張勛,曹文婷

1 概述

化學(xué)剝脫術(shù)又稱化學(xué)換膚術(shù),是在皮膚上使用一種或者數(shù)種化學(xué)試劑,使表皮和/或真皮淺層部分脫落,從而使其結(jié)構(gòu)重建,起到治療的作用。關(guān)于化學(xué)剝脫術(shù)的使用可以追溯至古埃及時(shí)期,化學(xué)剝脫術(shù)在經(jīng)過從19世紀(jì)開始的鼎盛發(fā)展后,其技術(shù)運(yùn)用相對(duì)成熟。根據(jù)化學(xué)剝脫劑作用的深度,可將化學(xué)剝脫術(shù)分為淺層、中層和深層化學(xué)剝脫術(shù)[1]。果酸、水楊酸、杏仁酸等為常見的化學(xué)剝脫劑。目前化學(xué)剝脫術(shù)主要有以下應(yīng)用:①痤瘡:主要用于痤瘡的輔助治療,能夠促進(jìn)痤瘡皮損消退,改善痤瘡后的色素沉著,預(yù)防瘢痕形成,預(yù)防復(fù)發(fā);②色素性疾病:通過清除表皮色素,可淡化雀斑、黃褐斑、炎癥后色素沉著等;③瘢痕:可改善萎縮性痤瘡瘢痕;④光老化:可改善細(xì)紋,減少斑點(diǎn),增加皮膚彈性,提亮膚色;⑤表皮增生性疾病:可減輕脂溢性角化病、毛周角化病的角化過度;⑥皮膚美容:可縮小毛孔、淡化瘢痕;⑦免疫性皮膚病:能夠治療白癜風(fēng)殘留頑固性色素沉著與脫色部位重新著色,治療斑禿毛發(fā)再生等[2-4]。近年來,對(duì)化學(xué)剝脫術(shù)的研究越來越深入,但關(guān)于其作用機(jī)制的研究主要集中在細(xì)胞層面,在分子層面的研究較少,目前其促進(jìn)細(xì)胞更新、加快基質(zhì)生成等機(jī)制尚不完全明確,于是本文對(duì)已知的機(jī)制做一綜述,以期為將來的機(jī)制研究提供思路和發(fā)現(xiàn)空白點(diǎn)。

2 針對(duì)細(xì)胞外作用相關(guān)機(jī)制

2.1破壞細(xì)胞間連接 化學(xué)剝脫術(shù)能通過降解角質(zhì)形成細(xì)胞間的橋粒連接,促使老化角質(zhì)層脫落,減少角質(zhì)堆積,使角質(zhì)層排列更致密整齊。果酸與水楊酸為常見的淺層化學(xué)剝脫劑。Choi等[5]報(bào)道了果糖1,6-二磷酸(FDP)通過下調(diào)皮膚肌漿/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣離子ATP酶2(SERCA2)降低了Ca2+水平,從而使橋粒減少。目前認(rèn)為破壞細(xì)胞間連接的主要機(jī)制是通過活化類固醇硫酸酯酶和絲氨酸蛋白酶,降解角質(zhì)形成細(xì)胞間的橋粒連接,均勻地分離角質(zhì)層細(xì)胞[6-8]。水楊酸通過破壞角質(zhì)形成細(xì)胞周圍的橋粒,使角質(zhì)層發(fā)生脫落,并且使角質(zhì)形成細(xì)胞和成纖維細(xì)胞激活再生[9]。

2.2殺菌與抗炎 Takenaka等[10]采用了瓊脂擴(kuò)散法和時(shí)間殺傷法研究乙醇酸在炎癥性痤瘡治療中的殺菌作用,結(jié)果顯示不同pH值的30%乙醇酸在瓊脂擴(kuò)散法中均形成了生長(zhǎng)抑制環(huán);在時(shí)間殺傷法中,pH值在1.5和3.5的30%乙醇酸可在5 min內(nèi)將痤瘡桿菌的數(shù)量減少到100 CFU/mL以下,結(jié)果表明乙醇酸對(duì)痤瘡丙酸桿菌具有適度的生長(zhǎng)抑制和殺菌作用,這可能是乙醇酸化學(xué)剝脫術(shù)治療炎癥性痤瘡的機(jī)制之一。Valle-González等[11]報(bào)道了在pH=3.5的環(huán)境時(shí),乙醇酸通過破壞細(xì)菌細(xì)胞膜來殺死痤瘡丙酸桿菌細(xì)胞。

2.3刺激細(xì)胞間基質(zhì)的合成 化學(xué)剝脫術(shù)可以在剝脫范圍內(nèi)促進(jìn)毛細(xì)血管網(wǎng)的形成,通過刺激細(xì)胞間基質(zhì)如內(nèi)聚葡萄糖胺的形成,提高黏多糖和透明質(zhì)酸含量,進(jìn)而提高皮膚的含水量與保水能力,使皮膚保持柔軟而富有彈性[12]。Bernstein等[13]在研究乙醇酸處理后的皮膚與正常皮膚之間的透明質(zhì)酸的基因表達(dá)中發(fā)現(xiàn),乙醇酸處理后的皮膚透明質(zhì)酸較對(duì)照組增加。

3 針對(duì)細(xì)胞內(nèi)作用相關(guān)機(jī)制

3.1加快細(xì)胞更新與膠原合成 淺層化學(xué)剝脫劑刺激表皮基底層的角質(zhì)形成細(xì)胞更新,并在真皮上部產(chǎn)生反應(yīng)性炎癥,通過激活成纖維細(xì)胞來合成新的膠原蛋白(Ⅰ型和Ⅳ型)和彈性纖維。研究[9]發(fā)現(xiàn)大多數(shù)淺層化學(xué)剝脫劑可以通過直接誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞合成Ⅰ型膠原,或通過角質(zhì)形成細(xì)胞衍生因子的作用,進(jìn)而刺激真皮成纖維細(xì)胞產(chǎn)生膠原,通過間接機(jī)制作用于真皮。Narda等[14]報(bào)道了不同濃度的乙醇酸應(yīng)用于人皮膚外植體后發(fā)現(xiàn),所有果酸處理過的皮膚總膠原蛋白水平均升高。Denda等[15]在皮膚體外模型的研究中發(fā)現(xiàn),乙醇酸可通過激活瞬時(shí)受體電位香草酸亞家族成員1(TRPV1)和釋放ATP,使基底角質(zhì)形成細(xì)胞H+離子濃度升高,而促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞增殖。

3.2下調(diào)酪氨酸酶活性和黑素含量 化學(xué)剝脫劑能下調(diào)黑素細(xì)胞的酪氨酸酶活性和黑素含量淡化膚色,也能通過剝脫作用加速表皮更替和使黑素顆粒脫落,從而淡化色斑、提亮膚色[9]。Liu等[16]報(bào)道水楊酸的處理降低了黑色素生成酶酪氨酸酶、酪氨酸酶相關(guān)蛋白1和2的表達(dá),同時(shí)降低了它們的主轉(zhuǎn)錄調(diào)控因子、小眼轉(zhuǎn)錄因子(MITF)的表達(dá),水楊酸也能抑制上游信號(hào)調(diào)節(jié)因子(腺苷酸環(huán)化酶和蛋白激酶A),導(dǎo)致cAMP水平降低,因此觀察到cAMP響應(yīng)元件結(jié)合蛋白的磷酸化降低,而在對(duì)UVB處理過的細(xì)胞中,水楊酸抑制了黑素細(xì)胞細(xì)胞系中運(yùn)輸復(fù)合物相關(guān)蛋白親黑素和肌球蛋白Va的表達(dá),抑制了UVB刺激的人角質(zhì)形成細(xì)胞(HaCaT)對(duì)熒光微球的吞噬,同時(shí)在對(duì)斑馬魚的研究中發(fā)現(xiàn),水楊酸通過減少Ca2+釋放和磷酸肌醇3激酶/AKT和絲裂原激活蛋白激酶的激活來抑制蛋白酶激活受體2的激活,并誘導(dǎo)斑馬魚的抗黑素生成作用。蘇賢[17]在煙酰胺聯(lián)合水楊酸治療女性黃褐斑的相關(guān)研究中分別通過多巴比色法、NaOH溶解法測(cè)酪氨酸酶活性與黑素含量,發(fā)現(xiàn)水楊酸能夠抑制黑素細(xì)胞中酪氨酸酶活性,降低黑素細(xì)胞中黑素含量。Saleh等[18]對(duì)19例混合黃褐斑患者使用了6次左側(cè)面部激光和右側(cè)交替激光和改良Jessner溶液剝脫治療。在最后一次療程后1個(gè)月,通過對(duì)改良的黃褐斑區(qū)域和嚴(yán)重程度指數(shù)進(jìn)行臨床評(píng)估,發(fā)現(xiàn)聯(lián)合治療側(cè)黑素顆粒表面積和mart-1陽性細(xì)胞數(shù)量(總數(shù)、表皮和真皮)顯著減少。

3.3蛋白質(zhì)變性和細(xì)胞凝固性壞死 一般來說,細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)變性導(dǎo)致細(xì)胞凝固性壞死常發(fā)生在中深度的化學(xué)剝脫,會(huì)導(dǎo)致真皮乳頭層和真皮網(wǎng)狀層之間的不可逆壞死。中深度化學(xué)剝脫由于保留了毛囊,從而允許表皮再生,并刺激膠原蛋白和彈性纖維的合成。其中,使用深層化學(xué)剝脫劑剝脫表皮后,會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)發(fā)生凝固壞死,臨床觀察表現(xiàn)為結(jié)霜[9]。三氯乙酸作為常見的中層化學(xué)剝脫劑,它通過廣泛的蛋白質(zhì)變性導(dǎo)致細(xì)胞凝固性壞死。其中,壞死的深度與三氯乙酸的濃度相關(guān),在中等深度濃度為35%～50%時(shí),它會(huì)穿透真皮乳頭層和部分網(wǎng)狀層。在治療后的5～7 d里,表皮和真皮淺層脫落,帶走了舊的角質(zhì)形成細(xì)胞和結(jié)構(gòu)受損的真皮結(jié)締組織[19]。Yuki等[20]報(bào)道了在對(duì)使用苯酚與三氯乙酸進(jìn)行化學(xué)剝脫的皮膚進(jìn)行檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn),苯酚處理后的皮膚細(xì)胞中觀察到活化的Caspase-3的表達(dá)。而在使用三氯乙酸的皮膚細(xì)胞中未見Fas、p53或Caspase-3激活的表達(dá)。這表明,苯酚使用后的皮膚退化是通過Caspase-3激活導(dǎo)致細(xì)胞凋亡,而三氯乙酸剝離后的皮膚退化可能是導(dǎo)致壞死而不是凋亡。

3.4調(diào)節(jié)異常細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡 化學(xué)剝脫術(shù)通過調(diào)節(jié)異常細(xì)胞增殖和細(xì)胞凋亡可對(duì)皮膚腫瘤起預(yù)防與治療作用。在動(dòng)物研究[21-22]中發(fā)現(xiàn)化學(xué)剝脫術(shù)可以抑制p53陽性的異常細(xì)胞克隆保留,并降低COX-2的mRNA表達(dá)。Dainichi等[22]報(bào)道每2周1次30%水楊酸(載體為聚乙二醇)剝脫治療無毛 SKH/hr1小鼠,可抑制UVB反復(fù)照射所誘發(fā)的皮膚腫瘤進(jìn)展,其機(jī)制可能為抑制UVB誘導(dǎo)的p53蛋白的表達(dá)和修復(fù)角質(zhì)層屏障功能。Lai等[23]進(jìn)行細(xì)胞體外研究時(shí)發(fā)現(xiàn),乙醇酸和UVB對(duì)誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡具有協(xié)同作用,二者通過線粒體依賴性途徑和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)依賴性途徑,以及半胱天冬酶依賴性和非依賴性途徑過表達(dá)Bax、p21、p53、Caspases-3、4、9、內(nèi)切酶G(EndoG)和凋亡誘導(dǎo)因子(AIF)來誘導(dǎo)凋亡。Ying等[24]研究發(fā)現(xiàn)檸檬酸通過半胱天冬酶和線粒體依賴性信號(hào)通路誘導(dǎo)HaCaT的細(xì)胞周期停滯和凋亡。Ahn等[25]的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,乙醇酸可能通過抑制c-fos表達(dá)和激活A(yù)P-1以及抑制p53來阻斷UVB誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡和細(xì)胞毒性,從而對(duì)UVB誘導(dǎo)的皮膚腫瘤進(jìn)展起到抑制作用。

3.5促進(jìn)炎癥產(chǎn)生 近年來,外用三氯乙酸治療白癜風(fēng)、斑禿等免疫性皮膚病的報(bào)道屢見不鮮。Nofal等[26]報(bào)道三氯乙酸可以在穩(wěn)定期白癜風(fēng)患者中誘導(dǎo)色素沉著,且安全性、耐受性良好。三氯乙酸化學(xué)剝脫促進(jìn)白癜風(fēng)復(fù)色也許是通過促進(jìn)炎癥后色素沉著,和提高皮膚組織中MMP-9和IL-17的水平實(shí)現(xiàn)的[3]。Mahgoub等[4]報(bào)道三氯乙酸與苯酚為有效且安全的治療斑禿的手段,提出三氯乙酸和苯酚誘導(dǎo)的創(chuàng)面愈合過程中釋放的細(xì)胞因子(血小板源生長(zhǎng)因子,組織生長(zhǎng)因子-α1、β1,血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子及白細(xì)胞介素-1、10)可中和球周浸潤(rùn)并且促進(jìn)毛發(fā)再生。

4 討論與展望

綜上,化學(xué)剝脫術(shù)作為一種較為成熟的治療方法,已經(jīng)成為皮膚病治療與美容的常見手段。目前化學(xué)剝脫術(shù)的機(jī)制研究存在兩方面問題,一是和臨床研究相比,針對(duì)作用機(jī)制的基礎(chǔ)研究相對(duì)較少,且集中在細(xì)胞層面,而更深入的通路、分子層面機(jī)制研究較少;二是化學(xué)剝脫術(shù)對(duì)細(xì)胞周期的影響似乎存在矛盾之處,部分文獻(xiàn)報(bào)道化學(xué)剝脫術(shù)能加速角質(zhì)形成細(xì)胞的更新,而部分文獻(xiàn)報(bào)道化學(xué)剝脫能誘導(dǎo)角質(zhì)形成細(xì)胞的細(xì)胞周期停滯和凋亡。隨著研究和應(yīng)用的深入,化學(xué)剝脫應(yīng)用于越來越多的皮膚疾病,例如皮膚淀粉樣變、扁平疣、黑棘皮病等。筆者推測(cè),化學(xué)剝脫相關(guān)機(jī)制會(huì)在新發(fā)現(xiàn)、新開展應(yīng)用的疾病治療研究中得到進(jìn)一步發(fā)展和擴(kuò)充,且在相關(guān)疾病中占主導(dǎo)的細(xì)胞軸及相關(guān)作用因子、信號(hào)通路就可能成為新機(jī)制研究中的關(guān)鍵點(diǎn)[27-28]。

總體來說,化學(xué)剝脫相關(guān)機(jī)制未來可能趨向于完善細(xì)胞層面機(jī)制、深入通路和分子層面機(jī)制、發(fā)現(xiàn)新型剝脫劑及其作用機(jī)制、拓展剝脫劑聯(lián)合應(yīng)用及機(jī)制探索[11]。而深入了解化學(xué)剝脫術(shù)的機(jī)制,有利于預(yù)防或拮抗化學(xué)剝脫術(shù)的副作用,其中發(fā)現(xiàn)的通路或分子則可能成為相關(guān)疾病新的治療靶點(diǎn)。