生長(zhǎng)因子在糖尿病足潰瘍愈合中的應(yīng)用進(jìn)展

糖尿病足潰瘍是糖尿病最嚴(yán)重的并發(fā)癥之一，它是指糖尿病因合并神經(jīng)及末梢血管病變導(dǎo)致的下肢感染、潰瘍形成或 (和)深層組織破壞[1]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，糖尿病患者一生中并發(fā)足部潰瘍的幾率約為15%，其中14%～24%的患者需接受截肢手術(shù)治療，嚴(yán)重影響了其生活質(zhì)量[2-3]。研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病足潰瘍創(chuàng)面生長(zhǎng)因子(GF) 及其受體絕對(duì)或相對(duì)減少是足部潰瘍難以愈合的重要因素，而局部應(yīng)用有活性的GF可以顯著促進(jìn)潰瘍愈合的效率[4]。截至目前，已有許多研究證實(shí)了GF加速糖尿病足潰瘍愈合的有效性。本文就生理性及糖尿病足潰瘍所致的傷口愈合機(jī)制、主要GF 在糖尿病足潰瘍愈合中的作用、應(yīng)用及相關(guān)治療進(jìn)展作一綜述。

1傷口愈合的正常過程及糖尿病所致的傷口愈合受損機(jī)制

1.1傷口愈合的正常過程及GF在這一過程中的作用:傷口愈合的過程分為相互重疊的四個(gè)時(shí)相:凝血期、炎癥期、細(xì)胞增生期和修復(fù)塑形期。凝血期內(nèi)、外源性凝血途徑被激活，血小板聚集在潰瘍部位，纖維蛋白凝塊形成并充當(dāng)臨時(shí)基質(zhì)蛋白，而血小板脫顆粒釋放的GF刺激中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、成纖維細(xì)胞進(jìn)入創(chuàng)面啟動(dòng)炎癥期。在炎癥期早期階段，激活的中性粒細(xì)胞釋放基質(zhì)金屬蛋白酶等物質(zhì)清除傷口的細(xì)菌和異物，并促進(jìn)基質(zhì)成分的降解;而炎癥期后期中性粒細(xì)胞大量減少，并在各類GF的作用下轉(zhuǎn)化為巨噬細(xì)胞。增生期巨噬細(xì)胞釋放的大量GF，并刺激成纖維細(xì)胞和毛細(xì)血管增生，新生肉芽組織和基質(zhì)成分填補(bǔ)軟組織缺損，角蛋白細(xì)胞促進(jìn)上皮重建，隨后進(jìn)入修復(fù)塑形期。此過程中，GF作用于靶細(xì)胞膜受體，促進(jìn)細(xì)胞遷移、分化及增殖，加速傷口愈合。

1.2 糖尿病所致的傷口愈合受損機(jī)制:急性傷口可以穩(wěn)定的經(jīng)過上述四個(gè)階段愈合，而糖尿病患者血糖持續(xù)在較高水平，非酶促糖基化反應(yīng)加速晚期糖基化終產(chǎn)物蓄積，持續(xù)損害內(nèi)皮細(xì)胞及成纖維細(xì)胞的功能，使GF及膠原生成減少、細(xì)胞遷移減弱、血管增生不良、基質(zhì)成分的降解超過合成，細(xì)胞、細(xì)胞外基質(zhì)及GF之間的相互作用失去了平衡;加之炎性細(xì)胞趨化功能的減弱又加劇了創(chuàng)面罹患感染的風(fēng)險(xiǎn)，這些因素使傷口愈合過程停滯在持續(xù)的炎癥應(yīng)答相對(duì)較弱的階段，肉芽組織生成障礙，最終導(dǎo)致傷口延遲愈合或不愈合[5]。GF及其受體絕對(duì)或相對(duì)減少是造成糖尿病足潰瘍發(fā)病機(jī)制及難愈合的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，局部給予外源性GF能促進(jìn)內(nèi)源性生長(zhǎng)因子釋放，并能上調(diào)其受體表達(dá)，進(jìn)而啟動(dòng)細(xì)胞修復(fù)過程，促進(jìn)糖尿病足潰瘍愈合[4]。截至目前，已有許多研究證實(shí)了多種GF加速糖尿病足潰瘍愈合的有效性。

2促進(jìn)糖尿病足潰瘍愈合相關(guān)的GF

2.1血小板源性生長(zhǎng)因子(PDGF):PDGF最早由血小板脫顆粒釋放，但在傷口愈合早期，PDGF分泌是由血小板、巨噬細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和角蛋白細(xì)胞共同參與完成的。PDGF可趨化成纖維細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、中性粒細(xì)胞以及單核細(xì)胞遷移進(jìn)入創(chuàng)面，其促進(jìn)傷口愈合的主要效應(yīng)是加速成纖維細(xì)胞的增殖及分泌細(xì)胞外基質(zhì)和膠原，刺激成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為肌成纖維細(xì)胞。在大量實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了PDGF能有效促進(jìn)慢性傷口愈合之后，先后有四項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn) (RCT) 及一項(xiàng)Meta分析的結(jié)果充分肯定了rhPDGF-BB (Becaplermin) 對(duì)糖尿病足潰瘍的療效。目前，作為促進(jìn)糖尿病足潰瘍愈合的新型藥物，F(xiàn)DA已批準(zhǔn)Becaplermin用于神經(jīng)性糖尿病足潰瘍[6]。該藥為利用基因重組技術(shù)制備的凝膠制劑，適用于面積小于或等于5cm2的全層糖尿病足潰瘍創(chuàng)口。然而近期有報(bào)道稱，使用3支以上的becaplermin可能會(huì)增加糖尿病足潰瘍患者罹患腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)，并強(qiáng)烈建議惡性腫瘤患者慎用[7]。因此需要強(qiáng)調(diào)的是，患者在使用becaplermin治療糖尿病足潰瘍之前，應(yīng)充分權(quán)衡該藥的預(yù)期療效和潛在危害之間的利弊。當(dāng)前，關(guān)于GF是如何通過特異性載體跨膜調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的一些關(guān)鍵蛋白，進(jìn)而改變維持細(xì)胞微環(huán)境的刺激和抑制因素之間的平衡，以及如何增加腫瘤血管增生、加速腫瘤生長(zhǎng)等因素與腫瘤發(fā)生的直接關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。

2.2堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(bFGF):bFGF由成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和柱狀細(xì)胞分泌，其主要作用為促進(jìn)成纖維細(xì)胞遷移及生成膠原、促進(jìn)毛細(xì)血管胚芽形成而縮短愈合周期，并在肉芽組織形成的起始過程及之后的組織重塑中發(fā)揮重要作用。2009年一項(xiàng)RCT評(píng)價(jià)了局部應(yīng)用bFGF對(duì)150例潰瘍面積小于或等于900 mm2的非缺血性糖尿病足潰瘍患者的療效[8]。該研究以安慰劑作對(duì)照，實(shí)驗(yàn)組分為高劑量組(0.01%的bFGF)和低劑量組(0.001%的bFGF)，結(jié)果顯示，在“潰瘍面積縮小大于75%的人數(shù)”這一指標(biāo)上，高劑量組、低劑量組及對(duì)照組分別為82.2%(37/45)、72.3%(34/47)、57.5%(27/47)。其中，高劑量組與對(duì)照組比較差異最顯著(P=0.025)。另有一項(xiàng)局部應(yīng)用bFGF促進(jìn)傷口愈合的研究發(fā)現(xiàn)，隨著bFGF劑量增加，糖尿病足潰瘍傷口感染率也相應(yīng)增加，且均高于對(duì)照組[9]。此外，也有一些使用GF促進(jìn)潰瘍愈合的研究中報(bào)道創(chuàng)面感染發(fā)生率與對(duì)照組相當(dāng)。然而，就GF劑量增加是否與感染風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)，目前尚未定論，這需要大樣本的前瞻性研究的結(jié)果加以證實(shí)。

2.3轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β(TGF-β):TGF-β由活化的巨噬細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、角化細(xì)胞、淋巴細(xì)胞及血小板分泌，除具有與PDGF相同的趨化作用外，TGF-β還可通過增加基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑含量而減輕對(duì)自身酶解作用。此外，Riede等[10]研究發(fā)現(xiàn)，TGF有增加內(nèi)皮細(xì)胞遷移和促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞導(dǎo)管形成的作用，并可靶向上調(diào)VEGF含量而刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞增生。Mi等[11]通過研究DFU中TNF及TGF-β1單一或聯(lián)合的致病機(jī)理，發(fā)現(xiàn)TGF-β1的低表達(dá)是導(dǎo)致DFU的重要因素，并指出若能克服TGF-β1半衰期短的缺點(diǎn)，就可以大大增強(qiáng)其對(duì)DFU的療效。因此，研究、開發(fā)GF緩釋給藥介質(zhì)，以及增強(qiáng)TGF靶向治療作用等是GF治療糖尿病足潰瘍未來主要的研究方向。

2.4表皮生長(zhǎng)因子 (EGF):EGF由血小板、巨噬細(xì)胞、單核細(xì)胞分泌，其與表皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞膜的EGF受體結(jié)合，不僅參與細(xì)胞增殖、遷移和分化功能的調(diào)節(jié)，而且是有效的促細(xì)胞分裂原。EGF的主要作用是通過增加角化細(xì)胞的增生和遷移，進(jìn)而促進(jìn)表皮細(xì)胞再生。2009年的一項(xiàng)多中心、雙盲、安慰劑作對(duì)照的RCT評(píng)價(jià)了對(duì)瓦格納分級(jí)為3～4級(jí)DFU病患局部注射兩種劑量的rhEGF (75ug或25ug) 的療效[12]。該研究結(jié)果顯示，高、低劑量組2周內(nèi)創(chuàng)口新生肉芽組織面積超過創(chuàng)面50%的人數(shù)均較對(duì)照組有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(75ug組:OR=7.5，95% CI:2.9-18.9;25ug組:OR=3.7，95% CI:1.6-8.7);并且兩種劑量的rhEGF的中位完全應(yīng)答時(shí)間明顯縮短于安慰劑組 (75ug組:P=0.006;25 ug組:P=0.031)。一項(xiàng)評(píng)價(jià)rhEGF療效的試點(diǎn)研究對(duì)納入的28例糖尿病足潰瘍患者創(chuàng)面實(shí)施了0.005%的rhEGF局部噴灑，觀察到所有患者均有陽(yáng)性的肉芽組織應(yīng)答;而且，隨訪8周后，其中的13例創(chuàng)面完全痊愈;第2、4、6、8周的傷口愈合率分別為43.4%、59.5%、68.7%和84.8%[13]。該試驗(yàn)中除一位女性患者的創(chuàng)面肉芽組織略有過度增生外，未發(fā)現(xiàn)其他不可控制的不良反應(yīng)。為提高rhEGF在DFU創(chuàng)面的生物利用度，Dong等[14]制備了以PLGA為載體的rhEGF納米微球，以單純r(jià)hEGF給藥作對(duì)照，rhEGF納米微球組在成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)速率和傷口愈合速率上均高于對(duì)照組。這項(xiàng)研究展示了GF聯(lián)合納米技術(shù)應(yīng)用于糖尿病足潰瘍的新型治療策略。

2.5血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子 (VEGF):糖尿病創(chuàng)面局部血管增生不良被認(rèn)為是潰瘍遷延不愈的一個(gè)重要原因，而VEGF是促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)最有效的有絲分裂原。VEGF由中性粒細(xì)胞和血小板分泌，正常皮膚組織中有少量VEGF表達(dá)，在皮膚創(chuàng)傷愈合過程中則由低氧環(huán)境介導(dǎo)而大量釋放。VEGF通過增加血管通透性，使血漿纖維蛋白凝結(jié)，形成血管生成的臨時(shí)基質(zhì)，從而促進(jìn)局部血管增生[15]。研究發(fā)現(xiàn)，VEGF165在腺病毒載體介導(dǎo)下持續(xù)釋放，具有刺激角蛋白細(xì)胞和成纖維細(xì)胞向創(chuàng)面遷移、促進(jìn)膠原沉積及上皮形成的作用，從而顯著縮短了傷口閉合的時(shí)間[16]。一項(xiàng)采用VEGF165治療神經(jīng)性糖尿病足潰瘍的臨床I期試驗(yàn)中，患者創(chuàng)面給予72mg/cm2 的VEGF165，與相同劑量的安慰劑作比較，實(shí)驗(yàn)組潰瘍完全愈合率、潰瘍愈合時(shí)間均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異 (分別為P=0.39和P=0.13)，并且VEGF165顯示出良好的耐受性[17]。

3應(yīng)用GF治療糖尿病足潰瘍尚需關(guān)注的問題

創(chuàng)傷愈合過程中細(xì)胞因子之間的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控關(guān)系及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路變化是非常復(fù)雜的，兩種或多種GF共同作用于創(chuàng)面的機(jī)制及療效也仍在研究中。富含自體血小板的血漿中含有多種GF，各種GF之間可協(xié)同作用，且無不良反應(yīng)。已有一些研究證實(shí)了其促進(jìn)創(chuàng)傷愈合的有效性。并且，最近一項(xiàng)使用庫(kù)存血小板濃縮液治療糖尿病足潰瘍的臨床試驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了其良好的療效[18]。當(dāng)前，GF給藥的方式主要是局部噴涂及病灶內(nèi)注射，而利用緩釋劑達(dá)到延長(zhǎng)GF作用時(shí)間的新方法也在不斷的嘗試中。已經(jīng)開展的臨床試驗(yàn)大多限于對(duì)單個(gè)GF的研究，且存在樣本量小以及各研究中采用的治療方案也不盡相同，其得出的結(jié)論呈現(xiàn)出不一致性。但是，局部應(yīng)用GF治療糖尿病足潰瘍可加速創(chuàng)面愈合，提高損傷治愈率的療效應(yīng)當(dāng)是肯定的。今后需進(jìn)一步探究各種GF對(duì)促進(jìn)創(chuàng)傷愈合尤其是促進(jìn)糖尿病足潰瘍創(chuàng)面愈合的復(fù)雜機(jī)制。必須指出的是，在糖尿病足潰瘍的臨床治療中，我們提倡GF的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)是在完善全身治療及傳統(tǒng)清創(chuàng)術(shù)的基礎(chǔ)上，此外，也需要酌情采用一些其他的輔助治療。相信隨著基因技術(shù)的發(fā)展，能為GF治療糖尿病足潰瘍的臨床廣泛應(yīng)用帶來革命性的突破。

[參考文獻(xiàn)]

[1]Boulton AJ.The diabetic foot: a global view[J].Diabetes Metab ResRev，2000，16 Suppl 1:S2-5.

[2]Gibbons GW.Lower extremity bypass in patients with diabetic foot ulcers[J].Surg Clin North Am，2003，83(3): 659-669.

[3]Spencer S.Pressure relieving interventions for preventing and treating diabetic foot ulcers[J].Cochrane Database Syst Rev，2000，3:2302.

[4]Lobmann R，Schultz G，Lehnert H.Molecular fundamentals of wound healing in diabetic foot syndrome[J].Med Klin (Munich)，2003，98(5):292-301.

[5]Falanga V.Wound healing and its impairment in the diabetic foot[J].Lancet，2005，366(9498):1736-1743.

[6]Fang RC，Galiano RD.A review of becaplermin gel in the treatment of diabetic neuropathic foot ulcers[J]. Biologics，2008，2(1):1-12.

[7]Papanas N，Maltezos E.Benefit-risk assessment of becaplermin in the treatment of diabetic foot ulcers[J]. Drug Saf，2010，33(6):455-461.

[8]Uchi H，Igarashi A，Urabe K，et al.Clinical efficacy of basic fibroblast growth factor (bFGF) for diabetic ulcer[J].Eur J Dermatol，2009，19(5):461-468.

[9]Kalicke T，Koller M，F(xiàn)rangen TM，et al.Local application of basic fibroblast growth factor increases the risk of local infection after trauma:an in-vitro and in-vivo study in rats[J].Acta Orthop，2007，78(1):63-73.

[10]Riedel K，Riedel F，Goessler UR，et al.Tgf-beta antisense therapy increases angiogenic potential in human keratinocytes in vitro[J].Arch Med Res，2007，38(1):45-51.

[11]Mi Q，Riviere B，Clermont G，et al.Agent-based model of inflammation and wound healing: insights into diabetic foot ulcer pathology and the role of transforming growth factor-beta1[J].Wound Repair Regen， 2007，15(5):671-682.

[12]Fernandez-Montequin JI，Valenzuela-Silva CM，Diaz OG，et al.Intra-lesional injections of recombinant human epidermal growth factor promote granulation and healing in advanced diabetic foot ulcers: multicenter， randomised， placebo-controlled， double-blind study[J].Int Wound J，2009，6(6):432-443.

[13]Tuyet HL，Nguyen Quynh TT，Vo Hoang Minh H，et al.The efficacy and safety of epidermal growth factor in treatment of diabetic foot ulcers: the preliminary results[J].Int Wound J，2009，6(2):159-166.

[14]Dong X，Xu J，Wang W，et al.Repair effect of diabetic ulcers with recombinant human epidermal growth factor loaded by sustained-release microspheres[J].Sci China C Life Sci，2008，51(11):1039-1044.

[15]Elias PM，Arbiser J，Brown BE，et al.Epidermal vascular endothelial growth factor production is required for permeability barrier homeostasis，dermal angiogenesis，and the development of epidermal hyperplasia: implications for the pathogenesis of psoriasis[J].Am J Pathol，2008，173(3):689-699.

[16]Brem H，Kodra A，Golinko MS，et al.Mechanism of sustained release of vascular endothelial growth factor in accelerating experimental diabetic healing[J].J Invest Dermatol，2009，129(9):2275-2287.

[17]Hanft JR，Pollak RA，Barbul A，et al.Phase I trial on the safety of topical rhVEGF on chronic neuropathic diabetic foot ulcers[J].J Wound Care，2008，17(1):30-32，34-37.

[18]Jeong SH，Han SK，Kim WK.Treatment of diabetic foot ulcers using a blood bank platelet concentrate[J]. Plast Reconstr Surg，2010，125(3):944-952.

[收稿日期]2010-05-10 [修回日期]2010-06-25

編輯/李陽(yáng)利