瘢痕研究的現(xiàn)狀和展望

江 華, 張盈帆

述 評(píng)

瘢痕研究的現(xiàn)狀和展望

江 華, 張盈帆

病理性瘢痕； 瘢痕疙瘩； 增生性瘢痕； 信號(hào)調(diào)控

瘢痕是皮膚創(chuàng)傷愈合過(guò)程中組織自身修復(fù)的產(chǎn)物，但過(guò)度修復(fù)將導(dǎo)致病理性瘢痕的形成，后者主要包括增生性瘢痕和瘢痕疙瘩，會(huì)造成患者外形的毀損和程度不等的功能障礙。如何使手術(shù)后瘢痕最小化甚至無(wú)瘢痕愈合，以及對(duì)病理性瘢痕的防治，始終是整形外科研究的熱點(diǎn)。

20世紀(jì)50年代，Hess就發(fā)現(xiàn)胎豚鼠皮膚組織創(chuàng)口能快速修復(fù)而無(wú)瘢痕遺留，從而開(kāi)啟了無(wú)瘢痕愈合的探索。雖然經(jīng)過(guò)近60年的研究，人們?nèi)匀粺o(wú)法實(shí)現(xiàn)無(wú)瘢痕愈合。這是因?yàn)?，與胚胎的再生愈合模式不同，孕后期或出生后成體動(dòng)物傷口的愈合主要經(jīng)歷早期炎癥期、細(xì)胞增殖期和修復(fù)重塑期。大量的研究已揭示，瘢痕修復(fù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括：創(chuàng)傷早期炎細(xì)胞聚集，釋放大量細(xì)胞因子(炎癥信號(hào))，導(dǎo)致成纖維細(xì)胞及血管內(nèi)皮細(xì)胞(微血管)增殖，合成以膠原為主的細(xì)胞外基質(zhì)大量沉積，瘢痕形成， 隨著再上皮化的完成，成纖維細(xì)胞及內(nèi)皮細(xì)胞逐漸凋亡，膠原纖維重塑到最終瘢痕成熟。而病理性瘢痕的實(shí)質(zhì)則是成纖維細(xì)胞過(guò)度持續(xù)增殖并合成大量排列紊亂的膠原纖維及細(xì)胞外基質(zhì)的過(guò)度沉積[1]。進(jìn)一步明確上述瘢痕形成通路的細(xì)節(jié)及各環(huán)節(jié)間的詳盡調(diào)控機(jī)制仍需開(kāi)展大量的基礎(chǔ)研究，但從臨床瘢痕現(xiàn)象的基本事實(shí)出發(fā)，則可確定其中研究的重點(diǎn)。

首先，皮膚瘢痕主要來(lái)源于真皮層。臨床上眼瞼切口瘢痕最小或幾乎無(wú)瘢痕愈合，其真皮層最薄而上皮層相對(duì)較厚，切口愈合最快。另外燒傷瘢痕往往最易增生，也與愈合時(shí)間高度相關(guān)，愈合(再上皮化)時(shí)間越長(zhǎng)，瘢痕增生越明顯。這同樣適用于無(wú)瘢痕愈合的胚胎皮膚。Cass等[2]發(fā)現(xiàn)，即使是胎齡較小的哺乳動(dòng)物，切口較大時(shí)，也會(huì)有瘢痕的形成。胎齡相同時(shí)，切口越大，愈合時(shí)間越長(zhǎng)形成瘢痕的可能性就越大。顯然傷口愈合或再上皮化的完成對(duì)于瘢痕的形成和增生起到至關(guān)重要的作用，而目前有關(guān)這方面的研究尚少， 進(jìn)一步明確上皮層細(xì)胞與成纖維細(xì)胞之間確切的信號(hào)傳遞通路，尋找能引起成纖維細(xì)胞凋亡的關(guān)鍵因素，應(yīng)是今后研究的一個(gè)重點(diǎn)。

其次，病理性瘢痕多發(fā)于胸骨前以及肩胛區(qū)等特殊部位，且呈現(xiàn)出“蝴蝶狀”“蟹鉗狀”以及“啞鈴狀”等特征性的表現(xiàn)，張力無(wú)疑是導(dǎo)致瘢痕或瘢痕增生的最關(guān)鍵的影響因素。反之，局部張力的降低即可明顯降低病理性瘢痕的發(fā)生。Gurtner等[3]在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和I期臨床研究中發(fā)現(xiàn)，在腹部切口周?chē)鷧^(qū)域應(yīng)用硅膠元件減弱腹壁成形術(shù)后局部外在張力可明顯抑制瘢痕的形成，從而改善其外觀。研究表明，人類(lèi)皮膚對(duì)機(jī)械作用力有著精確的敏感性和反應(yīng)性，幾乎皮膚中所有的組成細(xì)胞都可對(duì)機(jī)械作用力發(fā)生反應(yīng)[4]，并通過(guò)TGF- β/ Smad，整合素(intergrin)和鈣離子信號(hào)通路參與瘢痕形成和增生，其中關(guān)鍵的作用環(huán)節(jié)為成纖維細(xì)胞的大量活化而生成肌成纖維細(xì)胞(myofibroblast)，后者通過(guò)α 平滑肌肌動(dòng)蛋白的表達(dá)獲得收縮特性，進(jìn)一步產(chǎn)生促纖維生長(zhǎng)因子，并通過(guò)黏著斑激酶(FAK)等信號(hào)通路完成以Ⅰ型膠原為主的細(xì)胞外基質(zhì)的合成分泌[5]。因此，除了從減小皮膚外部環(huán)境應(yīng)力的途徑防治瘢痕外，進(jìn)一步精確調(diào)控張力誘導(dǎo)的組織和細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑，尤其是從肌成纖維細(xì)胞調(diào)控的關(guān)鍵靶點(diǎn)入手阻斷瘢痕形成和增生，亦應(yīng)成為今后研究的另一個(gè)重點(diǎn)。

迄今為止，在瘢痕控制方面取得的最令人滿意的結(jié)果無(wú)疑是對(duì)轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子- β(TGF- β)與瘢痕關(guān)系的研究。大量實(shí)驗(yàn)表明，提高TGF- β1和TGF- β2的水平可顯著加重瘢痕形成，而TGF- β3則可通過(guò)中和TGF- β共同受體阻斷信號(hào)通路的傳導(dǎo)而抑制瘢痕的產(chǎn)生，后者主要在胚胎期皮膚內(nèi)高表達(dá)，在出生后動(dòng)物皮膚內(nèi)表達(dá)則相對(duì)不足[1]?；诖藱C(jī)制而生產(chǎn)的人工合成的轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子TGF- β3阿伏特明(avotermin)已進(jìn)入Ⅲ期臨床實(shí)驗(yàn)階段[6]。第1、2階段的臨床試驗(yàn)證明，在傷后24 h內(nèi)，于傷口邊緣皮下注射低劑量的阿伏特明可促進(jìn)健康皮膚再生，顯著改善瘢痕外觀，具有加快和永久改善瘢痕的潛力[7]。盡管人們希望去進(jìn)一步通過(guò)尋找瘢痕調(diào)控中的關(guān)鍵因子來(lái)復(fù)制阿伏特明的成功，但從理論上分析卻有些困難。首先，TGF- β在傷口初期直到瘢痕形成的全過(guò)程均保持高表達(dá)，并且持續(xù)發(fā)揮了促炎癥和膠原合成兩大關(guān)鍵作用，從現(xiàn)有研究進(jìn)展分析沒(méi)有其他哪種細(xì)胞因子在瘢痕的形成過(guò)程中起到如此重要的作用。

因此，從整體上分析并把握瘢痕防治研究的策略，對(duì)我們今后的工作具有重要的意義。

1 盡量由信號(hào)調(diào)控的上游發(fā)揮作用

瘢痕形成是一個(gè)由多種細(xì)胞參與，多種細(xì)胞因子介導(dǎo)，多條信號(hào)通路轉(zhuǎn)導(dǎo)的復(fù)雜過(guò)程，在各種信號(hào)向下傳遞的過(guò)程中會(huì)有信號(hào)通路之間的交叉協(xié)同作用和級(jí)聯(lián)放大效應(yīng)，這也就不難解釋調(diào)控信號(hào)傳導(dǎo)的上游因子其效率或效果一定比阻斷其下游通路的作用要強(qiáng)。

對(duì)比胚胎無(wú)瘢痕愈合和出生后動(dòng)物瘢痕修復(fù)的差異，除了兩者皮膚結(jié)構(gòu)、生長(zhǎng)環(huán)境的差異外，從修復(fù)過(guò)程上看最重要的區(qū)別在于后者存在早期炎癥反應(yīng)階段[8]。雖然從進(jìn)化角度分析早期炎癥反應(yīng)對(duì)傷口自身清除壞死組織以及對(duì)抗細(xì)菌方面具有進(jìn)步意義，但卻對(duì)瘢痕的形成起到至關(guān)重要的影響。臨床上可觀察到口腔黏膜的瘢痕比皮膚要小，在豬動(dòng)物模型上進(jìn)一步對(duì)比研究發(fā)現(xiàn)，口腔黏膜早期炎癥是一個(gè)快速的一過(guò)性的反應(yīng)過(guò)程，而同樣的皮膚傷口則是一個(gè)持久的炎癥反應(yīng)過(guò)程，同樣提示黏膜的無(wú)瘢痕或少瘢痕愈合與相對(duì)短暫的炎癥反應(yīng)密切相關(guān)[9]。因此，從啟動(dòng)環(huán)節(jié)抑制炎癥反應(yīng)可以最大效率的抑制瘢痕的形成。這從瘢痕治療的最佳時(shí)機(jī)就可以得到佐證。如在前期臨床試驗(yàn)中，阿伏特明推薦的最佳給藥時(shí)間是在傷后24 h內(nèi)，且大多注射是在手術(shù)后即時(shí)進(jìn)行的。在應(yīng)用手術(shù)切除加術(shù)后放射治療瘢痕疙瘩的臨床研究中，國(guó)內(nèi)外的多個(gè)作者均報(bào)道，手術(shù)后24 h內(nèi)即開(kāi)始第1次放射治療的效果最好，且復(fù)發(fā)率最低[10- 11]。

依據(jù)同樣的思路，一些能抑制早期炎癥反應(yīng)的藥物均顯示了對(duì)抗瘢痕的良好應(yīng)用前景。如IL- 10能通過(guò)抑制傷口早期中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的趨化聚集而抑制炎癥反應(yīng)。在IL- 10基因敲除的小鼠胚胎模型上發(fā)現(xiàn)，皮膚損傷后的瘢痕愈合將取代正常的無(wú)瘢痕愈合過(guò)程。相反，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和1次Ⅱ期臨床試驗(yàn)中均表明，傷口局部添加外源性IL- 10能顯著改善瘢痕的外觀[12]。類(lèi)似的探索還包括一些非甾體抗炎藥物的應(yīng)用,如cox- 2通路阻斷劑以及免疫抑制劑他可莫司等[13]。

2 預(yù)防為主，多環(huán)節(jié)多靶點(diǎn)協(xié)同治療

基于瘢痕形成后就無(wú)法逆轉(zhuǎn)回復(fù)到正常皮膚的原理，對(duì)于瘢痕的最佳治療顯然在于預(yù)防，防止瘢痕形成或者預(yù)防瘢痕增生，同樣體現(xiàn)了從源頭或上游信號(hào)通路調(diào)控瘢痕反應(yīng)的策略。但在實(shí)踐中，雖然從源頭抑制瘢痕能取得最佳效率，但由于瘢痕形成過(guò)程參與的細(xì)胞、因子和化學(xué)信號(hào)眾多，就像一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，在現(xiàn)有措施還不能對(duì)某一關(guān)鍵環(huán)節(jié)完全阻斷的情況下，從多個(gè)靶點(diǎn)進(jìn)行協(xié)同治療無(wú)疑能顯著增強(qiáng)療效。目前，臨床上對(duì)于病理性瘢痕的一些有效治療無(wú)不體現(xiàn)了這一策略的優(yōu)勢(shì)。如瘢痕內(nèi)注射甾體類(lèi)固醇激素能通過(guò)顯著的抗炎及抗膠原生成的作用而對(duì)抗瘢痕增生，已作為瘢痕疙瘩的一線治療和增生性瘢痕的二線治療，但單獨(dú)應(yīng)用激素注射療法,其不良反應(yīng)和復(fù)發(fā)率均較高，如果聯(lián)合輔助應(yīng)用5- 氟尿嘧啶(主要通過(guò)抗成纖維細(xì)胞的增殖來(lái)發(fā)揮協(xié)同作用)則能顯著提高療效，同時(shí)還能減少?gòu)?fù)發(fā)和各自不良反應(yīng)的發(fā)生，已得到廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。最新的臨床研究還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前兩種療法進(jìn)一步聯(lián)合應(yīng)用脈沖染料激光(pulsed dye laser， PDL)時(shí)療效還會(huì)更佳，而后者則主要發(fā)揮對(duì)于瘢痕血管的抑制作用[14]。另外，貝伐單抗是第一個(gè)通過(guò)美國(guó)食品和藥物管理局批準(zhǔn)的血管生成抑制劑，同樣可通過(guò)抑制增生瘢痕中的微血管靶點(diǎn)發(fā)揮很好的協(xié)同抗瘢痕的作用[15]。除了在病理性瘢痕治療中應(yīng)遵循上述策略外，在無(wú)瘢痕愈合研究中仍可借鑒這一思路，即在現(xiàn)有條件下對(duì)多種藥物和方法聯(lián)合應(yīng)用。阿伏特明+IL- 10(阻斷早期炎癥反應(yīng))+針對(duì)成纖維細(xì)胞的基因治療[16]，同時(shí)應(yīng)用外用裝置消除張力，通過(guò)多環(huán)節(jié)多靶點(diǎn)協(xié)同抑制瘢痕的形成，必將大大推進(jìn)無(wú)瘢痕愈合過(guò)程的實(shí)現(xiàn)。

3 注重新的技術(shù)和新的藥物的探索

隨著科學(xué)的進(jìn)步，各種新興技術(shù)為臨床上各異的瘢痕提供了新的選擇。如點(diǎn)陣激光和微等離子體(plasma)的應(yīng)用，主要通過(guò)光熱或射頻能量重塑瘢痕內(nèi)膠原纖維的含量和比例，以達(dá)到改善瘢痕尤其是表淺性瘢痕的目的[17- 18]。在藥物方面，多種其他領(lǐng)域的藥物在瘢痕治療方面也顯示出一定的應(yīng)用前景，如血管緊張素酶抑制劑、A型肉毒毒素、咪喹莫特、曲尼司特等，其中A型肉毒毒素不論在體外細(xì)胞培養(yǎng)、動(dòng)物實(shí)驗(yàn)以及初步臨床應(yīng)用中均顯示出抑制瘢痕生長(zhǎng)的確切療效[19- 20]，繼續(xù)研究其作用機(jī)制并設(shè)計(jì)更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)呐R床試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，均是值得進(jìn)一步探索的未知領(lǐng)域。

[1] Profyris C, Tziotzios C, Do Vale I. Cutaneous scarring: Pathophysiology, molecular mechanisms, and scar reduction therapeutics Part I. The molecular basis of scar formation[J]. J Am Acad Dermatol, 2012,66(1):1- 10.

[2] Cass DL, Bullard KM, Sylvester KG, et al. Wound size and gestational age modulate scar formation in fetal wound repair[J]. J Pediatr Surg, 1997,32(3):411- 415.

[3] Gurtner GC, Dauskardt RH, Wong VW, et al. Improving cutaneous scar formation by controlling the mechanical environment: large animal and phase I studies[J]. Ann Surg, 2011,254(2):217- 225.

[4] Wong VW, Longaker MT, Gurtner GC. Soft tissue mechanotransduction in wound healing and fibrosis[J]. Semin Cell Dev Biol, 2012,23(9):981- 986.

[5] Wong VW, Rustad KC, Akaishi S, et al. Focal adhesion kinase links mechanical force to skin fibrosis via inflammatory signaling[J]. Nat Med, 2011,18(1):148- 152.

[6] Douglas HE. TGF- β in wound healing: a review[J]. J Wound Care, 2010,19(9):403- 406.

[7] So K, McGrouther DA, Bush JA, et al. Avotermin for scar improvement following scar revision surgery: a randomized, double- blind, within- patient, placebo- controlled, phaseⅡclinical trial[J]. Plast Reconstr Surg, 2011,128(1):163- 172.

[8] Ferguson MW, O′Kane S. Scar- free healing: from embryonic mechanisms to adult therapeutic intervention[J]. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci, 2004,359(1445):839- 850.

[9] Mak K, Manji A, Gallant- Behm C, et al. Scarless healing of oral mucosa is characterized by faster resolution of inflammation and control of myofibroblast action compared to skin wounds in the red Duroc pig model[J]. J Dermatol Sci, 2009,56(3):168- 180.

[10] 李 濤, 朱衛(wèi)國(guó), 彭 進(jìn), 等. 瘢痕疙瘩術(shù)后放療的時(shí)間效應(yīng)探討[J]. 西部醫(yī)學(xué), 2004,16(4):327- 328.

[11] Annacontini L, Parisi D, Maiorella A, et al. Long- term follow- up in the treatment of keloids by combined surgical excision and immediate postoperative adjuvant irradiation[J]. Plast Reconstr Surg, 2008,121(1):338- 339.

[12] Kieran Ⅰ, Knock A, Bush J, et al. Interleukin- 10 reduces scar formation in both animal and human cutaneous wounds: results of two preclinical and phase Ⅱ randomized control studies[J]. Wound Repair Regen, 2013,21(3):428- 436.

[13] Gisquet H, Liu H, Blondel WC, et al. Intradermal tacrolimus prevent scar hypertrophy in a rabbit ear model: a clinical, histological and spectroscopical analysis[J]. Skin Res Technol, 2011,17(2):160- 166.

[14] Asilian A, Darougheh A, Shariati F. New combination of triamcinolone, 5- Fluorouracil, and pulsed- dye laser for treatment of keloid and hypertrophic scars[J]. Dermatol Surg, 2006,32(7):907- 915.

[15] Diao JS, Xia WS, Guo SZ. Bevacizumab: a potential agent for prevention and treatment of hypertrophic scar[J]. Burns, 2010,36(7):1136- 1137.

[16] Stoff A, Rivera AA, Mathis JM, et al. Effect of adenoviral mediated overexpression of fibromodulin on human dermal fibroblasts and scar formation in full- thickness incisional wounds[J]. J Mol Med, 2007,85(5): 481- 496.

[17] Kunishige JH, Katz TM, Goldberg LH, et al. Fractional photothermolysis for the treatment of surgical scars[J]. Dermatol Surg, 2010,36(4):538- 541.

[18] Halachmi S, Orenstein A, Meneghel T, et al. A novel fractional micro- plasma radio- frequency technology for the treatment of facial scars and rhytids: a pilot study[J]. J Cosmet Laser Ther, 2010,12(5):208- 212.

[19] Xiao Z, Zhang M, Liu Y, et al. Botulinum toxin type a inhibits connective tissue growth factor expression in fibroblasts derived from hypertrophic scar[J]. Aesthetic Plast Surg, 2011,35(5):802- 807.

[20] Robinson AJ, Khadim MF, Khan K. Keloid scars and treatment with BTXA: the belfast experience[J]. J Plast Reconstr Aesthet Surg, 2013,66(3):439- 440.

200003 上海，第二軍醫(yī)大學(xué)長(zhǎng)征醫(yī)院 整形外科

江 華(1962- )，男，安徽黃山人，教授，主任醫(yī)師，博士生導(dǎo)師.

10.3969/j.issn.1673- 7040.2015.03.001

2015- 02- 04)