GM-CSF 在慢性難愈合創(chuàng)面中的應(yīng)用研究進(jìn)展

陳壯麗 盧 維 李杰輝

創(chuàng)面愈合是一個(gè)復(fù)雜而有序的生物學(xué)過程， 由多種炎癥細(xì)胞 （巨噬細(xì)胞、 中性粒細(xì)胞、 血小板等）、 修復(fù)細(xì)胞 （角質(zhì)細(xì)胞、 成纖維細(xì)胞、 上皮細(xì)胞等）、 細(xì)胞因子 （成纖維細(xì)胞生長因子、 表皮生長因子、 血管內(nèi)皮生長因子等）、 炎癥介質(zhì) （白細(xì)胞介素、 腫瘤壞死因子等） 和細(xì)胞外基質(zhì)等共同參與完成［1］。 創(chuàng)面修復(fù)過程中任一階段出現(xiàn)感染、 局部缺血、 細(xì)胞因子分泌失衡等異常， 都會(huì)使創(chuàng)面遷延難愈而發(fā)展為慢性難愈合創(chuàng)面［2-3］。 相關(guān)研究統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示， 目前我國因糖尿病、 燒傷、 創(chuàng)傷、 感染等導(dǎo)致的慢性難愈合創(chuàng)面患者約占外科總住院人數(shù)的 1.5% ～3.0%［4］。 近年來部分研究顯示， 粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子 （granulocyte-macrophage colony stimulating factor， GM-CSF） 在慢性難愈合創(chuàng)面的修復(fù)中取得了一定的臨床療效， 為進(jìn)一步指導(dǎo)GM-CSF 在慢性難愈合創(chuàng)面中的治療， 本研究對其應(yīng)用研究進(jìn)展予以綜述。

1 GM-CSF 概述

GM-CSF 于 1977 年被首次發(fā)現(xiàn)， GM-CSF 基因于1985 年被首次克隆成功， 此后GM-CSF 被逐漸認(rèn)知并應(yīng)用于臨床治療。 GM-CSF 是重要的炎癥細(xì)胞趨化和活化因子， 在調(diào)控修復(fù)細(xì)胞和炎癥細(xì)胞功能中發(fā)揮著重要作用［5］。 近年來， 重組人 GM-CSF（recombinant human GM-CSF， rhGM-CSF） 被逐漸應(yīng)用于惡性腫瘤放化療所致的白細(xì)胞減少癥、 白細(xì)胞低下性免疫缺陷、 急性燒傷創(chuàng)面、 慢性難愈合創(chuàng)面等多種疾病的治療， 并取得了較好效果， 特別是在創(chuàng)面修復(fù)中的應(yīng)用已成為近年來的研究重點(diǎn)。

2 GM-CSF 修復(fù)創(chuàng)面的作用機(jī)制

GM-CSF 作為細(xì)胞因子的一種， 能夠調(diào)控修復(fù)細(xì)胞、 粒細(xì)胞、 巨噬細(xì)胞的增殖分化， 調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能， 增強(qiáng)組織抵抗能力， 改善創(chuàng)面局部炎癥反應(yīng)， 在創(chuàng)面愈合的炎癥反應(yīng)期、 增殖期、 組織重塑期均發(fā)揮著至關(guān)重要的作用［6］。

2.1 GM-CSF 在炎癥反應(yīng)期的作用機(jī)制

相關(guān)研究顯示， 成纖維細(xì)胞、 內(nèi)皮細(xì)胞、 中性粒細(xì)胞及巨噬細(xì)胞等均可分泌GM-CSF， 且白細(xì)胞介素-1、 白細(xì)胞介素-12、 腫瘤壞死因子-α 等促炎因子均可上調(diào)GM-CSF 水平， 白細(xì)胞介素-4、 白細(xì)胞介素-10 等抑炎因子均可下調(diào) GM-CSF 水平［7］。此外， GM-CSF 能夠與白細(xì)胞介素、 腫瘤壞死因子、 轉(zhuǎn)化生長因子等聯(lián)合作用于巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞， 促使其分泌相關(guān)炎癥因子， 增強(qiáng)炎癥細(xì)胞分化能力， 并趨化其向創(chuàng)面移動(dòng)， 提高其吞噬消化等功能， 加快創(chuàng)面壞死組織及病原菌的清除［8-10］。張婧［11］通過觀察剔除巨噬細(xì)胞小鼠動(dòng)物模型的創(chuàng)面愈合情況發(fā)現(xiàn)， 與正常小鼠相比， 剔除巨噬細(xì)胞小鼠的創(chuàng)面愈合率及再上皮化率均明顯降低， 而給予剔除巨噬細(xì)胞小鼠皮下注射GM-CSF后創(chuàng)面組織內(nèi)單核-巨噬細(xì)胞數(shù)目明顯增加， 創(chuàng)面愈合率及再上皮化率均顯著提升， 且創(chuàng)面愈合后瘢痕增生程度明顯輕于正常小鼠。

2.2 GM-CSF 在增殖期的作用機(jī)制

組織損傷2 ～3 d 時(shí)， 創(chuàng)面周圍及基底部逐漸形成肉芽組織填補(bǔ)創(chuàng)面組織缺損， 即創(chuàng)面開始進(jìn)入增殖期。 成纖維細(xì)胞是肉芽組織的主要成分， 也是創(chuàng)面愈合的重要修復(fù)細(xì)胞之一。 有研究證實(shí)， 于創(chuàng)面周圍皮下注射GM-CSF 可直接刺激上皮細(xì)胞、 成纖維細(xì)胞、 血管內(nèi)皮細(xì)胞等創(chuàng)面修復(fù)細(xì)胞增殖， 誘導(dǎo)新生血管形成， 改善微血管完整性， 加快創(chuàng)面愈合［12-13］。 嚴(yán)敏［14］的研究發(fā)現(xiàn)， GM-CSF 可通過激活酪氨酸激酶2／信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄激活因子5 信號(hào)通路， 提高血管生成素-1 的分泌水平， 促進(jìn)血管內(nèi)皮增生及微血管形成， 加快創(chuàng)面愈合。 王宇星等［15］的研究發(fā)現(xiàn)， GM-CSF 可通過增加原癌基因c-Jun氨基端激酶／c-Jun 信號(hào)通路活性， 促進(jìn)成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)錄、 合成并分泌相關(guān)細(xì)胞因子， 提高血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖活性， 促進(jìn)新生血管形成。 賀金秋等［16-18］的研究顯示， 將rhGM-CSF 應(yīng)用于創(chuàng)面的治療， 能夠明顯提高創(chuàng)面組織中轉(zhuǎn)化生長因子-β1、 成纖維細(xì)胞生長因子-2 以及CD34 的表達(dá)水平， 促進(jìn)新生血管的形成， 改善局部組織缺氧狀態(tài)， 加快創(chuàng)面纖維化和再上皮化； 激活絲氨酸／蘇氨酸蛋白激酶／哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白信號(hào)通路， 促進(jìn)其關(guān)鍵蛋白磷酸化及相關(guān)蛋白表達(dá)， 誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞增殖， 加快創(chuàng)面修復(fù)。

2.3 GM-CSF 在組織重塑期的作用機(jī)制

創(chuàng)面愈合組織重塑期成纖維細(xì)胞合成大量膠原蛋白及細(xì)胞外基質(zhì)， 并對細(xì)胞外基質(zhì)進(jìn)行重塑。GM-CSF可通過調(diào)控創(chuàng)面組織中轉(zhuǎn)化生長因子-β 的表達(dá)而影響組織缺損處膠原纖維的分化及沉積， 增強(qiáng)局部組織抗撕裂能力， 同時(shí)促進(jìn)創(chuàng)面再上皮化［19-20］。 朱國強(qiáng)等［21］通過外用 rhGM-CSF 凝膠治療中厚皮供皮區(qū)創(chuàng)面發(fā)現(xiàn)， 與傳統(tǒng)油紗換藥相比，外用rhGM-CSF 凝膠可使創(chuàng)面組織中膠原纖維正常分化沉積， 再生表皮與正常皮膚接近， 減少組織修復(fù)后期瘢痕增生。 但有關(guān)GM-CSF 調(diào)節(jié)創(chuàng)面組織重塑期的相關(guān)作用機(jī)制研究較少， 有待進(jìn)一步深入研究探討。

3 GM-CSF 在創(chuàng)面治療中的應(yīng)用

糖尿病性、 燒傷性以及靜脈曲張性創(chuàng)面等形成的慢性難愈合創(chuàng)面一直是臨床研究的熱點(diǎn)與難點(diǎn)。近年來部分研究表明， rhGM-CSF 可促進(jìn)不同創(chuàng)面的快速愈合。

3.1 GM-CSF 在糖尿病慢性難愈合創(chuàng)面中的應(yīng)用

馬恬等［22-23］給予糖尿病足創(chuàng)面 rhGM-CSF 治療， 創(chuàng)面愈合及完全上皮化時(shí)間明顯縮短， 創(chuàng)面愈合率明顯提高。 Karlafti E 等［24］給予 1 例嚴(yán)重糖尿病足伴神經(jīng)損傷患者局部皮下注射GM-CSF， 創(chuàng)面完全愈合且無任何毒副作用。 但也有研究學(xué)者認(rèn)為， 局部注射GM-CSF 后是否引起周圍血清反應(yīng)及毒副作用有待考證， 目前相關(guān)研究樣本量均較小，其作用機(jī)制及臨床療效仍有待進(jìn)一步研究驗(yàn)證。

3.2 GM-CSF 在燒傷慢性難愈合創(chuàng)面中的應(yīng)用

Li JM 等［25-28］通過運(yùn)用 Meta 分析評(píng)估 rhGM-CSF治療深Ⅱ度燒傷創(chuàng)面的有效性發(fā)現(xiàn)， rhGM-CSF 可提高深Ⅱ度燒傷創(chuàng)面組織中血管內(nèi)皮生長因子、 成纖維細(xì)胞生長因子等細(xì)胞因子的表達(dá)水平， 縮短創(chuàng)面愈合時(shí)間， 療效顯著。 Yan DX 等［29］的研究發(fā)現(xiàn)， rhGM-CSF 凝膠能夠增強(qiáng)感染性燒傷創(chuàng)面患者機(jī)體免疫功能， 促進(jìn)感染性燒傷創(chuàng)面愈合。 渠開攀等［30-34］的研究顯示， rhGM-CSF 能夠通過保持創(chuàng)面濕潤環(huán)境， 抑制病原菌增殖， 調(diào)節(jié)燒傷創(chuàng)面組織中轉(zhuǎn)化生長因子-β1、 基質(zhì)金屬蛋白酶-1、 基質(zhì)金屬蛋白酶-2 及組織金屬蛋白酶抑制劑-1、 組織金屬蛋白酶抑制劑-2 的表達(dá)水平， 提高創(chuàng)面修復(fù)細(xì)胞及相關(guān)因子遷移活性， 加快燒傷創(chuàng)面愈合。 但黃洪欣等［35-37］的研究指出， 與單純應(yīng)用 rhGM-CSF 相比，rhGM-CSF 聯(lián)合雙黃液或聯(lián)合水凝膠敷料、 納米銀抗菌凝膠更有利于深Ⅱ度燒傷創(chuàng)面的血管生成， 控制創(chuàng)面感染， 減輕創(chuàng)面炎癥反應(yīng)， 促進(jìn)創(chuàng)面愈合。

3.3 GM-CSF 在慢性靜脈曲張性潰瘍創(chuàng)面中的應(yīng)用

靜脈曲張性潰瘍是下肢靜脈功能不全的主要并發(fā)癥之一， 具有遷延難愈、 反復(fù)發(fā)作等特點(diǎn)［38］。Stacey M 等［39-40］通過對 42 例慢性靜脈曲張性潰瘍患者創(chuàng)面組織中GM-CSF 及基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)水平進(jìn)行監(jiān)測發(fā)現(xiàn)， GM-CSF、 基質(zhì)金屬蛋白酶-13的表達(dá)水平與慢性靜脈曲張性潰瘍創(chuàng)面的愈合狀態(tài)密切相關(guān)。 但目前有關(guān)GM-CSF 在靜脈曲張性潰瘍創(chuàng)面應(yīng)用的研究較少， 有待進(jìn)一步深入研究探討。

3.4 GM-CSF 在其他慢性難愈合創(chuàng)面中的應(yīng)用

部分研究顯示， 將GM-CSF 應(yīng)用于小鼠坐骨神經(jīng)擠壓傷周圍第7 天與第14 天時(shí)， 均可見創(chuàng)周組織中有巨噬細(xì)胞浸潤， 且能夠提高具有促進(jìn)軸突生長作用的血管內(nèi)皮生成因子和腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的表達(dá)水平， 促進(jìn)損傷神經(jīng)修復(fù)［41］， 為損傷神經(jīng)的修復(fù)提供了一條線索。

4 小結(jié)

慢性難愈合創(chuàng)面的臨床治療較為棘手， 已成為當(dāng)前臨床研究的熱點(diǎn)。 而GM-CSF 能夠保持創(chuàng)面濕潤環(huán)境、 促進(jìn)上皮細(xì)胞等細(xì)胞遷移、 提高相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)水平， 進(jìn)而促進(jìn)創(chuàng)面愈合， 且rhGM-CSF與其他外用藥物的聯(lián)合應(yīng)用效果更佳。 但如何合理選擇聯(lián)合其他外用藥物或創(chuàng)面修復(fù)技術(shù)有待進(jìn)一步探討， 如何提高GM-CSF 的生物利用度， 以及在提高GM-CSF 促成纖維細(xì)胞及細(xì)胞外基質(zhì)增殖加快創(chuàng)面修復(fù)的同時(shí)又不影響創(chuàng)面修復(fù)后期組織細(xì)胞再生重塑， 不同類型創(chuàng)面適用何種劑型GM-CSF 等仍有待深入研究。