立体定向照射后兔坐骨神经放射性损伤的形态学分析

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1、-汕头大学医学院硕士研究生毕业论文和功能改变的发生，从而干预了放射对神经直接效应的甄别和分析。为探索周围神经放射性损伤产生的病理生理学基础，使实验结果更具有临床指导意义，本实验利用立体定向照射技术(SRS,Stereotacticradiosuurgery)对兔坐骨神经施以阈值剂量照射，分别在照射后3月、5月和7月对受照神经进行光镜、电镜和病理图像分析，并对比25Gy和80Gy照射后神经s-100蛋白表达的差异，分析照射后神经损伤的病理过程、雪旺细胞的活性变化和神经纤维再生情况，以探索阈值剂量下周围神经放射性损伤产生的动态过程和机制。材料、方法通过解剖分析兔坐骨神经主干的解剖位置和行

2、径，选择位置比较固定的神经段作为照射靶点。由于神经在CT图像上很难与其周围的肌肉和软组织区分开来，我们利用硅胶管在CT图像上能显影的特点，放置硅胶管对选择的神经段进行标记，兔麻醉后用热塑面膜将兔固定在X-刀头架上，按X-刀标准行CT扫描，从CT图像上分析硅胶管与荐骨和髂骨的位置关系，确定可以用骨性结构定位的神经段作为照射靶点。根据硅胶管的位置在对测勾画坐骨神经照射靶点，利用立体定向技术单次大剂量（等中心剂量80Gy）照射坐骨神经，观察其病理变化，验证定位方法的准确性。从扫描到照射计划的执行兔始终保持麻醉状态和同一固定体位不变，以减少摆位误差。麻醉并固定兔，行CT模拟定位扫描，在CT图

3、像上根据荐髂关节、荐骨和髂骨的位置勾画坐骨神经，利用立体定向放射外科以阈值剂量照射新西兰大白兔的右下肢坐骨神经，准直器直径7.7mm，非共面五条弧同时照射，单次等中心剂量25Gy。左下肢留作对照。兔随机分为三组，分别在照射后3月、5月、7月处死，取受照射和对照的神经段，行电镜、光镜观察和病理图像分析。取25Gy照射后3月、5月、7月的石蜡标本及80Gy照射后的石蜡标本切片，S-100免疫组化二步法染色，观察受照神经标本S-100蛋白的表达情况，分析照射后雪旺细胞的活性变化和神经再生情况。结果4---汕头大学医学院硕士研究生毕业论文解剖后可以发现坐骨神经主干由第七腰神经和第一、二荐神经

4、腹支组成，三支在荐髂关节后会合后从荐髂关节下、荐骨和髂骨之间靠近髂骨一侧穿出骨盆，向外下跨过坐骨大切迹和髋股关节，在股骨大转子的后面进入大腿深层肌肉。其中从荐髂关节下、荐骨和髂骨之间穿出骨盆的坐骨神经段位置恒定，且在CT图像上有荐骨和髂骨做定位标志，可作为CT定位的照射靶点。单次大剂量照射未标记神经后镜下可见神经纤维变性坏死，说明此定位方法是准确可靠的。25Gy照射3月后，受照神经无论电镜、光镜或病理图像分析结果与对照神经均无显著差异；5月后，受照神经电镜下表现为脱髓鞘改变，但无明显的轴突改变，病理图像分析结果与对照神经也无显著差异；7月后，受照神经髓鞘和轴突均出现明显的变性坏死，同

5、时发现神经纤维再生和间质纤维化。图像分析结果显示神经纤维直径较对照下降（p<0.01），髓鞘明显增厚(p<0.001)，轴突直径下降，G比值下降(p<0.001)。免疫组织化学染色结果显示，25Gy照射后坐骨神经3月、5月和7月髓鞘均呈强阳性染色，阳性部位分布于轴突外周，呈环形棕黄色，表明照射后放射性损伤不断进展的同时，雪旺细胞保持着较高的活性，变性的神经纤维就有潜在的再生能力。而80Gy照射后，可见大量神经纤维变性坏死、空泡变，仅残存少量形态正常的神经纤维髓鞘呈阳性染色。故80Gy照射后，照射野内的雪旺细胞的放射性损伤是不可逆的，损伤后的神经没有再生修复能力。结论在CT扫描图像中，

6、利用荐骨和髂骨定位坐骨神经准确可靠，可以作为无创情况下利用立体定向放射外科研究周围神经放射性损伤的照射靶点。利用SRS照射荐髂关节下坐骨神经，排除了手术过程和神经周围组织放射性损伤可能引起的继发性损伤，可以观察到射线对神经直接作用的结果。电镜下可以发现阈值剂量照射后的神经损伤随时间推移而不断进展，但在神经损伤不断进展的同时，神经再生已启动。s-100染色结果也表明阈值剂量照射后虽然神经损伤随时间不断进展，但雪旺细胞却保持较高的再生活性。但大量研究表明变性坏死后再生的神经纤维无论纤维直径或髓鞘厚度均不5---汕头大学医学院硕士研究生毕业论文可能达到坏死前的水平，而且神经纤维再生的同时已

7、出现了神经间质胶原纤维增生，增生的胶原纤维会影响神经的再生，故随着时间的延长，神经间质纤维化不断进展，使再生的神经纤维不可能恢复到损伤前的正常水平，甚至使损伤进一步加重。而大剂量照射（80Gy）对雪旺细胞的损伤是致死的，不可逆的，故损伤后的神经纤维也丧失了再生修复的能力。故周围神经的放射性损伤起始于射线直接引起的髓鞘和轴突的变性坏死，虽然构成髓鞘的雪旺细胞和损伤后的轴突均有潜在的再生和修复能力，但随后发生的神经间质纤维化会影响神经的再生并使损伤随时间进展，