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目的: 从临床资料分析和动物实验两方面入手,对外伤性视神经病( traumatic optic neuropathy,TON)的发病情况、治疗手段进行全面分析,观察在动物实验中,雪旺细胞( Schwann cells,SCs )和骨髓间充质干细胞( bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)玻璃体腔注射对大鼠视神经的修复作用,并探讨其修复机制。 方法: (1)回顾性分析1999年4月至2017年6月于青岛大学附属医院耳鼻咽喉头颈外科治疗的282例(292眼)TON患者的临床资料,并对临床疗效的影响因素进行Logistic回归分析。 (2)选取健康普通级成年大鼠80只,雌雄不限,体重在250g左右,随机分成4组,分别为SCs移植组、BMSCs移植组、联合移植组、损伤对照组(生理盐水治疗对照组),每组20只大鼠。每只大鼠均损伤左眼,右眼为正常对照,应用外科手术显微镜,经眼入路,充分暴露视神经,用小号动脉夹将球后2-3mm处的视神经夹持10秒,制作视神经损伤模型,每只实验大鼠均进行损伤前和损伤后闪光视觉诱发电位(Flash visual evobe potentials ,FVEP)的检查,记录波峰潜伏期和波幅。视神经损伤后于玻璃体腔内分别注射SCs、BMSCs、SCs+BMSCs和生理盐水,分别于治疗后 3天、7天、14天、28天行FVEP检查后处死大鼠,取各组实验眼和对照眼视神经进行HE染色,光镜下观察形态学的变化,并分析不同时间点FVEP的变化。 (3)取不同治疗组及正常视神经的病理切片,进行免疫组化染色,观察大鼠视神经中Bcl-2、Bax、脑源性神经生长因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)、神经生长相关蛋白-43(growth associated protein43,GAP-43)的表达,并做半定量分析及组间的比较,采用IMAGE PRO PLUS系统,分别测量Bc1-2、Bax、BDNF和GAP-43阳性细胞平均光密度值,进行统计学分析。 结果: (1)TON患者中男性多见(89.01%),青年人比例最高(72.34%),居住区域主要为农村乡镇(79.43%)。致伤原因主要是机动车和非机动车事故(74.12%),其次为外物击伤(7.8%)、坠落伤(6.38%)和摔伤(6.38%),多合并颅面外伤或全身其他脏器损伤。TON预后差,治疗后视力改善总有效率为54.79%,最终视力为视力表视力的病例占26.71%。治疗是否有效的影响因素包括伤后有光感以上残余视力、视神经管骨折和眶壁骨折(X2值分别为26.542、21.962、10.290,P值均<0.01),外伤后就诊时间的差异对疗效无显著影响(X2=2.481,P=0.479)。伤后有光感以上残余视力为视力有效的保护因素(OR=5.299,P<0.001),伤后有视神经管骨折和眶壁骨折是视力无效的危险因素(OR值分别为0.098、0.337,P值均<0.01)。 (2)FVEP: 正常大鼠实验眼P波的潜伏期为59.94 ± 5.99ms,波幅为 24.44±4.86μV,双眼差别无统计学意义。大鼠视神经损伤后经玻璃体腔注射生理盐水组3天、7天、14天和 28 天 P 波的潜伏期分别为 105.35±6.27ms、107.11±6.84ms、108.60±7.27ms、120.10±7.22ms ,经玻璃体腔注射 SCs 组 P 波的潜伏期分别为 75.05±4.33 ms、78.35±3.48ms、82.11±3.13ms、85.81±3.74ms,潜伏期明显缩短,与损伤对照组比较差别有统计学意义( P<0.05 )。经玻璃体腔注射 BMSCs 组 P 波的潜伏期分别为77.10±4.71ms、79.80±4.43ms、83.90±4.34ms、87.71±4.57ms,潜伏期明显缩短,与损伤对照组比较差别有统计学意义(P<0.05),SCs组和BMSCs组比较潜伏期差别无统计学意义。经玻璃体腔注射生理盐水组3天、7天、14天和28天P波的波幅分别为5.65±0.93μV、5.45±0.89μV、5.10±1.07μV、4.75±1.25μV,经玻璃体腔注射 SCs组,P波的波幅分别为9.85±1.46μV、8.75±1.25μV、7.70±1.29μV、6.75±1.25μV,与损伤对照组比较波幅明显增高,差别有统计学意义(P<0.05)。经玻璃体腔注射 BMSCs组,P波的波幅分别为9.05±1.70μV、 7.65±1.46μV、6.75±1.21μV、6.30±1.34μV,与损伤对照组比较波幅明显增高,差别有统计学意义(P<0.05),SCs组和BMSCs组比较波幅差别无统计学意义。联合移植组3天、7天、14天和28天P波的潜伏期分别为67.25±3.39ms、71.15±4.08ms、73.45±4.43ms、77.72±4.46ms,波幅分别为15.00±1.69μV、13.20±1.61μV、12.20±1.96μV、11.40±2.04μV,与其他3组比较,潜伏期和波幅的差别均有统计学意义(P<0.05)。 (3)视神经HE染色:在纵切片上,正常大鼠视神经纤维排列整齐,较密集、规则,染色均匀,散在少量神经胶质细胞。神经纤维无水肿,无空泡样变性,无凋亡现象。损伤对照组大鼠损伤后3天大鼠视神经纤维结构疏松,轻度水肿,神经纤维排列紊乱,出现空泡样改变,炎性细胞浸润。损伤后7天水肿加重,神经纤维明显疏松,空泡样变性扩大,炎性细胞浸润增多。损伤后14天至28天出现坏死灶,神经纤维结构明显紊乱,可见较多炎性细胞,部分纤维断裂、连续性中断,出现细胞核碎裂,甚至细胞溶解、消失,纤维间可见胶质细胞增生。SCs移植组和BMSCs移植组在光镜下视神经损伤程度相似。损伤后 3 天大鼠视神经纤维结构稍疏松,水肿轻,纤维排列稍紊乱,空泡变性少,并可见少量炎性细胞。损伤后7天神经纤维疏松,排列稍紊乱,空泡变性少,较损伤对照组损伤程度轻。损伤后 14天至28天部分纤维中断,结构尚存,水肿较损伤对照组减轻,坏死灶周围可见吞噬细胞吞噬碎片,组织坏死及神经纤维断裂与损伤对照组比较减少。联合移植组大鼠视神经损伤程度明显其他3个组,损伤后 3 天视神经纤维排列较规则,走向基本正常,略水肿,结构略疏松,空泡变性少见。损伤后7天神经纤维结构略疏松,排列稍紊乱,可见少量空泡变性,损伤程度较损伤对照组、SCs移植组和BMSCs移植组轻。损伤后 14天至28天纤维结构稍紊乱,胶质细胞增多,排列基本规则,可见空泡变性和少许胞核溶解、胞核碎片,修复的神经组织多于SCs移植组和BMSCs移植组。 (4)SCs移植组、BMSCs移植组和联合移植组Bcl-2表达较正常对照组及损伤对照组明显增高,在治疗后7天达高峰。在移植后3天、7天和14天,联合移植组Bcl-2表达较单一移植组增高,3个移植组较损伤对照组表达增高,差别有统计学意义(P<0.05)。SCs和BMSCs移植组差别无统计学意义(P>0.05)。在移植后28天,3个移植组的Bcl-2表达差别均有统计学意义(P<0.05)。而Bax的表达情况是损伤对照组表达最高,在损伤后7天达高峰。在移植后3天,联合移植组Bax的表达低于单一移植组,差别有统计学意义(P<0.05)。在移植后14天,3个移植组Bax的表达相似,差别无统计学意义(P>0.05)。SCs移植组、BMSCs移植组和联合移植组BDNF表达较正常对照组及损伤对照组明显增高,差别均有统计学意义(P<0.05)。在移植后3天,SCs移植组、 BMSCs移植组和联合移植组3组之间两两比较BDNF表达差别无统计学意义(P>0.05)。在移植后7天、14天和28天,联合移植组、SCs移植组比BMSCs移植组BDNF表达高,差别均有统计学意义(P<0.05),而联合移植组和SCs移植组表达相似,差别无统计学意义(P>0.05)。SCs移植组、BMSCs移植组和联合移植组GAP-43表达较损伤对照组明显增高,差别有统计学意义(P<0.05)。在移植后3天,BMSCs移植组表达最高,与SCs移植组和联合移植组两组之间两两比较差别有统计学意义(P<0.05)。在移植后14天和28天,联合移植组GAP-43表达高,和其他组比较差别均有统计学意义(P<0.05)。 结论: (1)外伤性视神经病预后较差,伤后有残余视力患者预后好于无光感患者,并发视神经管骨折和眶壁骨折患者比无骨折患者预后差。对于头面部外伤的患者要尽早行眼科相关检查,以早期发现并治疗该病,提高疗效。 (2)雪旺细胞和骨髓间充质干细胞对大鼠损伤的视神经具有修复作用,二者联合应用效果更佳。 (3)雪旺细胞和骨髓间充质干细胞能改善视神经损伤大鼠的视功能,可能的作用机制是抑制Bax的表达,提高Bcl-2、BDNF 和GAP-43的表达,促进轴突的再生。