噬細胞吞噬清除軸突和髓鞘變性所產生的碎片，隨著軸突及髓鞘的消失，遠端神經內膜內雪旺細胞急劇增生，并排列成柱。放射自顯影顯示，軸突損傷后 3 d 是雪旺細胞增殖高峰期，大約在損傷 2 周后開始下降[5]。增殖的雪旺細胞在遠端神經內膜內形成 Büngner 帶，促進和引導新生軸芽生長[6]。近端再生的軸突以芽生形式往遠端生長，當一些先生長的側芽和周圍組織建立聯系時，未長入周圍組織的側芽逐漸消失，側芽數目隨之減少，已建立周圍聯系的側芽則逐漸成熟[7]。軸突生長速度為 1～2 mm/d，當發生神經束或神經干斷裂時（Ⅳ、Ⅴ度神經損傷時），如果神經缺損較長，或者損傷部位瘢痕增生阻礙軸突向前生長，那么再生軸突則可能無法長至遠斷端，最終形成神經瘤（神經束斷裂時）；或近斷端再生軸突與雪旺細胞、纖維組織增生形成球莖狀神經瘤，而遠斷端雪旺細胞、纖維組織增生形成球莖狀膠質瘤（神經干斷裂時），遠端神經內膜管由于無再生軸突長入，將逐漸萎縮并最終纖維化[2]。末梢靶器官會因為失神經支配而發生退變、萎縮、纖維化等，其最終結局取決于近端再生軸突能否及時準確長入對應的遠端神經內膜管內，如果軸突損傷后神經內膜管連續性存在，那么再生軸突可沿此神經內膜管生長，與原靶器官或靶組織形成神經再支配，避免了軸突錯配再生的出現，神經功能恢復良好；相反，如果神經內膜管連續性消失，那么將會出現一定比例的軸突錯配再生，錯配的神經無法與靶器官重新建立聯系，造成神經相應的運動和感覺功能無法恢復正常[8-9]。所以，周圍神經再生通常是一個復雜過程，包括軸突的芽生、促進軸突再生的分子上調、軸突再生通路的清除、新軸突的成熟以及與靶細胞的重新連接。
2 影響錯配再生的因素
20 世紀初，西班牙 Ramony Cajal 通過鍍銀染色法首次觀察到了再生神經形態，混亂的再生神經纖維證實了神經錯配再生的存在，但未提供更多有關錯配再生的信息。再生軸突的錯配再生涉及不同影響因素，并且在錯配再生過程中，由于這些影響因素發揮作用的時間不同，使得初始錯配比例能在后期得到不同程度地糾正。
2.1 遠端神經通路對軸突錯配再生的影響
鼠的股神經穿過腹股溝韌帶后分為隱神經皮支和股四頭肌肌支，這一特點使得該模型被廣泛用于軸突錯配再生的研究。如果在股神經遠端皮膚分支中出現再生的運動軸突，則可說明軸突錯配再生的存在，反之亦然；錯配再生的軸突比例可通過熒光逆行示蹤劑進行量化檢測[10]。有研究顯示，在距股神經分叉近端切斷股神經并修復后，近端再生的運動神經軸突更傾向于長入遠端的運動支而非感覺支，從而與肌肉靶器官建立聯系，這種現象被定義為選擇性運動神經再生（preferential motor reinnervation，PMR）[10]。研究發現運動型雪旺細胞表達的 L2/HNK-1（一種碳水化合物抗原決定基，其過表達有利于運動軸突朝正確方向再生）和存在于再生運動軸突中的神經細胞黏附分子及聚唾液酸，均有助于 PMR[11-12]。但進一步研究發現，當在股神經分叉近端切斷并修復同時，在分叉遠端分別切斷并結扎皮支和運動支，PMR 隨即消失，而且近端運動軸突更多地長入遠端感覺支內[13-14]。這一結果提示遠端靶器官可能對近端軸突精確再生起著更重要的引導作用。而 Maki 等[15-16]通過不同實驗模型得出了不同結論，他們認為之前研究采用的股神經模型并不完善，因為股神經雖然在遠端分為運動支和感覺支，但是運動支里不僅含有運動軸突，還含有約 60% 的感覺軸突。在這種情況下，采用熒光逆行示蹤法量化向正確方向再生的軸突時，會將實際長入遠端運動支中感覺神經內膜管的運動軸突也算為向正確方向再生的運動軸突。所以他們的實驗模型采用絕對的運動支（小段 L5 前根）和感覺支（一段隱神經），實驗分為兩組，分別用運動支和感覺支作為近端殘端與 Y 形管相連，Y 形管遠端兩分支再同時分別與感覺支和運動支相連。結果顯示，再生的運動軸突和感覺軸突均更多地長入遠端感覺支而非運動支[15]。表明遠端運動神經通路不能選擇性減少運動軸突的錯配再生，而遠端感覺神經通路卻能選擇性減少感覺軸突的錯配再生。他們認為這可能與不同遠端神經通路對軸突再生的誘導促進作用不同有關，其具體機制還有待研究。另外還有研究表明[17-18]，長度更長和直徑更大的遠端神經通路對軸突再生有更強誘導能力，從而可能影響其錯配再生。
2.2 靶器官對軸突錯配再生的影響
既往許多研究證實，在感覺支和運動支的靶器官均保留情況下，PMR 可穩定存在。Robinson 等[10]通過股神經模型研究發現，在僅去除運動支靶器官情況下，近端再生的運動神經軸突更傾向于長入遠端感覺支而非運動支。提示肌肉靶器官的存在有利于再生運動軸突選擇性生長，減少其錯配再生。而當僅去除感覺支靶器官情況下，近端再生的運動神經軸突會更傾向于長入遠端運動支而非感覺支，且明顯多于雙方靶器官均保留時長入運動支的再生運動軸突數量[14]。所以，皮膚靶器官的存在會增加運動軸突錯配再生比例。這可能與皮膚靶器官也能釋放一些刺激運動軸突生長的營養物質（如 BDNF、神經營養因子 3、NGF 等）有關[19-21]；有趣的是，BDNF 也作為脊髓前角運動神經元的神經營養因子發揮作用[22]。還有研究證實纖維連接蛋白+包被有聚乳酸共乙醇酸微球的 BDNF 能選擇性促進運動神經元再生和運動功能恢復[23]，所以遠端皮膚靶器官可能因能釋放一些類似于 BDNF 的營養物質，從而增加了運動軸突錯配再生比例。
2.3 雪旺細胞對軸突錯配再生的影響
雪旺細胞起源于神經嵴，是周圍神經系統中的膠質細胞，周圍神經損傷后雪旺細胞可以去分化并增殖，在遠端神經內膜內形成 Büngner 帶，同時分泌多種與神經再生有關的因子，為再生神經提供生長所需支架與良好微環境。所以雪旺細胞對于神經再生及存活十分重要。
一般來說，雪旺細胞的前體分化成熟后分為有髓鞘和無髓鞘表型。但有研究發現，感覺神經元與運動神經元在某些蛋白質（如 BDNF、GDNF 等）的表達程度上存在明顯差異，故而可將雪旺細胞分為運動型和感覺型[24]。H?ke 等[25]認為，運動型和感覺型雪旺細胞因具有不同表型，其分泌的神經營養因子不完全相同，故對神經元定向生長起著不同調節作用。有研究發現神經受損后，運動型雪旺細胞會更多表達外周髓鞘蛋白 2 基因（Pmp2）、4 個半 LIM 結構域蛋白 1 基因（Fhl1）、縫隙連接膜通道蛋白 2 基因（Gjb2）、隱鈣素 2 基因（Casq2）等，而感覺型雪旺細胞會更多表達神經連接蛋白基因（Nlgn1）、上皮來源的錨蛋白 3 基因（Ank3）、微管相關蛋白基因（Mapt）、髓鞘堿性蛋白基因（Mbp）等[24]。而且運動型雪旺細胞會過表達 VEGF、多效生長因子（PTN）、蛋白激酶 Ciota（PRKCi）、神經微絲蛋白（NEFL）等分子，感覺型雪旺細胞會過表達 BDNF、GDNF、髓鞘堿性蛋白、神經細胞黏附分子 1 等分子[26]。運動型和感覺型雪旺細胞的這些差別可能會對不同軸突錯配再生產生不同影響。Tsubokawa 等[27]研究發現，感覺型雪旺細胞對感覺軸突再生和運動軸突再生均具有很強的誘導能力；而運動型雪旺細胞對運動軸突再生具有微弱誘導能力，對感覺軸突再生無誘導能力。提示感覺型雪旺細胞對再生運動軸突的強誘導能力可能會增加運動軸突錯位再生比例，而運動型雪旺細胞對運動軸突或感覺軸突的錯配再生影響較弱。
2.4 外泌體對軸突錯配再生的影響
周圍神經軸突錯配再生的原因非常復雜，但周圍神經軸突的準確再生關鍵在于神經元和雪旺細胞在軸突再生過程中準確相互識別，該過程涉及到兩種細胞間準確的分子信息交換及精準調控。而外泌體能介導細胞間通信和細胞間大分子傳遞[28]，為解決這一難題提供了一種新的信號分子載體。外泌體為直徑 40～100 nm 的細胞外囊泡，具有雙層脂質結構，富含蛋白質、脂質、miRNA、長鏈非編碼 RNA 等分子，對于疾病發生、靶向治療具有重要作用[17-18]。近年研究已證實，雪旺細胞來源外泌體通過調控雪旺細胞的增殖、分裂、凋亡和遷移促進神經元軸突再生，其作用機制為外泌體進入附近軸突，通過改變軸突生長冠表型、降低生長冠塌陷促進神經軸突再生[29-30]。不同細胞來源外泌體對于其作用的靶細胞具有相對特異性，因此深入研究來源于感覺或運動軸突雪旺細胞的外泌體對于相應類型軸突的作用機制，將為解決周圍神經錯配再生提供新的方向和思路。
3 軸突錯配再生后的結局
Brushart[31]通過股神經模型研究發現，在神經再生早期（約為神經修復后 2 周），長入遠端運動支和感覺支的再生運動軸突數量基本相同。但隨著時間增加（神經修復后 3～12 周），由于錯配再生長入遠端感覺支的運動軸突被修剪，導致長入遠端運動支的運動軸突數量明顯多于長入遠端感覺支的數量[32]。表明錯配再生的軸突似乎不能長期生長和存活，可能會被修剪消失。但也有研究認為當運動軸突被迫長入遠端皮膚分支，或感覺軸突被迫長入遠端運動支后，錯配再生的軸突卻能繼續生長并長期存活于不匹配的遠端神經通路中[33]。Maki 等[16]研究發現，錯配再生長入遠端感覺支的運動支并不會因為被修剪而消失。所以對軸突錯配再生后在不匹配神經通路中的生長特點及規律，以及產生這些規律的原因、機制和最終結果進行更加深入的研究與探討，將有利于我們了解周圍神經軸突錯配再生的動態過程。
4 總結與展望
周圍神經錯配再生是造成神經損傷修復后神經功能恢復不理想的重要原因，減少其錯配再生可能是周圍神經修復領域中最具挑戰性的任務之一。近年來，人們不斷地探索和發掘新方法來引導再生軸突朝正確方向生長，從而減少神經錯配再生比例。大量研究顯示，生物材料神經導引管（無論是否經軸突生長支持細胞、神經營養因子或腔內生物材料填充劑強化）有望成為一種神經自體移植替代品，用于橋接和修復周圍神經缺損[34-35]。在此基礎上，已有研究證實，與自體神經移植相比，利用可生物降解的殼聚糖/聚乙二醇-交酯神經引導管修復橋接神經缺損，能顯著降低周圍神經的錯配再生比例[36]。還有研究表明，隨著神經斷端間隙增加，單腔神經導引管內由于缺乏內部引導結構，會使軸突再生比較分散[37]。與單腔神經導引管相比，內含多通道的神經導引管用于修復神經時，逆行性神經示蹤法顯示被雙重標記的神經元減少[1]，但這是否意味著神經的錯配再生減少，還有待后續研究。目前技術有限，希望通過開發新技術，能進一步增加神經導引管內通道數量。如今利用冰凍干燥、3D 打印等技術可以創建具有復雜內部結構的神經導引管，未來有望在神經導引管內重建受損神經的內部結構。
因為一些神經營養分子對于感覺神經和運動神經的生長促進作用存在差異或特異性，所以理論上可以通過對遠斷端神經雪旺細胞 NGF 的表達進行基因修飾，或在遠端神經導引管中添加相應神經營養物質以選擇性地引導神經生長。Hu 等[38]研究發現，在大鼠股神經遠端感覺分支注射用于編碼 NGF 的腺病毒載體，1 周后橫斷并修復股神經分叉近端處神經，結果其感覺神經的錯配再生比例減小。有學者已經發現，通過注射用于編碼 GDNF 的慢病毒載體，可以使特定神經分支選擇性過表達 GDNF[1]，但這能否用于減少運動神經錯配再生比例，還有待進一步研究。Al-Majed 等[39]研究表明，在修復部位近端進行 1 h 低頻刺激（20 Hz）足以減少大鼠股神經運動纖維的錯配再生比例，其機制可能是電刺激能促進軸突再生，而再生加速導致更多軸突更早與肌肉接觸，使得錯配長入的側支會更快速地被修剪；或是再生能力強的軸突能接收更多有利于朝正確方向再生的信號。還有研究發現，軸突與雪旺細胞間通過黏附分子（如聚唾液酸）和抑制分子（如髓鞘相關糖蛋白）進行通信，有助于引導再生軸突到達相匹配的靶器官[40]。有研究發現，治療全臂叢撕脫傷時，健側 C7 神經根前移位修復患側下干后，將患側前臂內側皮神經再次移位修復肌皮神經，60% 患者屈肘肌力恢復 3 級以上[41]。上述研究從臨床角度再次證實神經錯配再生的存在，而且錯配再生的運動神經還可作為新的動力神經源，用來橋接和修復其他神經功能；如果在不影響目標神經功能恢復的情況下，促進上述情況的神經錯配再生，可以在某種程度上緩解神經供體不足。
總之，神經的錯配再生涉及到許多因素，理解再生過程中軸突與其周圍環境之間的相互作用，對于減少神經錯配再生至關重要，最終希望能通過減少軸突錯配再生比例或對已發生錯配再生的軸突加以利用，從而促進周圍神經損傷后神經功能恢復。
作者貢獻：王坤靚負責文章構思及設計、資料收集及文章撰寫；秦本剛負責文章選題、指導論文寫作及文章修改。
利益沖突：所有作者聲明，在課題研究和文章撰寫過程中不存在利益沖突。課題經費支持沒有影響文章觀點。