陳佩珊,金哲虎
(延邊大學(xué)附屬醫(yī)院皮膚科,吉林 延邊,133000)
瘢痕疙瘩(keloid)是病理性瘢痕的特殊類型,是皮膚損傷愈合的一種纖維化過程,被認(rèn)為是一種良性皮膚腫瘤[1]。其形成機(jī)制復(fù)雜。與生理性瘢痕不同,瘢痕疙瘩臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[2]為;①腫塊隆起于皮膚表面,堅(jiān)硬,表面光滑發(fā)亮,界限欠規(guī)則,1年內(nèi)無退縮征象;②病變超過原始損傷邊緣,向周圍正常組織發(fā)生浸潤,呈蟹足狀生長;③具有持續(xù)性生長、發(fā)紅、疼癢等臨床癥狀,無自愈傾向,不能自行消退;④單純手術(shù)切除后極易復(fù)發(fā),且復(fù)發(fā)范圍超過原瘢痕范圍;⑤組織病理學(xué)檢查證實(shí)瘢痕疙瘩組織內(nèi)有膠原及基質(zhì)成分的大量沉積,成纖維細(xì)胞很多,并有核分裂象。常見部位為前胸,耳垂等,嚴(yán)重者可生長于內(nèi)臟,影響重要臟器的功能,給患者的生活質(zhì)量和自信心帶來了顯著的負(fù)面影響。在過去的幾十年里,瘢痕疙瘩的研究取得了顯著進(jìn)展,但仍有許多挑戰(zhàn)需克服,對于瘢痕疙瘩的深入研究可使整形外科醫(yī)生及美容皮膚科醫(yī)生更好地了解及預(yù)防這種并發(fā)癥的發(fā)生,提高手術(shù)的成功率和患者滿意度。
瘢痕的形成涉及多個(gè)連續(xù)的生物學(xué)過程,是正常的愈合反應(yīng)。①在凝血和炎癥階段,組織受損時(shí),血管收縮以減少出血,并迅速形成血小板聚集的血栓,血小板同時(shí)釋放血小板衍生生長因子(PDGF)和血小板富集素,促進(jìn)凝血和血管生成,傷口的破壞引發(fā)炎癥反應(yīng),特別是由中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞組成的炎性細(xì)胞遷入傷口,清除細(xì)菌、死亡細(xì)胞和其他外來物質(zhì),同時(shí)釋放細(xì)胞因子及趨化因子。②在血管生成和肉芽組織形成階段[3,4],血管內(nèi)皮細(xì)胞開始從周圍血管生長出來,形成新生的血管,這個(gè)過程為血管內(nèi)皮細(xì)胞遷移和增殖,增生的血管、成纖維細(xì)胞和炎性細(xì)胞形成肉芽組織,成纖維細(xì)胞在這個(gè)階段開始合成膠原蛋白,并形成臨時(shí)的細(xì)胞外基質(zhì),為細(xì)胞移動和組織重建提供支持。③在上皮化和再上皮化階段,傷口邊緣的表皮細(xì)胞開始增殖和遷移,以覆蓋傷口表面,這個(gè)過程為上皮細(xì)胞遷移和增殖,上皮細(xì)胞通過增生和細(xì)胞外基質(zhì)的支持形成一個(gè)新的表皮層,保護(hù)傷口免受感染,上皮細(xì)胞繼續(xù)增殖和分化,形成完整的表皮層,新生的上皮細(xì)胞逐漸向傷口中心擴(kuò)展,直到整個(gè)傷口被覆蓋。④在重塑和成熟階段[5],即傷口愈合的后期,膠原蛋白重新排列和重塑,以增強(qiáng)組織的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,初期形成的膠原纖維會逐漸重塑為更有序的形式,在傷口愈合的過程中,肌肉和成纖維細(xì)胞可以通過收縮作用減小傷口的大小,促進(jìn)傷口的收縮和愈合。⑤最后瘢痕形成[6],生理性瘢痕皮損不超出原始傷口的邊界生長,是正常的愈合現(xiàn)象。
在瘢痕形成的基礎(chǔ)上,一些情況下,可導(dǎo)致成纖維細(xì)胞過度增殖、細(xì)胞外基質(zhì)大量沉積及膠原纖維排列紊亂等,形成瘢痕疙瘩。研究表明:①炎癥因子過度表達(dá)[7,8],瘢痕疙瘩中IL-6、IL-8、趨化因子樣因子-1 (CKLF-1)、中性粒細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等炎性因子過度表達(dá)。②瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞(即病理性成纖維細(xì)胞)過度增殖[9]是瘢痕疙瘩形成的主要因素之一,合成及分泌過度膠原蛋白、細(xì)胞外基質(zhì)、其他病理性纖維化因子。③血管新生異常[10],血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和血小板源性生長因子(PDGF)等因子過度表達(dá)促進(jìn)血管新生異常[21]。④細(xì)胞外基質(zhì)降解異常[11],基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)是一類能夠降解細(xì)胞外基質(zhì)的酶,研究顯示上調(diào)MMP可觀察到 I 型膠原蛋白的降解增加,從而抑制細(xì)胞活力并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[12]。⑤調(diào)控因子異常[13],如抑癌基因P53 的失活及B細(xì)胞淋巴瘤-2(BCL-2)、凋亡相關(guān)配體(FAS)、半胱氨酸蛋白酶3(CASP3)、張力蛋白同源第10 號染色體缺失的磷酸酶基因(PTEN)、Smad蛋白等凋亡調(diào)控相關(guān)基因的異常表達(dá)。⑥其他生長因子及細(xì)胞因子如轉(zhuǎn)化生長因子-β(TGF-β)、成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)、成纖維細(xì)胞生長因子受體FGFR)、結(jié)締組織生長因子(CTGF)、腫瘤壞死因子-α(INF-α)、血管內(nèi)皮生長因子受體(VEGFR)、血小板衍生生長因子(PDGF)、血小板衍生的生長因子受體(PDGFR)、α-SMA、胰島素樣生長因子-I(IGF-I)、表皮生長因子(EGF))等異常。⑦細(xì)胞信號通路如TGF-β1/Smad通路[14]、JAK-STAT通路[15]、整合素信號通路[7]、Wnt/β-catenin信號通路[16]、PI3K/Akt信號通路[17]、NF-κB信號通路[18]、MAPK信號通路[18]、Hippo信號通路[19]、Notch信號通路[20]等的異常。⑧其他因素如免疫、遺傳等異常。以上因素不同程度地導(dǎo)致瘢痕疙瘩的形成。此外,TGF-β1是一個(gè)重要的調(diào)節(jié)因子[21,22],受炎癥刺激激活后可促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)合成和膠原蛋白的沉積,導(dǎo)致瘢痕疙瘩纖維化改變[23];成纖維細(xì)胞產(chǎn)生的角質(zhì)細(xì)胞生長因子得到增強(qiáng),激活的角質(zhì)細(xì)胞進(jìn)而產(chǎn)生制瘤素M,觸發(fā)真皮成纖維細(xì)胞中的 STAT3信號傳導(dǎo),作為下游效應(yīng)器(PI3 K和p38-MAPK)增強(qiáng)的TGF-β1信號傳導(dǎo)增強(qiáng)了IL-6 的產(chǎn)量,進(jìn)而增強(qiáng)了巨噬細(xì)胞的TGF-β1產(chǎn)量,形成了正反饋循環(huán)[24]。
瘢痕疙瘩以局部治療為主[25,26],首選藥物局部封閉,一線治療主要有注射糖皮質(zhì)激素、A型肉毒素、5-氟尿嘧啶(5-FU)、透明質(zhì)酸等;外用硅凝膠等;壓力療法如佩戴壓力衣、彈力繃帶或硅膠墊等。二線治療主要有冷凍療法、自體脂肪移植、化學(xué)剝脫、手術(shù)切除(適用于較大的瘢痕疙瘩,但可能導(dǎo)致新的瘢痕形成)、激光療法(通過刺激膠原重塑和減少血管擴(kuò)張來改善瘢痕疙瘩)、放射療法、細(xì)胞毒性藥物注射等。當(dāng)單一治療效果欠佳時(shí),根據(jù)瘢痕的形狀和嚴(yán)重程度等,結(jié)合多種治療方法進(jìn)行連續(xù)或交替的序貫性治療,這種綜合治療方法可以最大程度地提高治療效果。盡管目前有較多治療方法可供選擇,但效果仍不十分滿意,在國內(nèi)外不斷的探索中,近年來一些治療研究越來越引起重視。
富血小板血漿(PRP)是一種自體血液衍生產(chǎn)品,20世紀(jì)80 年代首次在血漿中發(fā)現(xiàn)大量血小板來源的生長因子,90 年代后在骨科、整形外科、美容皮膚科、眼科、口腔科等有廣泛應(yīng)用,特別是在歐美國家。近年來PRP主要有富血小板血漿凝膠(PRP Gel)、富血小板血漿纖維蛋白凝膠(PRF)、富血小板血漿衍生的生長因子制劑等衍生物,在改善傷口愈合和降低瘢痕發(fā)生方面具有良好的效果,在高立蘭等[27]使用自體富血小板血漿凝膠聯(lián)合皮片移植術(shù)治療兒童手背難愈合創(chuàng)面1 例的報(bào)道中,患兒左手手背2%III度擦傷,使用自體富血小板血漿凝膠聯(lián)合皮片移植術(shù)治療6 個(gè)月后,患兒皮損由紅白相間、紅腫、觸痛遲鈍恢復(fù)到采用溫哥華瘢痕量表(VSS),從色澤、厚度、血管分布、柔軟度綜合評分為2 分,瘢痕形成不明顯,患兒的家屬比較滿意。
鈣通道阻滯劑(CCB)常用于治療心血管疾病,近年來在瘢痕疙瘩抗纖維化方面受到關(guān)注,其作用機(jī)制可能是通過阻斷鈣離子通道,使瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞停滯在分裂期,減少膠原合成而起作用。在Albalat W等[28]的研究中,將160 例患者分為4 組,每組40例,A組(對照)用病灶內(nèi)曲安奈德(TAC)、B組病灶內(nèi)維拉帕米、C組病灶內(nèi)5-氟尿嘧啶(5-FU)和D組病灶內(nèi)富血小板血漿(PRP)治療,根據(jù)基線和治療結(jié)束時(shí)患者和觀察者瘢痕評估量表(POSAS)的下降來評估患者的臨床反應(yīng),結(jié)果顯示,病灶內(nèi)注射維拉帕米是最有效的治療方法,PRP與病灶內(nèi)注射TAC一樣有效,沒有嚴(yán)重的副作用,而5-FU治療瘢痕疙瘩的效果較差。因此,一些鈣通道阻滯劑可能成為治療瘢痕疙瘩和肥厚性瘢痕的更安全的替代品。
甲基黃嘌呤衍生物(Methylxanthine derivatives)是一類由黃嘌呤分子結(jié)構(gòu)衍生而來的化合物,其甲基基團(tuán)(-CH3)被引入到黃嘌呤的結(jié)構(gòu)中,是一種天然存在于咖啡豆、茶葉和可可豆中的化合物。己酮可可堿(PTX)是甲基黃嘌呤衍生物的一種,具有擴(kuò)張血管、抗炎和抗纖維化[29]等作用。在Serag-Eldin YMA等[30]的研究中,將30 例瘢痕疙瘩患者分為三組,病灶內(nèi)注射PTX、曲安奈德(TAC)或其組合(以1:1的比例混合),每3 周重復(fù)注射一次,直至病變變平或最多5 次,使用溫哥華瘢痕量表(VSS)和疼痛和瘙癢言語評定量表(VRS)進(jìn)行評估,結(jié)果顯示,所有組的VSS均有顯著改善,與PTX組相比,TAC組和聯(lián)合組在瘢痕疙瘩高度、柔韌度、疼痛和瘙癢方面有顯著改善,TAC組的副作用(萎縮、色素沉著、毛細(xì)血管擴(kuò)張和TAC沉淀)發(fā)生率顯著高于聯(lián)合組,而PTX組沒有報(bào)告副作用。聯(lián)合組患者的治療次數(shù)(達(dá)到最佳效果所需的次數(shù))顯著減少,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。
骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞條件培養(yǎng)基(BMSCs-CM)[31]已被證明可以在轉(zhuǎn)錄和翻譯水平上抑制肥厚性瘢痕及瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞的增殖和遷移。在Wang X等[32]的研究中,人類脂肪干細(xì)胞(ADSC)在條件培養(yǎng)基中培養(yǎng)后,使用實(shí)時(shí)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(RT-PCR)和蛋白質(zhì)印跡法(Western blot)檢測瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞的基因和蛋白表達(dá),同時(shí)通過細(xì)胞周期分析來測量細(xì)胞的增殖特性,使用離體外植體培養(yǎng)物來測試人類脂肪干細(xì)胞條件培養(yǎng)基(ADSC-CM)對瘢痕疙瘩組織中 CD31+和CD34+表達(dá)的影響,結(jié)果顯示,ADSCCM 能夠減弱細(xì)胞外基質(zhì)相關(guān)基因的表達(dá)以及蛋白質(zhì)的表達(dá),細(xì)胞增殖被顯著抑制,與對照組相比,治療組離體外植體中的CD31+和 CD34+血管減少了55% 和57%。此外,間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)是成體多能基質(zhì)細(xì)胞,可以很容易地從骨髓、脂肪和臍帶組織等不同部位采集,由于其免疫原性低,MSC經(jīng)常被同種異體移植以治療炎癥,也通過其分泌的趨化因子和微泡發(fā)揮抗纖維化作用[33]。
在腫瘤、癌細(xì)胞及瘢痕疙瘩的生長過程中均有Warburg效應(yīng)參與,即傾向于利用有氧糖酵解作為主要的分解代謝途徑來產(chǎn)生能量,來滿足其細(xì)胞生存和快速生長的要求。Warburg效應(yīng)是瘢痕疙瘩所特有的,其他類型的瘢痕中尚未發(fā)現(xiàn)。在Huang R等[34]在多嘧啶束結(jié)合(PTB)通過丙酮酸激酶肌肉(PKM)選擇性剪接調(diào)節(jié)瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞的代謝途徑和細(xì)胞功能的研究中,發(fā)現(xiàn)PTB可通過PKM 的選擇性剪接調(diào)節(jié)有氧糖酵解和瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞的功能。因此,調(diào)節(jié)糖酵解過程可能是一種潛在的瘢痕疙瘩治療方法。
局部產(chǎn)品通過表皮的吸收受皮膚屏障功能的限制。在某些情況下,許多瘢痕藥劑如皮質(zhì)類固醇、和免疫治療劑(咪喹莫特或5-氟尿嘧啶)、硅凝膠、洋蔥提取物等無法透過皮下,研究顯示[35-37],使用微針、磨皮、射頻和激光等可增加透皮藥物輸送方法的滲透。因此,微創(chuàng)輔助藥物輸送療法是一項(xiàng)有前途的療法,可以增強(qiáng)局部分子的吸收,同時(shí)增加治療的協(xié)同效應(yīng)。
納米技術(shù)(nanotechnology)起源于20 世紀(jì)初,但直到近幾十年才得到了廣泛的研究和應(yīng)用,納米技術(shù)通過有效的細(xì)胞內(nèi)輸送和治療藥物的局部和程序性釋放以及提供生化和生物物質(zhì)來改善愈合和減少瘢痕形成。納米顆??纱龠M(jìn)細(xì)胞內(nèi)輸送,減少藥物劑量;納米纖維可改善體細(xì)胞的黏附和增殖;銀納米粒子可穿透細(xì)菌膜并通過與 DNA 結(jié)合抑制其復(fù)制,抑制瘢痕形成[38]。此外,在Saporito F等[39]開發(fā)脂質(zhì)納米顆粒(固體脂質(zhì)納米顆粒(SLNs)和納米結(jié)構(gòu)脂質(zhì)載體(NLCs))以促進(jìn)皮膚傷口愈合的研究中,裝載桉樹或迷迭香精油,脂質(zhì)納米顆?;谔烊恢|(zhì),可可脂作為固體脂質(zhì),橄欖油或芝麻油作為液體脂質(zhì),卵磷脂作為表面活性劑來穩(wěn)定納米顆粒并防止其聚集,結(jié)果顯示,在大鼠燒傷模型上可在分子水平上與傷口組織相互作用的能力,通過納米顆粒支持愈合并防止瘢痕形成。此外,局部納米技術(shù)可通過異常瘢痕細(xì)胞、整個(gè)組織和動物模型中的結(jié)締組織生長因子 (CTGF) mRNA 無創(chuàng)成像檢測皮膚組織生物標(biāo)志物[40]。另外,納米技術(shù)可封裝和輸送各種預(yù)防及治療瘢痕的藥物如非甾體類抗炎藥(NSAIDs)等,在預(yù)防及治療瘢痕中顯示出潛力。
免疫因素(immune factors)不同程度參與瘢痕形成,免疫調(diào)節(jié)劑如咪喹莫特、絲裂霉素 C (MC) 等相繼實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用于瘢痕方面,通過調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)的功能來預(yù)防及改善瘢痕。他克莫司是一種免疫抑制劑,可抑制體內(nèi)較強(qiáng)的免疫反應(yīng)。在Menezes MCS等[41]的研究中,將22 只兔子每只耳朵切除兩個(gè)1 厘米的碎片,包括軟骨膜,右耳上傷口和下傷口分別接受0.1%和0.03%他克莫司軟膏基質(zhì)治療,每天兩次,左耳作為對照,用凡士林進(jìn)行處理,30 天后,使用特殊染色評估膠原纖維,并對平滑肌肌動蛋白、TGF-β和VEGF進(jìn)行免疫組織化學(xué)分析,結(jié)果顯示,兩種藥物濃度均可有效抑制TGF-β和平滑肌肌動蛋白,減少粘蛋白,改善膠原纖維質(zhì)量和彈力纖維密度,但僅較高濃度對彈力纖維組織有影響。
利用細(xì)胞學(xué)及工程學(xué)的原理和方法,在體外研制皮膚替代品,用于創(chuàng)傷愈合和瘢痕修復(fù)。在Gholipourmalekabadi M等[42]的研究中,在體外制造并評估了由脫細(xì)胞人羊膜(AM)和電紡納米纖維絲素蛋白(ESF)制成的基于3 D蛋白質(zhì)(三維空間中折疊成特定結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)分子)的人造皮膚,在這項(xiàng)研究中,單獨(dú)的 AM 和 AM/ESF 膜或接種了脂肪組織來源的間充質(zhì)干細(xì)胞 (AT-MSC) 的膜被植入小鼠全層燒傷創(chuàng)面,在植入后7、14 和28 天體內(nèi)評估愈合效果和瘢痕形成,結(jié)果顯示,在體內(nèi)應(yīng)用制備的接種 ATMSC 的 AM/ESF 膜可顯著減少燒傷后瘢痕,AM/ESF雙層人造皮膚的潛在應(yīng)用可被視為干細(xì)胞的臨床轉(zhuǎn)化產(chǎn)品,可指導(dǎo)嚴(yán)重?zé)齻鸟:塾?。此外,在Suttho D等[43]的研究中,從三個(gè)主要區(qū)域(中心、外圍、非病變)提取的成纖維細(xì)胞組合到三維生物材料中,在體外建立一種新的重建瘢痕疙瘩模型(RKM),然后將其整合到水合膠原蛋白凝膠基質(zhì)中,根據(jù)成纖維細(xì)胞的增殖和重塑能力評估成纖維細(xì)胞的異質(zhì)性,發(fā)現(xiàn)這種重建的瘢痕疙瘩模型對于研究模擬體內(nèi)條件下的瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞的功能非常有用。因此,使用組織工程和生物材料制造具有特定結(jié)構(gòu)和功能的人工組織,以改善瘢痕疙瘩的外觀和功能,可能是一種有前景的治療方法。
基因療法(gene therapy)的目標(biāo)是通過向細(xì)胞輸送特定基因或使用RNA干擾技術(shù)來調(diào)節(jié)相關(guān)基因的表達(dá),以調(diào)節(jié)瘢痕的形成和發(fā)展過程。在Li X等[44]共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析和度算法鑒定瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞的Hub基因的研究中,從19 個(gè)人成纖維細(xì)胞樣本中平均絕對偏差最大的前5000 個(gè)基因中鑒定出22 個(gè)由不同基因組成的共表達(dá)模塊,鑒定了 BMP4、MSX1、HAND2、TBX2、SIX1、IRX1、EDN1、DLX5、MEF2C 和 DLX2 等關(guān)鍵基因中的Hub基因,這10 個(gè)中心基因被確定為瘢痕疙瘩的潛在生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)。此外,RNA 干擾 (RNAi) 是基因特異性 RNA降解的生物過程,在Aoki M等[45]的實(shí)驗(yàn)中,使用siRNA 敲低熱休克蛋白70 可使瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞中膠原蛋白減少。瘢痕疙瘩基因療法仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段,正在探索不同的基因靶點(diǎn)和遞送系統(tǒng)。
黃酮類化合物(flavonoids)是一類天然產(chǎn)物,是以C6-C3-C6 為基本碳架的一系列化合物,廣泛存在于許多植物中,特別是水果、蔬菜、茶葉和草藥中,具有抗纖維化、抗氧化、抗炎、抗菌、抗腫瘤、抗過敏、抗病毒等多種生物活性[46],在張藝凡[47]的研究中,用黃酮類化合物代表藥物不同濃度的木犀草素、槲皮素、楊梅素,利用不同的實(shí)驗(yàn)方法檢測此類藥物對瘢痕的影響,結(jié)果顯示,木犀草素、槲皮素、楊梅素可顯著下調(diào) Smad2、Smad3 磷酸化,顯著抑制TGF-β1 信號通路傳導(dǎo)。此外,在Zhang X等[48]在木犀草素通過調(diào)節(jié) FRAT1 基因表達(dá)影響瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞增殖和凋亡的研究中,發(fā)現(xiàn)木犀草素能顯著降低瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞活性、CyclinD1、Bcl-2、FRAT1蛋白水平,明顯提高細(xì)胞凋亡率、p21、Bax蛋白表達(dá)。木犀草素乳膏制劑已用于動物實(shí)驗(yàn)[49],因此,黃酮類化合物是種值得期待的治療藥物。
瘢痕疙瘩病理機(jī)制復(fù)雜,涉及多種細(xì)胞因子、信號通路、調(diào)控因子等的異常,治愈率低且復(fù)發(fā)率高,對整形外科醫(yī)生及美容皮膚科醫(yī)生來說是個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。近年來國內(nèi)外在瘢痕疙瘩方面進(jìn)行了大量研究,一些治療研究給了我們思路及希望,筆者認(rèn)為未來的研究應(yīng)集中在以下幾個(gè)方面:①深入了解瘢痕疙瘩的形成機(jī)制,從基因水平、分子水平、信號通路水平關(guān)注細(xì)胞因子和基質(zhì)分子的相互作用;②開發(fā)新型精準(zhǔn)靶向治療方法,如基因治療和干細(xì)胞治療等;③研究個(gè)體差異、皮損大小、發(fā)病年齡、部位等因素對瘢痕疙瘩形成及對治療的反應(yīng),以實(shí)現(xiàn)個(gè)體化及多模式聯(lián)合治療。