王祖旭 劉小龍

糖尿病創(chuàng)面的治療是目前臨床遇到的難題之一,據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示,2019年全球約4.63億成人患糖尿病,中國占1.64億,在中國每年約有82萬人因為糖尿病所導(dǎo)致的相關(guān)并發(fā)癥而死亡,其中60歲以下的人群占33.4%[1]。糖尿病患者群與非糖尿病患者群比較,其心血管病病死率、失明和下肢截肢風險均明顯增高。而血糖控制欠佳的糖尿病患者更易并發(fā)各種感染,感染的程度也更加嚴重,糖尿病足是糖尿病患者住院和截肢的主要原因,高糖所導(dǎo)致的下肢末梢血管和周圍神經(jīng)發(fā)生病變,使得周圍組織缺血缺氧,出現(xiàn)局部的潰瘍,甚至壞疽。此外，相當一部分糖尿病患者同時合并高血壓、心臟病及腎功能不全,使得無論是糖尿病所致的潰瘍或糖尿病合并各種原因所造成的創(chuàng)面，由于缺血、缺氧及持續(xù)的炎性反應(yīng),導(dǎo)致創(chuàng)面長期遷延不愈,嚴重者會發(fā)生創(chuàng)面細菌入血造成菌血癥、膿毒血癥,嚴重危及患者的生命,在治療中十分棘手,也增加了患者的平均住院時間和住院費用,嚴重影響患者的生存質(zhì)量。

一、糖尿病創(chuàng)面難愈機制

糖尿病所造成的長期高血糖會對全身的神經(jīng)造成損害,而周圍神經(jīng)病變是糖尿病神經(jīng)病變最常見的形式。糖尿病神經(jīng)病變可以改變自主、運動和感覺功能,影響四肢的末梢神經(jīng),其中以足部最為明顯,改變感覺功能,引起不正常的感覺和進行性麻木,促進糖尿病足潰瘍的發(fā)生及發(fā)展,嚴重者可導(dǎo)致截肢。

正常組織的修復(fù)過程包括局部炎性反應(yīng)階段、細胞增殖分化和肉芽組織生成階段以及組織塑形階段,由炎性細胞、修復(fù)細胞、細胞外基質(zhì)(extracellular matrix,ECM)以及多種細胞因子等共同參與、協(xié)同配合、互相調(diào)控,使得創(chuàng)面早期封閉,重塑皮膚的生理結(jié)構(gòu)。

糖尿病創(chuàng)面愈合過程的主要特征是持續(xù)存在的慢性炎性反應(yīng),血管形成過程被破壞以及細胞外基質(zhì)調(diào)節(jié)失衡。同正常組織修復(fù)過程相同,糖尿病創(chuàng)面形成后,趨化因子驅(qū)動中性粒細胞和巨噬細胞迅速滲入受損創(chuàng)面,同時釋放多種炎性細胞因子,例如白介素-1(interleukin-1,IL-1)和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor,TNF)。但由于持續(xù)的高血糖狀態(tài),中性粒細胞的壽命減短、清除率增高,導(dǎo)致其不能及時抵達創(chuàng)面基底部,而是和創(chuàng)面周圍及周圍血管組織外的晚期糖基化終末產(chǎn)物結(jié)合,釋放大量的炎性細胞因子,最終在創(chuàng)面周圍形成炎癥帶,降解多種促進創(chuàng)面愈合的生長因子,阻礙創(chuàng)面愈合[2]。

而巨噬細胞在接受到瀑布式的炎癥信號后,表型的轉(zhuǎn)換發(fā)生紊亂。在正常創(chuàng)面愈合過程中,巨噬細胞會由促炎表型M1向愈合相關(guān)表型M2轉(zhuǎn)換,并生成VEGF等多種生長因子,促進新生血管形成、膠原沉積及創(chuàng)面肉芽形成[3]。但在糖尿病創(chuàng)面中,巨噬細胞M1和M2表型轉(zhuǎn)換失衡。巨噬細胞長期保持在促炎表型M1,使得炎癥進一步擴大,并且使基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloprotease,MMP)產(chǎn)生增加和金屬蛋白酶組織抑制劑(tissue inhibitors of metalloproteinase,TIMPs)減少,導(dǎo)致ECM成分中的膠原、彈性蛋白、纖維連接蛋白被降解,從而使ECM的調(diào)節(jié)受損,中斷創(chuàng)面的愈合[4]。

新生血管的形成是干預(yù)創(chuàng)面愈合的一個重要條件,然而糖尿病使得促進新生血管形成與成熟之間的平衡受到了干擾。暴露于高糖水平的血管內(nèi)皮細胞中血管生成功能失調(diào),使得局部創(chuàng)面毛細血管密度不足。同時,高血糖會影響低氧誘導(dǎo)因子(hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)的穩(wěn)定性和激活,抑制HIF-1靶基因之一的血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)生成[5]。Dominik等[6]對HIF-1α基因敲除小鼠建立創(chuàng)面模型及缺血皮瓣模型,并對上述模型進行分析。結(jié)果顯示,由于HIF-1α的缺失,使VEGF信號降低,導(dǎo)致創(chuàng)面血管密度降低，從而影響正常血管化肉芽組織的形成,進而影響創(chuàng)面的愈合。

此外,在糖尿病創(chuàng)面中,參與啟動和維持愈合過程的多種生長因子的產(chǎn)生受到損害。例如,胰島素樣生長因子1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)和細胞轉(zhuǎn)化生長因子β(transforming cell growth factor-β,TGF-β)水平降低。IGF-1可參與細胞肉芽形成和創(chuàng)面的再上皮化。在配體結(jié)合到特定的細胞表面受體后,TGF-β可增強角質(zhì)形成細胞的增殖和遷移、分化,并促進ECM產(chǎn)生和創(chuàng)面血管生成,刺激成纖維細胞收縮膠原蛋白凝膠,使得創(chuàng)面上皮化形成增快,創(chuàng)面收縮程度增加,對傷口愈合發(fā)揮多種作用[7]。Okizaki等[8]研究表明,在糖尿病小鼠建立創(chuàng)面模型后,糖尿病小鼠的創(chuàng)面愈合和血管生成受到抑制,創(chuàng)面肉芽組織中VEGF和成纖維細胞生長因子(fibroblast growth factor,FGF)的表達減弱。同時,糖尿病小鼠創(chuàng)面模型中增強了M1型巨噬細胞的募集,并抑制M2型巨噬細胞的募集,使TGF-β分泌明顯減少，給予TGF-β治療后的糖尿病小鼠恢復(fù)了傷口愈合和血管生成,并使肉芽組織中的M1/M2型巨噬細胞平衡正?；?。

二、生長激素概述

生長激素(growth hormone,GH)是腦垂體遠側(cè)部嗜酸性細胞分泌的一種蛋白質(zhì)激素。人的GH相對分子質(zhì)量為21500,含191個氨基酸,是促進生長的重要激素,GH分泌減退或過多,均會對不同年齡的人引起不同的后果。GH在垂體外表達可發(fā)生在神經(jīng)、免疫、生殖、消化和呼吸組織,以及皮膚、肌肉、骨骼和心血管系統(tǒng)中[9]。

在生理條件下,GH通過促進氨基酸進入細胞以及RNA的生物合成,從而加速蛋白質(zhì)的合成,減少蛋白質(zhì)的氧化分解,誘導(dǎo)骨骼肌肥大,同時促進脂質(zhì)代謝分解和糖異生,增加游離脂肪酸水平和葡萄糖水平,為機體的生命活動提供能量[10]。在骨骼系統(tǒng)中,促進骨的生長,加強骨骼密度[11]。GH還可作為增效劑,加強其他激素對靶器官的作用，并對免疫系統(tǒng)的細胞生長、增殖以及免疫功能的維持與修復(fù)發(fā)揮整合作用,Lindboe等[12]研究表明,低劑量rhGH可改善胸腺功能和T細胞功能。同時,在心血管系統(tǒng)中GH可調(diào)節(jié)心臟的生長和心肌收縮力,從而維持正常成年人的心臟質(zhì)量和功能[13]。

重組人生長激素(recombinant human growth hormone,rhGH)是1985年由重組DNA技術(shù)生產(chǎn)而得,其化學(xué)結(jié)構(gòu)經(jīng)鑒定與人類腦垂體所分泌生長激素完全相同。利用重組DNA技術(shù)獲得的人重組生長激素(rhGH),其蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)及理化性質(zhì)和天然生長激素完全相同[14]。不僅可替代天然GH用于治療兒童GH缺乏性侏儒癥,近年來還被廣泛應(yīng)用于重癥患者,尤其在燒傷、普外等各個領(lǐng)域,取得較好的療效。

三、生長激素促進創(chuàng)面愈合機制

GH除了正常的生理作用外,還對損傷后的各種創(chuàng)面的愈合具有促進作用。GH在正常創(chuàng)面的愈合中,通過促進表皮生長因子(epidermal growth factor, EGF)、VEGF、FGF等生長因子的釋放，調(diào)節(jié)IGF-1表達，從而誘導(dǎo)角質(zhì)細胞和纖維母細胞增生，使角質(zhì)層增厚，刺激周圍神經(jīng)再生，改變細胞的趨化性，增加角質(zhì)細胞遷移，促進肉芽和上皮形成，并促進創(chuàng)面血管的生成,增加創(chuàng)面組織中微血管數(shù)量，改善創(chuàng)面組織中血液供應(yīng)。同時刺激巨噬細胞、肥大細胞和 T 淋巴細胞生長,調(diào)節(jié)免疫功能，并減少創(chuàng)面炎性細胞因子的釋放，緩解創(chuàng)面持續(xù)慢性炎性反應(yīng)，為創(chuàng)面愈合提供有利條件。大面積燒傷的患者,在遭受創(chuàng)傷之后,患者的靜息能量消耗和尿液氮排泄量增加。無法提供足夠的營養(yǎng)支持,出現(xiàn)蛋白質(zhì)-能量營養(yǎng)不良?？蓪?dǎo)致創(chuàng)面愈合不良,從而增加患者的病死率,而GH可改善術(shù)后患者的氮平衡,減輕骨骼肌蛋白質(zhì)分解和降低燒傷患者尿中肌酐的排泄,促進機體血清前白蛋白、轉(zhuǎn)鐵蛋白的合成,促進血漿蛋白mRNA表達、減少蛋白和脂肪分解,從而促進傷口愈合[15]。

創(chuàng)面愈合后瘢痕的形成也是亟待解決的難題之一,人類皮膚的力學(xué)特性主要取決于細胞外基質(zhì),基質(zhì)中的Ⅰ型與Ⅲ型膠原蛋白(纖維狀膠原蛋白)的比例是組織強度和結(jié)構(gòu)的主要決定因素。高含量的膠原蛋白Ⅲ的存在可以提供更大的靈活性和張力,在傷口愈合期間,Ⅲ型膠原蛋白的含量可以調(diào)節(jié)瘢痕形成,而Ⅰ型膠原蛋白的高分泌與增生性瘢痕形成之間存在直接關(guān)系。而GH的使用可以增加Ⅲ型膠原型蛋白的表達,從而減少增生性瘢痕的形成[16]。綜上所述,在正常創(chuàng)面的愈合中,GH通過更快地縮短炎癥階段,加速再上皮化,膠原沉積和刺激血管生成來加速皮膚傷口的愈合,并減輕瘢痕的形成。

GH具有強大的促進創(chuàng)面愈合的作用,并且能促進創(chuàng)面新生血管的形成,因此可以認為,GH也同樣能促進糖尿病創(chuàng)面的愈合。糖尿病形成的足部創(chuàng)面是糖尿病創(chuàng)面治療中的難題，也是糖尿病患者最常見的并發(fā)癥。吳曉華等[17]研究顯示，在對糖尿病足患者足部創(chuàng)面采用rhGH治療后，提升了患者足部創(chuàng)面的愈合率，縮短了創(chuàng)面愈合時間，減少了患者平均住院時間。糖尿病足的患者常合并外周動脈栓塞(peripheral artery embolization,PAD),而PAD患者在行走和休息時會遭受持續(xù)的缺血再灌注綜合征,產(chǎn)生影響肌肉纖維的活性氧,并損害線粒體功能,降低能量產(chǎn)生,使得下肢潰瘍創(chuàng)面的愈合更加困難,GH作為一種線粒體保護劑有助于恢復(fù)線粒體功能。并且,在血管床中,GH不僅可以幫助調(diào)節(jié)血管生長因子的產(chǎn)生,同時可刺激一氧化氮(NO)的產(chǎn)生,恢復(fù)內(nèi)皮功能,減少相關(guān)的氧化應(yīng)激[18]。Caicedo等[19]研究顯示,GH能夠逆轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)性血管病變,例如內(nèi)膜中層厚度,同時增加皮膚毛細血管密度和通透性。同時,GH還可通過作用于自主神經(jīng)系統(tǒng)而具有血管活性作用,例如GH調(diào)節(jié)中樞交感神經(jīng)活動,影響血管周圍阻力,從而改善創(chuàng)面周圍血供,為加速創(chuàng)面愈合提供有利條件。

四、生長激素的使用現(xiàn)狀

目前在臨床上對使用生長激素治療適應(yīng)癥的研究日益廣泛,在糖尿病的并發(fā)癥中也逐漸找到其使用價值。國際糖尿病聯(lián)盟數(shù)據(jù)顯示,長期糖尿病患者患心血管疾病的風險較常人高2～3倍,長期高血糖可使凝血系統(tǒng)更加活躍,增加血液凝塊的風險。糖尿病也與高血壓和膽固醇水平相關(guān),高血壓、高膽固醇、高血糖會導(dǎo)致心血管并發(fā)癥的風險增加,例如心絞痛、冠狀動脈疾病、心肌梗死、腦卒中、外周動脈疾病和充血性心力衰竭,心血管并發(fā)癥是糖尿病患者最常見的死亡原因。Di等[20]研究顯示，GH可改善血脂濃度異常,對調(diào)節(jié)體脂百分比、總膽固醇和低密度脂蛋白水平以及舒張壓水平有益,但對甘油三酯水平?jīng)]有顯著影響。而短期使用GH治療,一方面可改善內(nèi)皮功能障礙,同時對糾正動脈粥樣硬化有一定幫助。另一方面改善了氧化還原失衡,增加了主要動脈閉塞后側(cè)支血管的出現(xiàn),改善了傷口的愈合,并改善了心肌梗死或心力衰竭后的心臟功能[18]。

Tuffaha等[21]研究顯示,在周圍神經(jīng)損傷后的雄性大鼠中,生長激素療法可促進軸突再生,減少肌肉萎縮并促進肌肉神經(jīng)支配。Lin等[22]研究顯示,對腦卒中患者進行外周GH治療可刺激認知恢復(fù),同時發(fā)現(xiàn)IGF-1和VEGF等神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達增加,促進突觸形成和髓鞘形成的標志物以及腦血管網(wǎng)絡(luò)的形成。

病情超過10年的糖尿病患者常合并不同程度的視網(wǎng)膜病變,Diana等[23]研究顯示,生長激素和生長激素受體在眼組織中存在表達,GH可在角膜組織中介導(dǎo)成纖維細胞促進角膜上皮傷口愈合,并在視網(wǎng)膜組織中具有神經(jīng)保護功能。綜上所述, GH可改善糖尿病所導(dǎo)致的心血管疾病、中樞及周圍神經(jīng)病變、視網(wǎng)膜病變所造成的不良預(yù)后。

五、展 望

目前應(yīng)用在臨床上治療大面積燒傷的GH所使用的劑量為0.2～0.4U/kg[17,24], 林錕等[24]和田方圓等[25]研究顯示,使用GH治療大面積燒傷增加了患者高血糖持續(xù)狀態(tài)的發(fā)生率，因此國內(nèi)外關(guān)于糖尿病創(chuàng)面或潰瘍使用GH的研究較少。王克甲等[26]研究顯示,在對正常大鼠創(chuàng)面模型進行局部使用GH后,創(chuàng)面愈合時間縮短,蛋白水平增加,同時檢測大鼠血液中EGF、FGF、VEGF的表達水平明顯高于未注射組的大鼠。尚濤等[27]研究顯示,長期大量應(yīng)用GH可致血糖水平升高,但使用小劑量GH進行短期治療后,患者的血糖水平變化與常規(guī)治療未見明顯差別,并可將患者血糖水平調(diào)整在合理范圍內(nèi),不會發(fā)生高血糖而使創(chuàng)面愈合延遲。近年來研究也證實了短時使用生長激素不會使血糖及糖化血紅蛋白升高,反而會改變患有PAD的糖尿病患者末梢缺血的癥狀[18]。鄧寧等[28]研究顯示, 給予糖尿病小鼠皮下注射GH治療7天后，實驗組小鼠血糖、血脂、胰島素以及胰高血糖素含量較對照組明顯降低，但這種效果是否在臨床研究中也存在還需開展深入研究。

綜上所述,GH已廣泛應(yīng)用于大面積燒傷及非糖尿病創(chuàng)面,近年來的一些研究表明，GH在糖尿病創(chuàng)面一樣有較高的使用價值,但是需要調(diào)整使用劑量及方法。糖尿病并不是使用GH治療的絕對禁忌證,而且對于病程較長的糖尿病患者,GH在改善各種并發(fā)癥所造成不良預(yù)后的方面也有著積極的作用。GH具有強大的促進創(chuàng)面愈合的能力,對于縮短糖尿病創(chuàng)面患者住院時間、減少住院費用大有裨益。因此尋找合適的GH使用方法和劑量,確定風險與收益的平衡點,對臨床用藥做出正確的指導(dǎo),是目前亟待解決的問題。