蔡傳棟 路明寬 王偉 范存義 劉珅

肌腱粘連是肌腱損傷后常見并發(fā)癥之一。據(jù)文獻報道，美國的肌腱損傷發(fā)病率達33.2/10萬，每年因肌腱損傷而就診患者超過10萬[1]。肌腱損傷患者經(jīng)手術(shù)治療后約40%可發(fā)生不同程度肌腱粘連，導致肢體活動受限，甚至終生殘疾[2]。近年，國內(nèi)外許多學者對肌腱粘連發(fā)生的分子機制進行了深入研究，并在預防肌腱粘連的藥物和生物材料等研究方面取得重要進展。我們回顧文獻對這些研究進展作一綜述，以期加深臨床醫(yī)生對肌腱粘連的了解，增進肌腱粘連干預效果，改善患者預后。

1 肌腱粘連形成機制

1.1 肌腱粘連形成的病理過程

肌腱損傷修復手術(shù)后，肌腱愈合過程可分為三個連續(xù)且互相重疊的階段：炎癥期(術(shù)后1～7 d)、增殖期(術(shù)后3～14 d)和重塑期(術(shù)后10 d以后)，各時期持續(xù)時間取決于肌腱損傷程度[3]。傳統(tǒng)觀點認為，肌腱損傷后主要通過兩條途徑達到愈合：內(nèi)源性愈合[4]和外源性愈合[5]。內(nèi)源性愈合主要通過肌腱內(nèi)肌腱細胞在滑液的營養(yǎng)供應下進行自身增殖及生成基質(zhì)，這種愈合方式有利于提高愈合后肌腱的機械強度，降低肌腱粘連的嚴重程度[6]。外源性愈合則通過損傷周圍的腱鞘和皮下組織中的成纖維細胞遷移至受損肌腱處形成肉芽組織來覆蓋損傷肌腱，這種愈合方式也會引起肌腱周圍粘連組織形成[7]。

近年學者們發(fā)現(xiàn)，肌腱損傷后肌腱表面細胞在粘連組織形成中發(fā)揮重要作用。Cadby等[8]研究馬屈肌腱細胞群發(fā)現(xiàn)，與肌腱內(nèi)部細胞相比，肌腱表面細胞的遷移和增殖速度更快，并且更容易向肌成纖維細胞分化。另外，肌腱基底膜損傷后，肌腱表面細胞分泌的Ⅳ型膠原、層粘連蛋白和纖連蛋白增多[9-10]，而這些蛋白在粘連組織中均有表達[11]。Best等[12]發(fā)現(xiàn)，肌腱表面細胞更易于遷移至損傷區(qū)域，并且能快速增殖，從而形成瘢痕組織。由此推斷，肌腱表面細胞具有維持正常肌腱連續(xù)性以及促進肌腱粘連的雙重效應。因此，在肌腱愈合過程中，干擾肌腱表面細胞的增殖將有利于減少肌腱粘連形成。

1.2 肌腱內(nèi)部細胞亞群的作用

研究表明，肌腱內(nèi)部細胞具有異質(zhì)性，可根據(jù)其細胞標志物不同分為數(shù)個細胞亞群，如轉(zhuǎn)錄因子scleraxis(Scx)陽性細胞、鈣結(jié)合蛋白S100a4陽性細胞等[13]。

在肌腱愈合的增殖期，Scx陽性肌腱細胞可自肌腱內(nèi)部遷移至損傷處，形成排列整齊的細胞橋，為隨后的肌腱再生提供骨架，提示Scx陽性肌腱細胞在內(nèi)源性愈合中具有關(guān)鍵作用[12]。Sakabe等[14]研究發(fā)現(xiàn)，Scx基因敲除小鼠的肌腱損傷部位，細胞外基質(zhì)沉積減少，紊亂的Ⅲ型膠原不能向有序的Ⅰ型膠原轉(zhuǎn)化，肌腱愈合強度較正常小鼠下降，且肌腱粘連程度增加。

S100a4陽性細胞則定位于損傷肌腱周圍的不規(guī)則瘢痕組織中。Ackerman等[15]利用S100a4基因敲除小鼠構(gòu)建肌腱損傷模型，進一步的實驗發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，S100a4基因敲除小鼠損傷區(qū)域中巨噬細胞和肌成纖維細胞數(shù)量均明顯減少，肌腱愈合后的活動范圍與力學強度均得到改善。因此，他們認為S100a4陽性細胞有望成為防治肌腱粘連的新靶點。

1.3 肌腱粘連形成相關(guān)因子及信號轉(zhuǎn)導通路

肌腱粘連形成相關(guān)的細胞因子及信號轉(zhuǎn)導通路的研究主要涉及以下幾類：轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β，基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)，環(huán)氧化酶(COX)-2/前列腺素E(PGE)/前列腺素4型受體(EP4)信號轉(zhuǎn)導通路，核因子κB(NF-κB)等。

TGF-β是肌腱粘連形成的病理過程中得到最廣泛研究的細胞因子。肌腱愈合的炎癥期，遷移至此的巨噬細胞釋放TGF-β，對肌腱細胞的增殖與重塑產(chǎn)生影響[16]。首先，TGF-β與成纖維細胞表面的TGF-β受體結(jié)合，使細胞質(zhì)內(nèi)的Smad3蛋白磷酸化，并進入細胞核調(diào)控靶基因表達，繼而促進細胞增殖并使其向肌成纖維細胞分化，從而促進膠原蛋白分泌[17]。同時，TGF-β與受體結(jié)合后，使胞質(zhì)內(nèi)的細胞外信號調(diào)節(jié)激酶(ERK)2磷酸化并作用于Smad2/Smad3連接區(qū)，增強TGF-β/Smad信號轉(zhuǎn)導通路的作用效果，間接促進成纖維細胞分泌膠原蛋白，發(fā)揮促進肌腱粘連的作用[18]。

MMP是以金屬離子為輔因子的蛋白酶家族。研究發(fā)現(xiàn)，肌腱愈合過程中MMP家族的含量變化失去平衡，這是形成粘連組織的重要原因之一。Farhat等[19]發(fā)現(xiàn)，TGF-β能夠誘導肌腱細胞中的纖溶酶原激活物抑制物(PAI)-1表達，加速纖溶酶及其介導的MMP2的降解，導致細胞外基質(zhì)與Ⅲ型膠原蛋白過度沉積，促進肌腱粘連的發(fā)展。Loiselle等[20]構(gòu)建MMP9基因敲除小鼠肌腱損傷模型，進一步的實驗發(fā)現(xiàn)，與野生型小鼠相比，MMP9敲除小鼠的肌腱粘連程度顯著減輕，且愈合后的肌腱生物力學強度沒有明顯下降。之后，他們還將野生型小鼠的骨髓細胞移植入MMP9基因敲除小鼠模型，發(fā)現(xiàn)接受移植小鼠的肌腱粘連程度加重。他們的研究證實，MMP9來源于遷移至損傷部位的骨髓細胞，并且在肌腱粘連過程中具有重要作用。

COX-2/PGE/EP4信號轉(zhuǎn)導通路在肌腱粘連形成中具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，在肌腱愈合過程中，COX-2含量增加，其可以催化花生四烯酸分解為PGE，后者可作用于靶細胞膜上的EP4，從而啟動COX-2/PGE/EP4信號轉(zhuǎn)導通路[21]。Ackerman等[22]進行實驗發(fā)現(xiàn)，在小鼠S100a4陽性肌腱細胞中敲除EP4基因后，肌腱愈合早期的粘連程度顯著降低；在損傷中后期，粘連組織中EP4表達總體增加，粘連程度也隨之增加。研究表明，COX-2/PGE/EP4信號轉(zhuǎn)導通路可以促進粘連組織形成。然而也有學者發(fā)現(xiàn)，應用大劑量非甾體抗炎藥抑制COX-2則可導致?lián)p傷處募集的肌腱干細胞的凋亡增加，不利于肌腱愈合[23]。同時，全身性應用EP4抑制劑可使局部巨噬細胞浸潤增加，Ⅲ型膠原蛋白分泌增多，反而加重肌腱粘連程度[24]。綜上所述，COX-2/PGE/EP4信號轉(zhuǎn)導通路在肌腱愈合過程中的作用比較復雜，尚需要進一步研究對該通路進行干預的時間點和用藥劑量。

NF-κB位于細胞質(zhì)內(nèi)，激活后可進入細胞核發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子的作用。在肌腱損傷的早期，腫瘤壞死因子-α、白細胞介素(IL)-1β和IL-6等諸多炎性因子的表達增加，這些因子作用于肌腱細胞表面的Toll樣受體，激活細胞質(zhì)內(nèi)的NF-κB并作為轉(zhuǎn)錄因子進入細胞核，上調(diào)上述炎癥因子的表達，形成正反饋通路，放大炎癥效應[25]。Chen等[26]的研究發(fā)現(xiàn)，在人肌腱粘連組織中，NF-κB 家族亞單位p65的含量明顯上升。他們將可以抑制p65表達的siRNA注射至大鼠的肌腱損傷部位，發(fā)現(xiàn)肌腱愈合后的粘連程度顯著降低。他們進行的體外實驗也證實，p65通過抑制成纖維細胞凋亡產(chǎn)生促膠原蛋白生成的作用，從而促進了肌腱粘連組織生成。

2 肌腱粘連的預防與治療

2.1 手術(shù)

對于肌腱損傷患者，適合的手術(shù)方法和肌腱縫合技術(shù)可以有效減輕術(shù)后肌腱粘連程度。Yildiran等[27]設(shè)計了一種新型環(huán)狀縫合技術(shù)，并應用于雞趾屈肌腱損傷粘連模型。他們發(fā)現(xiàn)，采用該技術(shù)，肌腱的愈合強度與活動范圍均優(yōu)于采用傳統(tǒng)的Kessler縫合技術(shù)。

有學者對縫合所用的尼龍縫線進行改良，也獲得不錯的效果。Zhou等[28]介紹一種新型縫線并將其用于雞趾屈肌腱損傷粘連模型，該縫線負載了含血管生長因子與堿性成纖維細胞生長因子的納米顆粒。他們發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)可吸收縫線相比，采用新型縫線縫合后，肌腱愈合強度提高5.8倍，肌腱愈合后的粘連程度也有所減輕。不過，該新型縫線的臨床轉(zhuǎn)化應用還有待開展進一步的研究。

2.2 藥物

肌腱愈合的炎癥期有大量炎癥因子釋放，其介導的過度炎癥反應是導致肌腱粘連形成的重要原因[29]。因此，許多學者使用非甾體抗炎藥[30]、?；撬醄31]等藥物抑制與粘連發(fā)生相關(guān)的炎性細胞和因子，希望通過減輕炎癥反應來防治肌腱粘連。此外，肌腱愈合的增殖期有促纖維因子大量釋放，導致成纖維細胞被過度激活，并生成膠原蛋白沉積于肌腱周圍，這也是肌腱粘連發(fā)生的重要因素。Lee等[32]發(fā)現(xiàn)，水溶性維生素E Trolox具有抗氧化應激，抑制TGF-β、IL-10等粘連相關(guān)細胞因子的作用。他們進一步將Trolox用于雞趾屈肌腱損傷粘連模型，6周后發(fā)現(xiàn)，Trolox可使局部粘連顯著降低，且對肌腱愈合強度沒有明顯影響。Zheng等[33]將二甲雙胍用于防治大鼠肌腱損傷修復術(shù)后的肌腱粘連形成。他們發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍可使腺苷酸活化蛋白激酶磷酸化，進而抑制TGF-β信號轉(zhuǎn)導通路，通過抑制損傷局部成纖維細胞的增殖和膠原分泌，促進成纖維細胞凋亡，達到防治肌腱粘連的目的。

2.3 生物材料防粘連膜

近年，生物材料防粘連膜在預防肌腱粘連形成中的應用越來越廣泛。其不僅具有替代損傷腱鞘的作用，還能抑制肌腱周圍粘連組織形成，一些生物材料防粘連膜甚至具有促進肌腱愈合和肌腱滑動的作用[34]。因效果良好，多功能生物材料防粘連膜的制備和應用成為研究熱點。

生物材料防粘連膜的優(yōu)勢包括：①在體內(nèi)大多可自行降解，無異物殘留；②具有良好的組織相容性，不會誘發(fā)嚴重的炎癥反應和免疫反應；③多孔防粘連膜具有較好的滲透性，允許屏障兩側(cè)的營養(yǎng)物質(zhì)進行交換，且不影響肌腱的內(nèi)源性愈合；④材料內(nèi)可包含抑制肌腱粘連或促進肌腱愈合的細胞因子或藥物，因而具有多能性。

天然材料防粘連膜是從生物體中提取組織制作而成的，其具有生物相容性好、毒性不良反應低、制備容易等優(yōu)點[35]。Liu等[36]開展研究，從生物體中提取天然高分子羊膜，經(jīng)脫細胞處理后應用于雞趾屈肌腱損傷粘連模型。他們發(fā)現(xiàn)，羊膜治療組肌腱炎癥反應輕微，治療后肌腱的粘連程度和滑動能力以及腳趾活動范圍均優(yōu)于對照組，且排異反應較小。Liu等[37]的研究采用豬小腸粘膜下層包裹兔肌腱損傷部位，他們發(fā)現(xiàn)，與對照組相比該修復材料具有減少IL-1β、IL-6等炎癥因子生成的作用。然而，這類異種移植物材料仍具有發(fā)生排異反應的風險，尚待進一步的臨床研究進行探索。

人工合成材料防粘連膜以高分子化合物為基質(zhì)，輔以多種藥物或細胞因子制成，具有可修飾性和多功能性等特點[38]。Shalumon等[39]以聚乙二醇/聚己內(nèi)酯為原料制備靜電紡絲纖維膜，并在纖維膜孔隙中置入透明質(zhì)酸、銀納米微粒和布洛芬。他們將該防粘連膜應用于兔肌腱損傷粘連模型，發(fā)現(xiàn)其具有潤滑肌腱表面，減少肌腱滑動阻力，抗感染，抗炎癥反應等多重功能，可使肌腱愈合后的粘連程度與活動范圍得到明顯改善。Zhao等[40]將可誘導成纖維細胞凋亡的絲裂霉素C加載至透明質(zhì)酸水溶膠中，再將水溶膠包裹于聚乳酸制成的靜電紡絲纖維膜。他們將該纖維膜覆蓋于大鼠肌腱損傷處，發(fā)現(xiàn)絲裂霉素C可通過穩(wěn)定可控的方式釋放，從而有效改善損傷處的肌腱粘連程度，且肌腱愈合后的力學強度無顯著降低。

2.4 其他方法

基因治療可以通過促進或抑制靶基因表達，達到加速肌腱愈合、減少肌腱粘連形成的目標[41]。Zhou等[42]將包裹TGF-β-miRNA的納米顆粒注射至雞趾屈肌腱損傷修復部位，術(shù)后6周發(fā)現(xiàn)，肌腱愈合強度顯著增加，TGF-β等促粘連相關(guān)因子生成減少，肌腱粘連程度降低。Loiselle等[43]開展研究，分別于術(shù)后2、6、12 d將抑制Smad3表達的反義寡核苷酸注射至小鼠肌腱損傷周圍。他們發(fā)現(xiàn)，術(shù)后3周受傷小鼠的Ⅲ型膠原蛋白表達減少，肌腱粘連程度降低，而肌腱愈合強度沒有明顯下降。

一些學者還從氧化應激角度研究防治肌腱粘連的新方法。Tang等[44]首先對肌腱損傷大鼠進行熱處理，使其體溫暫時升高，然后進行肌腱斷裂的修復。他們發(fā)現(xiàn)，與未進行熱處理組相比，熱處理組在8周后熱休克蛋白70的表達增加，局部炎癥細胞浸潤減少，膠原排列得到改善，肌腱粘連程度明顯減輕。不過，由于肌腱損傷通常需要急診處理，該方法的臨床應用受到制約。

3 展望

目前已知，肌腱內(nèi)細胞具有異質(zhì)性，可被分為不同亞群，各亞群在肌腱愈合過程中發(fā)揮不同作用。然而，對于這些細胞的起源，相互關(guān)系，在肌腱愈合和粘連過程中的具體作用仍未明確。隨著對肌腱粘連機制研究的不斷深入，學者們從多角度提出了防治肌腱粘連的新方法，并在肌腱粘連動物模型上取得良好的實驗結(jié)果，但肌腱粘連的發(fā)生機制尚未完全明確。由于生物材料防粘連膜需兼顧更多功能，基因治療等新方法缺乏臨床應用證據(jù)，目前預防肌腱粘連仍以傳統(tǒng)治療方法為主。進一步闡明肌腱粘連的分子機制，并據(jù)此提出新的治療策略，以及促進這些方法的臨床轉(zhuǎn)化，可能成為今后的研究熱點。