2021 年糖尿病足基礎(chǔ)及臨床研究進(jìn)展

李炳輝 王 卉 劉慧真

（華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬梨園醫(yī)院，湖北 武漢 430077）

糖尿病足是由糖尿病所致下肢神經(jīng)和血管病變引起，糖尿病足潰瘍（diabetic foot ulcer，DFU）是其最常見的表現(xiàn)，也是導(dǎo)致殘疾和死亡的主要原因，具有發(fā)病率高、治療難度大，治療費(fèi)用貴的特點(diǎn)[1]，對(duì)患者的生活、經(jīng)濟(jì)和心理都會(huì)產(chǎn)生巨大影響[2]。近年來，DFU 發(fā)病率持續(xù)上升，已經(jīng)成為主要的健康相關(guān)殺手之一[3]。本文著重對(duì)2021 年有關(guān)糖尿病足的相關(guān)基礎(chǔ)研究和臨床治療策略的研究進(jìn)展綜述如下，以期為治療糖尿病足提供借鑒幫助。

1 糖尿病足的基礎(chǔ)研究進(jìn)展

糖尿病足的傷口愈合經(jīng)歷炎癥、增殖和重塑等階段，是一個(gè)動(dòng)態(tài)、連續(xù)的過程[4]。近年來，隨著系統(tǒng)生物學(xué)的快速發(fā)展，除了傳統(tǒng)的炎癥生物標(biāo)志物外，人們?cè)贒FU 的炎癥、增殖和重塑階段的研究中發(fā)現(xiàn)了越來越多的生物標(biāo)志物。這些生物標(biāo)志物對(duì)DFU 的愈合起著至關(guān)重要的作用。

1.1炎癥因子及免疫細(xì)胞 免疫細(xì)胞對(duì)DFU 的愈合具有重要作用。炎癥早期，巨噬細(xì)胞促進(jìn)炎癥反應(yīng)并去除病原體、傷口碎片和已經(jīng)凋亡的細(xì)胞；炎癥后期，巨噬細(xì)胞抑制炎癥并促進(jìn)角質(zhì)形成細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞增殖、分化和遷移，進(jìn)一步促進(jìn)新生血管形成和傷口閉合。DFU 發(fā)生后，促炎細(xì)胞因子分泌增加，巨噬細(xì)胞功能失調(diào)，吞噬病原體和凋亡細(xì)胞的能力降低，傷口中具有抗炎和修復(fù)作用的M2 型巨噬細(xì)胞能力降低，招募到傷口的巨噬細(xì)胞數(shù)量增加并被激活成為具有促炎作用的M1 型巨噬細(xì)胞，導(dǎo)致傷口閉合延遲[5]。中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞則分泌基質(zhì)金屬蛋白酶8（matrix metalloproteinase 8，MMP-8）和活性氧?；钚匝跫せ詈艘蜃?κB（NF-κB），上調(diào)MMP-9[6]；MMP-8 有利于細(xì)胞外基質(zhì)重塑，促進(jìn)創(chuàng)面愈合，而過量的不受控制的MMP-9 是有害的[7]。壞死組織的清除過程中，中性粒細(xì)胞及巨噬細(xì)胞可利用MMP-9 幫助基質(zhì)分解，MMP-9 還通過激活腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和血管內(nèi)皮生長因子促進(jìn)血管生成[8]，但過量的持續(xù)升高的MMP-9 會(huì)促進(jìn)炎癥細(xì)胞進(jìn)入傷口，使炎性期持續(xù)，不能向修復(fù)階段轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致傷口愈合延遲[8]。研究發(fā)現(xiàn)，激 活 蛋 白-1（activator protein 1，AP1） 是MMP-9 轉(zhuǎn)錄的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，而AP1 可以被細(xì)胞外信號(hào)相關(guān)激酶1/2（ERK1/2）磷酸化和激活。DFU 發(fā)生后，高葡萄糖水平可激活ERK1/2，進(jìn)一步激活A(yù)P1 并增加MMP-9 的表達(dá)[9]。

1.2成纖維細(xì)胞及間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞（mesenchymal stromal cells） 成纖維細(xì)胞在傷口愈合的重塑階段起著至關(guān)重要的作用。p62 是一種多結(jié)構(gòu)域蛋白，可以直接與自噬相關(guān)蛋白LC3 相互作用形成自噬體，促進(jìn)蛋白質(zhì)降解，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡[10]。研究表明，DFU 時(shí)，高葡萄糖水平增加了p62 的表達(dá)，抑制了成纖維細(xì)胞的活化并促進(jìn)細(xì)胞凋亡[11]。間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞的旁分泌被認(rèn)為是促進(jìn)糖尿病傷口愈合的主要分子機(jī)制。間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞能夠分泌多種血管生成生長因子、免疫調(diào)節(jié)因子、抗菌肽、修復(fù)分子和趨化因子，加快肉芽組織形成，促進(jìn)傷口血管生成和膠原代謝及傷口再上皮化[12]。間充質(zhì)基質(zhì)細(xì)胞的細(xì)胞外囊泡促進(jìn)巨噬細(xì)胞從M1 型（促炎）轉(zhuǎn)變?yōu)镸2 型（抗炎），使白細(xì)胞介素-10 水平升高、促炎因子白細(xì)胞介素-1β 和TNF-α 水平降低，減輕炎癥并改善傷口愈合[13]。間充質(zhì)細(xì)胞衍生的外泌體中的長鏈非編碼RNA(lncRNAs)H19 可以作為一種內(nèi)源性競爭性RNA，通過逆轉(zhuǎn)微小RNA（miRNA）-152-3p 介導(dǎo)的磷酸酶和張力蛋白同源物，抑制了成纖維細(xì)胞的凋亡和炎癥，促進(jìn) DFU 的傷口愈合[14]。

1.3調(diào)節(jié)因子 lncRNAs 是重要的細(xì)胞內(nèi)調(diào)節(jié)因子，在多種生理過程中發(fā)揮重要作用[15]，已被證明是傷口愈合的調(diào)節(jié)因子[16]。lncRNAs 通過海綿化miRNA，招募表觀遺傳相關(guān)酶，調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)穩(wěn)定性和其他過程，對(duì)基因調(diào)控產(chǎn)生影響。lncRNAs 的異常表達(dá)破壞了DFU 中傷口愈合的有序過程[17]。

miRNA 是一種內(nèi)源性非編碼小RNA，可以與mRNA 結(jié)合，阻斷靶基因蛋白編碼基因的表達(dá)，阻止翻譯過程。miRNA-29b 可減少轉(zhuǎn)化生長因子-1（TGF-1）、Smad 蛋白3、纖維連接蛋白和膠原蛋白1 的表達(dá)以及細(xì)胞外基質(zhì)積累，抑制DFU 的傷口愈合。原纖維蛋白1（FBN1）是細(xì)胞外微原纖維的關(guān)鍵成分，存在于各種組織中。lncRNA H19 可以與miRNA-29b 競爭，提高成纖維細(xì)胞中FBN1 的表達(dá)，增強(qiáng)成纖維細(xì)胞的增殖、遷移并抑制其凋亡，從而促進(jìn) DFU 的傷口愈合[18]。王雪等[19]證明了2 型糖尿病患者足感染傷口愈合過程中miRNA-21 及miRNA-132 可能發(fā)揮抑制愈合作用，miRNA-155 有促炎作用，并且miRNA-21、miRNA-132 和miRNA-155 與血小板衍生生長因子BB（PDGF-BB）、堿性成纖維細(xì)胞生長因子（bFGF）以及免疫細(xì)胞CD4+T 細(xì)胞、自然殺傷（NK）細(xì)胞和單核細(xì)胞的作用有關(guān)，即miRNA-21、miRNA-132 和miRNA-155 參與PDGF-BB 及bFGF 的相關(guān)調(diào)控。miRNA-34c是miRNA-34 家族成員，miRNA-34c 可誘導(dǎo)大量促炎細(xì)胞因子的分泌，導(dǎo)致中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞過量，加重慢性傷口的炎癥，不利于感染的消除，抑制DFU 的傷口愈合[20]。

2 糖尿病足的內(nèi)科治療研究進(jìn)展

糖尿病患者長期高血糖造成下肢遠(yuǎn)端神經(jīng)病變和不同程度的周圍血管病變，引起足部潰瘍及深層組織破壞，常伴有感染，因此創(chuàng)面愈合困難，需要多種治療方法改善傷口狀態(tài)，促進(jìn)潰瘍愈合。DFU 的基本內(nèi)科治療包括控制感染、傷口護(hù)理和促進(jìn)傷口修復(fù)。

2.1抗感染治療 DFU 并發(fā)感染中最常見的病原體是革蘭氏陽性細(xì)菌，如金黃色葡萄球菌[21]。核殼納米纖維是以聚環(huán)氧乙烷和殼聚糖為殼，以聚乙烯吡咯烷酮和明膠為核心形成的聚合物。負(fù)載了萬古霉素和亞胺培南/西司他丁的核殼納米纖維對(duì)金黃色葡萄球菌、耐甲氧西林金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和銅綠假單胞菌都具有優(yōu)異的抗菌活性，可以用作治療DFU 感染以及其他細(xì)菌感染的有效藥物輸送系統(tǒng)，有效降低醫(yī)療成本[22]。此外，新的研究表明，一種半合成脂糖肽—達(dá)巴萬星，對(duì)革蘭氏陽性細(xì)菌菌株表現(xiàn)出優(yōu)異的滅菌活性，并且它能夠滲透到滑液和骨組織中，延長半衰期，是革蘭氏陽性細(xì)菌所致糖尿病足部感染及糖尿病足骨髓炎的有前景的治療方法[23]。

2.2敷料治療 DFU 的治療敷料通常包括水凝膠、海藻酸鹽、泡沫和銀浸漬敷料，其中水凝膠最常用。水凝膠敷料因具有較好的保濕性、生物相容性等治療特性而成為最常用的傷口敷料之一，抗炎水凝膠、抗氧化水凝膠、促血管生成水凝膠、抗菌水凝膠、降血糖水凝膠甚至多功能水凝膠等水凝膠敷料已進(jìn)入研究領(lǐng)域，為糖尿病傷口的治療帶來了希望[24]。Liu 等[25]開發(fā)出具有抗菌能力的廣泛耐溫水凝膠敷料用于治療DFU，這種采用聚丙烯酰胺、明膠和ε-聚賴氨酸制造出的耐溫（-20 ～60℃）抗菌水凝膠敷料表現(xiàn)出良好的耐熱性和防凍性能；在此寬溫度范圍內(nèi)，水凝膠具有超拉伸性、持久的保水性、黏附性和抗菌性能，對(duì)革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細(xì)菌都具有持久和廣泛的抗菌活性；該敷料通過加速膠原沉積、促進(jìn)血管生成和抑制細(xì)菌繁殖來有效促進(jìn)DFU 愈合，可在極端環(huán)境中使用，為DFU 的治療提供了更多傷口敷料的選擇。另有研究顯示，使用三氯乙酸、海藻酸鈣和泡沫組成的敷料，聯(lián)合人自體成纖維細(xì)胞注射和成纖維細(xì)胞接種膠原支架治療，對(duì)治療DFU 并發(fā)骨髓炎非常有效，可顯著預(yù)防DFU 患者的截肢[26]。研究證實(shí)，銀敷料顯著降低了DFU 的細(xì)菌負(fù)荷，包括金黃色葡萄球菌、腸桿菌科細(xì)菌和銅綠假單胞菌，早期使用銀泡沫敷料可減少生物膜的形成，從而減少細(xì)菌負(fù)擔(dān)，改善傷口早期治療效果[27]。與普通銀敷料相比，納米銀敷料具有更大的接觸面和更強(qiáng)的殺菌效果，能更好地控制傷口感染并促進(jìn)傷口愈合[28]。局部凝膠治療DFU 的優(yōu)勢(shì)包括易于應(yīng)用，增加敷料與傷口的直接接觸面積，以及避免治療藥物的全身遞送等。用于制備水凝膠的常見的天然生物材料包括膠原蛋白、明膠、蠶絲、殼聚糖、纖維素、海藻酸鹽、透明質(zhì)酸、甲殼素、彈性蛋白和去細(xì)胞顆粒包封表皮生長因子。實(shí)驗(yàn)表明，復(fù)合水凝膠敷料可使傷口愈合效果顯著增強(qiáng)，并且在第14 天可能達(dá)到97%的傷口閉合程度[29]。另外，天然橡膠乳膠-海藻酸鹽敷料也顯示出加速糖尿病傷口愈合的巨大潛力[30]。天然橡膠乳膠提供了組織再生所需的營養(yǎng)、細(xì)胞和環(huán)境，可以促進(jìn)血管生成，促進(jìn)細(xì)胞黏附，加速傷口愈合。負(fù)載海藻酸鹽的天然橡膠乳膠敷料能夠增強(qiáng)細(xì)胞增殖并具有高度的吸收性和可滲透性。Wang 等[31]選擇Mg2+和水溶性殼聚糖衍生物、羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖作為功能性敷料的主要元素，設(shè)計(jì)了一種雙功能雜交季銨化殼聚糖-Mg- 海藻酸鹽敷料，研究結(jié)果表明，雙功能敷料能促進(jìn)成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞的遷移，刺激局部血管生成，有效根除細(xì)菌，降低了創(chuàng)面感染率，提高了DFU 的愈合效果。

2.3干細(xì)胞治療 間充質(zhì)干細(xì)胞（MSCs）作為一種細(xì)胞療法，已成為慢性傷口治療的有效方法。最近研究顯示，脂肪來源干細(xì)胞可增加皮膚膠原蛋白的產(chǎn)生和血管生成，促進(jìn)細(xì)胞增殖，抑制細(xì)胞凋亡，減少炎癥反應(yīng)，有利于皮膚屏障功能修復(fù)[32]。Carstens 等[33]證明了脂肪來源MSCs 可以安全地用于治療DFU，其作用包括促進(jìn)血管修復(fù)和（或）血管生成。MSCs 外泌體具有與MSCs 相似的修復(fù)功能，它富含多種細(xì)胞生長因子、修復(fù)蛋白和治療性非編碼RNA，可以通過調(diào)節(jié)炎癥、血管形成和抗凋亡機(jī)制來促進(jìn)DFU 修復(fù)[34]。

2.4氣體療法 傷口愈合是一個(gè)復(fù)雜的過程，其中氧氣起著重要的作用[35]。研究表明，在DFU 修復(fù)階段，活性氧對(duì)生長因子的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程以及傷口愈合過程中涉及的白細(xì)胞募集、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、血管生成和細(xì)胞外基質(zhì)形成等過程至關(guān)重要[36]。有研究利用吲哚青綠血管造影術(shù)評(píng)估高壓氧治療慢性傷口愈合的效果，顯示高壓氧治療可改善缺氧和促進(jìn)血管生成，從而對(duì)慢性傷口的血液灌注產(chǎn)生有益影響[37]。在局部氧療中，最有影響力的途徑是TNF信號(hào)通路。TNF 可以拮抗細(xì)胞因子如解偶聯(lián)蛋白2（UCP2）的作用，并通過表達(dá)上游的TNF-α 來加重血管損傷。局部氧療可以下調(diào)TNF-α、AKT和其他關(guān)鍵信號(hào)因子，抑制TNF 信號(hào)通路；局部氧療可以延緩糖尿病足傷口中細(xì)胞的凋亡，緩解炎癥的發(fā)生。因此，局部氧療治療糖尿病足的主要機(jī)制是限制炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡，并阻斷一系列氧化應(yīng)激反應(yīng)[38]。局部氧療遵循類似于高壓氧治療的間歇性治療方案。目前較新的局部氧療設(shè)備是可穿戴的，不需要外部氧氣源，可使用氧氣擴(kuò)散器或氧氣擴(kuò)散敷料連續(xù)將氧氣直接擴(kuò)散到傷口中。連續(xù)彌漫性氧療的特點(diǎn)是每天持續(xù)供應(yīng)高純度氧氣，以3 ～10 mL/h 的穩(wěn)定的氧氣流速，可以使氧氣到達(dá)傷口底部。連續(xù)彌漫性氧療與傳統(tǒng)濕性傷口敷料療法相結(jié)合，可有效減少創(chuàng)面面積，緩解炎癥[39]。除氧氣以外，重復(fù)經(jīng)皮應(yīng)用氣態(tài)CO2使皮膚血流量增加，可以改善DFU 患者受損的微血管功能，同時(shí)不引起任何可觀察到的全身不良反應(yīng)[40]。另外，一氧化氮（NO）具有抗菌、擴(kuò)張血管作用[41]，經(jīng)皮NO 治療能使微血管擴(kuò)張，增加血流量，改善灌注，從而促進(jìn)糖尿病足傷口愈合[42]。

3 糖尿病足的外科治療研究進(jìn)展

僅使用內(nèi)科治療如敷料、氧療等方法不能成功治愈所有的DFU，還需要血管重建、清創(chuàng)和手術(shù)治療等，以及時(shí)控制創(chuàng)面感染，促進(jìn)創(chuàng)面愈合，降低DFU 的高發(fā)病率、截肢的高風(fēng)險(xiǎn)性以及由此引起的嚴(yán)重并發(fā)癥[43]。

3.1清創(chuàng) 臨床上可以選擇多種清創(chuàng)方法，包括外科清創(chuàng)、酶解清創(chuàng)、機(jī)械清創(chuàng)、生物清創(chuàng)或自體清創(chuàng)[44]。各類清創(chuàng)術(shù)均有一定局限性，聯(lián)合多種清創(chuàng)方法的效果優(yōu)于使用單一清創(chuàng)術(shù)。研究表明，超聲清創(chuàng)聯(lián)合自溶性清創(chuàng)可有效提高DFU 的療效，縮短創(chuàng)面愈合時(shí)間，減少換藥次數(shù)，節(jié)約醫(yī)療成本，縮短住院周期，提高床位周轉(zhuǎn)率，且不會(huì)加重患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[45]。

3.2負(fù)壓傷口治療（NPWT） NPWT 因其在改善傷口引流、增強(qiáng)組織灌注和促進(jìn)肉芽組織生長方面的顯著作用而得到認(rèn)可，是糖尿病足傷口的重要輔助治療方法[3]。但是單純的NPWT 難以清除隱藏于創(chuàng)面床中的壞死組織與微生物，從而衍生出了多種聯(lián)合了其他方法的NPWT 術(shù)式，如負(fù)壓吸引聯(lián)合沖洗、負(fù)壓吸引聯(lián)合持續(xù)局部微氧灌注、負(fù)壓吸引聯(lián)合新型敷料等[46-49]，以加速清除細(xì)菌和炎癥因子，減輕水腫，促進(jìn)創(chuàng)面愈合。研究表明，滴注式負(fù)壓傷口治療可有效去除創(chuàng)面床中的壞死組織和細(xì)菌，有效控制局部感染[50]。滴注式負(fù)壓傷口治療更有助于創(chuàng)面床多類因子的表達(dá)、加快肉芽組織生長，有效降低細(xì)菌負(fù)荷，維持傷口局部的細(xì)菌低負(fù)荷和血流高灌注，更有助于傷口的愈合和皮片成活，治療效果更佳。

3.3手術(shù)治療 脛骨橫向骨搬移術(shù)（transverse tibial bone transport，TTT）可以促進(jìn)骨組織、血管組織、神經(jīng)的再生，促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)，為糖尿病足的治療提供了新手段[51]。Nie 等[52]證明，與常規(guī)治療方法（清創(chuàng)，血運(yùn)重建，NPWT，局部或游離皮瓣移植，皮膚移植物或等效物）相比，TTT增加了足部灌注和新生血管形成，提高了愈合效果和肢體搶救概率，減少了復(fù)發(fā)。近年來，TTT 與其他方法結(jié)合治療DFU 也取得了不錯(cuò)的療效。何亮等[53]將TTT 和負(fù)壓引流技術(shù)結(jié)合治療糖尿病足，術(shù)后患者肱踝指數(shù)及血清相關(guān)生長因子水平顯著優(yōu)于TTT 治療。余杰等[54]將TTT 聯(lián)合牛鼻子引流術(shù)治療重度DFU，有效縮短了抗生素使用時(shí)間及患者住院時(shí)間，顯示這種方法是治療合并深部感染或相對(duì)密閉腔隙或竇道的重度DFU 的有效方法。另外，對(duì)于自身一般情況較差特別是合并貧血的DFU 患者，陳若曦等[55]用同種異體血小板血漿局部注射聯(lián)合清創(chuàng)治療，可促進(jìn)創(chuàng)面肉芽組織形成并持續(xù)促進(jìn)創(chuàng)面修復(fù)。

3.4皮膚移植治療 脫細(xì)胞同種異體真皮是一種同種異體移植物，是經(jīng)無菌處理的人網(wǎng)狀無細(xì)胞真皮基質(zhì)，保留了完整的基底膜和人體網(wǎng)狀真皮中關(guān)鍵的細(xì)胞外基質(zhì)成分，免疫原性較低，富含與創(chuàng)面愈合相關(guān)的肽和生長因子，可促進(jìn)細(xì)胞活化、介導(dǎo)炎癥反應(yīng)并增強(qiáng)組織修復(fù)，目前主要應(yīng)用于燒傷整形創(chuàng)面修復(fù)；移植后，能有效誘導(dǎo)新生上皮細(xì)胞的生長及分化，提高表皮成活率并促進(jìn)新生血管和上皮形成。實(shí)驗(yàn)表明，脫細(xì)胞真皮基質(zhì)結(jié)合自體皮移植相比于單純自體皮移植能有效地促進(jìn)創(chuàng)面愈合，是治療DFU 重建真皮結(jié)構(gòu)的一種有效方法，同時(shí)還可避免其他部位的二次損傷[56]。Zelen 等[57]研究證明，使用脫細(xì)胞真皮基質(zhì)移植物治療DFU 傷口的愈合速度明顯優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)護(hù)理。脫細(xì)胞真皮基質(zhì)的開放結(jié)構(gòu)和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白可促進(jìn)人真皮成纖維細(xì)胞和人內(nèi)皮細(xì)胞增殖和浸潤，導(dǎo)致大量新基質(zhì)蛋白的分泌，促進(jìn)關(guān)鍵的細(xì)胞反應(yīng)，并協(xié)同細(xì)胞相互作用，有助于恢復(fù)潰瘍部位組織微環(huán)境和調(diào)節(jié)細(xì)胞活性，還可以降低治療成本和避免組織浪費(fèi)。鄧海波等[58]通過實(shí)驗(yàn)證明豬脫細(xì)胞真皮基質(zhì)可為毛囊角質(zhì)細(xì)胞的遷移提供合適的微環(huán)境，比如誘導(dǎo)分泌促進(jìn)細(xì)胞遷移增殖的細(xì)胞因子等，進(jìn)一步影響毛囊角質(zhì)細(xì)胞遷移、增殖及分化，促進(jìn)創(chuàng)面愈合。

4 小 結(jié)

隨著醫(yī)學(xué)的發(fā)展，對(duì)于DFU 的發(fā)病機(jī)制研究不斷深入，但DFU 相關(guān)機(jī)制復(fù)雜，目前仍不能完全明確。關(guān)于DFU 治療的新方法、新材料也層出不窮，經(jīng)初步臨床研究確定有一定療效，但仍缺乏大樣本多中心隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)或循證醫(yī)學(xué)方法進(jìn)一步確定其治療效果和可靠程度。目前，還需不斷探索治療的最佳方案，為治療提供新思路和新靶點(diǎn)，不斷完善DFU 的治療。