高壓氧輔助治療瘢痕疙瘩的研究進展

胡錦江，張 剛（.廣東醫(yī)科大學，廣東湛江 524023；2.廣東醫(yī)科大學附屬醫(yī)院整形外科，廣東湛江 52400）

瘢痕疙瘩主因創(chuàng)傷和炎癥發(fā)展形成，也與種族因素相關，亞洲及非洲血統(tǒng)的人患瘢痕疙瘩的概率相對高[1-2]。除影響美觀外，臨床表現(xiàn)為凸出體表的皮損，常伴疼痛瘙癢，易并發(fā)感染，患者生活質量受不同程度的影響[3]。瘢痕疙瘩是常見病、難治病，單一療法如局部切除、注射或放療后易復發(fā)，目前多采用聯(lián)合方案治療[4-5]，需要探究聯(lián)合方案新領域。高壓氧療法（hyperbaric oxygen therapy，HBOT）是指通過高壓氧艙增壓至大于1 個大氣壓絕對值（ATA，0.1 MPa），予患者以面罩或導管吸入純氧[6]，通過增加皮膚和周圍組織的含氧量促進創(chuàng)面愈合，目前廣泛應用于糖尿病足、壞死性軟組織感染、軟組織或骨骼的放射性損害、皮膚移植物、難治性骨髓炎等難愈合傷口[7]。多項研究證實缺氧誘導因子（hypoxia-inducible factor，HIF）參與介導病理性瘢痕中成纖維細胞侵襲性增殖、血管高密度增生以及細胞外基質（extracellular matrix，ECM）、膠原沉積的過程。HBOT 恢復缺氧組織的氧含量，通過減少瘢痕組織中HIF 的表達及調節(jié)炎癥因子釋放以達到治療目的。為進一步探討高壓氧應用于瘢痕疙瘩治療的可行性，本文就高壓氧治療病理性瘢痕的機制及研究進展作一綜述。

1 HBOT 作用于瘢痕疙瘩的機制

1.1 瘢痕細胞的異質性

皮膚創(chuàng)面的修復過程中，血流灌注為核心環(huán)節(jié)，氧氣參與局部組織炎癥反應、抗感染、結締組織及基質再生，包括成纖維細胞增生、膠原蛋白合成等過程[7-9]。病理檢查提示瘢痕疙瘩組織存在ECM 及膠原纖維的堆積，此類細胞多具有成纖維細胞的外觀，并有向肌成纖維細胞分化的趨勢[10]，病損組織中尚有分化程度較低的肌成纖維細胞樣亞群，肌成纖維細胞表型的異質性反映了成纖維細胞具有可塑性[11]；肥大細胞大量存在于瘢痕疙瘩中，與促進肌成纖維細胞纖維化密切相關[12]。近年有學者提出，干細胞群內皮-間質轉化作用可引起異常成纖維細胞及肌成纖維細胞增多[13-14]。

1.2 缺氧誘導因子的表達

缺氧誘導因子-1（hypoxia-inducible factor-1，HIF-1）是一種異源二聚體轉錄因子，由構成性表達的β 亞基及受氧氣調控的α 亞基組成，在細胞低氧反應起重要中介作用，常氧狀態(tài)下HIF-1 迅速降解[15-16]。HIF-1 在瘢痕發(fā)展過程中逐漸升高，在瘢痕消退階段逐漸降低[17]。Peek 等[18]通過小鼠研究發(fā)現(xiàn)HIF 參與的通路影響代謝對缺氧適應的晝夜節(jié)律。Rezaeian 等[19]指出缺氧誘導因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）在促進乳腺原發(fā)性腫瘤的生長及轉移中起關鍵作用，也有研究表明其與促進腫瘤細胞生長及促進腫瘤耐藥性相關[20-21]。瘢痕疙瘩具有腫瘤生長特性[22]，被激活炎癥的因子引起局部組織及血管的缺氧，刺激瘢痕成纖維細胞增生；有研究表明高壓氧可降低HIF-1α 的表達[23]。Kang等[24]從基因組水平證實缺氧微環(huán)境可能與膠原蛋白分泌存在密切聯(lián)系。與正常皮膚成纖維細胞相比，瘢痕疙瘩成纖維細胞較多，HIF-1α 蛋白表達顯著增強，其轉錄優(yōu)勢上調；缺氧環(huán)境導致細胞外隔室中的膠原蛋白增多，通過靶向抑制HIF-1α 可降低瘢痕內膠原蛋白水平。Dimitrijevich 等[25]在應用人類細胞單層、皮膚等效物和人類皮膚等效物觀察體內傷口模型愈合的研究中指出，HBOT 達2 個大氣壓以上可有效抑制成纖維細胞和角質形成細胞在單層培養(yǎng)中的增殖，為高壓氧應用于瘢痕疙瘩的防治提供了理論基礎。

1.3 創(chuàng)面組織血氧含量

氧氣壓力變化影響局部組織血氧含量，貫穿創(chuàng)面愈合至早期瘢痕形成的過程，調節(jié)瘢痕組織中細胞信息傳導通路、生化反應。高氧及缺氧條件均對早期創(chuàng)面愈合有一定正面作用。創(chuàng)面早期愈合過程中，高壓氧通過改善組織氧含量增強成纖維細胞、膠原合成，促進傷口閉合；缺氧條件下受損組織通過HIF 刺激局部血管增生，改善局部血供。臨床上通過選擇合適階段予機體組織供氧降低瘢痕疙瘩形成概率及復發(fā)率。

1.4 炎癥與免疫反應

瘢痕疙瘩傷口愈合異常類似于真皮的慢性炎癥，患者的 CD34+細胞表現(xiàn)出白介素-8、血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、轉化生長因子β（transforming growth factor -β，TGF-β）表達水平異常增高[26]；過度ECM 堆積和異常TGF-β 信號通路功能可能成為治療瘢痕疙瘩的潛在靶點，有研究表明通過抑制TGF-β 通路能夠下調其刺激瘢痕疙瘩中成纖維細胞、ECM 成分的表達[27]。瘢痕疙瘩內成纖維細胞增殖和侵襲異常的特征可能與其異質性有關，Xin等[28]通過研究CD26、胰島素樣生長因子-I（insulinlike growth factor I，IGF-I）受體軸上調瘢痕疙瘩成纖維細胞增殖侵襲能力過程的分子機制，發(fā)現(xiàn)CD26 通過IGF-I 誘導的PI3K/ 蛋白激酶B/ 哺乳動物雷帕霉素靶（mTOR）途徑上調瘢痕疙瘩的增殖和侵襲作用。Zhang 等[29]研究發(fā)現(xiàn)接受HBOT 后患者瘢痕疙瘩血流灌注顯著減少，其中波形蛋白、VEGF 及HIF-1α 的表達水平較低，表明HBOT 能夠改善瘢痕疙瘩組織內缺氧微環(huán)境，對上皮間質轉化現(xiàn)象有一定的逆轉作用。腫瘤免疫基因及相關免疫調節(jié)細胞為近年瘢痕疙瘩機制的研究熱點，Wang 等[30]指出HBOT 可影響瘢痕疙瘩組織中腫瘤免疫基因的表達，進而誘導免疫細胞浸潤變化，其中整合素αM 亞基、白介素4、蛋白酪氨酸磷酸酶C 受體、CD80 的下調可能起關鍵作用，被激活的記憶CD4+T 淋巴細胞可能為關鍵調節(jié)細胞。

2 研究進展

2.1 動物實驗

動物瘢痕實驗模擬HBOT 效應具有制備周期短、可重復性強的優(yōu)勢。張強等[31]創(chuàng)建兔耳增生性瘢痕模型以探究高壓氧療對瘢痕的影響，結果提示經高壓氧療后兔耳創(chuàng)面愈合較快，且瘢痕增生發(fā)生率顯著降低，鏡下發(fā)現(xiàn)其成纖維細胞數量減少，膠原較疏松，排列齊整，膠原結節(jié)、旋渦狀結構少，其中I 型與Ⅲ型膠原含量發(fā)生改變。該實驗表明應用高壓氧防治早期病理性瘢痕具有一定可行性。楊廷[32]進行了類似實驗并對具體療法加以說明：予高壓氧治療每天1 次，0.1 MPa，吸氧1 h，持續(xù)4 周，結果表明HBOT 可抑制瘢痕形成過程中成纖維細胞的增殖，并降低HIF-1α、VEGF、轉化生長因子-β1（transforming growth factor -β1，TGF-β1）的表達，減少ECM，這一觀點在另一兔耳增生性瘢痕的研究中得到證實——任紀禎等[33]發(fā)現(xiàn)HBOT 通過降低兔耳瘢痕組織中HIF-1α、IGF-I 受體的表達，從而抑制兔耳增生性瘢痕形成，而后期的實驗結果顯示，經更長周期的高壓氧治療后兔耳瘢痕內膠原纖維發(fā)生顯著減少，且排列更為疏松。張秀云等[34]指出高壓氧或有利于瘢痕形成后期的消退，其相關性有待進深入研究。近期Zhou等[35]從分子水平研究高壓氧對大鼠脊髓損傷的作用，通過免疫組化、蛋白印跡檢測，發(fā)現(xiàn)高壓氧通過抑制炎癥因子及膠質瘢痕成分的表達可有效促進大鼠運動功能恢復，指出由AKT 和NF-kB 信號通路可能是高壓氧治療膠質瘢痕的重要分子機制之一。

2.2 臨床研究

燒傷后皮膚毛細血管通透性增加，滲液增多，組織水腫導致局部缺血、缺氧，降低了局部組織炎癥的抵抗作用。在早期，黎國屏等[36]進行一項臨床對照研究，期間以高壓氧房治療顏面部及四肢II 度燒傷且面積低于15%的患者共31 例，經沖洗創(chuàng)面，抽出水皰內液體并保留皰皮，每天行HBOT 1 次，每次1 h，共5～7 d。該研究發(fā)現(xiàn)高壓氧治療能夠改善血氧飽和度、組織含氧量，并減少小血栓形成，促使創(chuàng)面修復加快，減少瘢痕組織的形成。Romero-Valdovinos 等[37]采用半定量逆轉錄聚合酶鏈反應（RTPCR）檢測高壓氧對患者瘢痕疙瘩成纖維細胞中IGF-I 與 TGF-β 信使RNA 表達的影響，研究發(fā)現(xiàn)長期暴露于高壓氧后瘢痕疙瘩與非瘢痕疙瘩成纖維細胞的生長減緩，其IGF-I、TGF-β mRAN 的表達均顯著降低，表明高壓氧可能是治療瘢痕疙瘩中轉化生長因子-β 過度表達的一種替代選擇。

劉姝[38]報道了120 例面部瘢痕疙瘩患者通過完全去除瘢痕疙瘩組織，術后再進行局部放療，聯(lián)合術前及術后高壓氧進行綜合治療，對術中皮膚標本中上皮標識物（E-cadherin、ZO-1）、間質標志物（vimentin fibronectin）、VEGF 及HIF-1α 進行檢測。結果提示未接受高壓氧治療組的中間質標志物及VEGF、HIF-1α的表達水平顯著高于接受高壓氧治療組，全部治愈82 例，有效率接近90%，滿意率85.0%。該研究表明HBOT 降低HIF-1α、VEGF 的表達水平從而逆轉瘢痕疙瘩上皮間質化過程，通過瘢痕內剝除術聯(lián)合局部放療、HBOT 輔助治療面部瘢痕疙瘩具有可行性。

林泉等[39]報道了124 例放療聯(lián)合高壓氧治療瘢痕疙瘩患者，在首次放療后的第2 日實施高壓氧治療，高低壓兩用艙內加壓至0.25 MPa，持續(xù)10 min，予佩戴吸氧面罩吸純氧30 min，休息5 min，接續(xù)面罩吸氧30 min 后壓力減半，停留5 min，減壓5 min 即出艙，每天1 次，10 次為1 療程，持續(xù)2 療程。結果達標準治愈105 例，顯效7 例，無效12 例，治愈率高達90.32%，提示放療聯(lián)合高壓氧治療瘢痕疙瘩療效較好。

Song 等[40]通過研究療效和機制評估了高壓氧治療輔助手術切除和放療后瘢痕疙瘩復發(fā)率，240 例患者被隨機分為兩組：HBOT 組（o 組）患者在手術切除及放療后接受高壓氧治療，壓力為0.2 MPa，接受面罩吸入純氧，持續(xù)60 min，療程為2 周；另一組僅接受手術切除和放療。對HIF-1α、腫瘤壞死因子-α、白介素-6、核因子kb 及VEGF 進行檢測，結果顯示o 組完全治愈率為88.81%，滿意度94.03%，復發(fā)率5.97%；與另一組復發(fā)性瘢痕組織相比，o 組復發(fā)性瘢痕組織炎癥因子和瘢痕纖維增生相關因子表達水平較低。Song 等指出，通過減少傷口愈合過程中的炎癥反應，緩解組織缺氧，HBOT 能有效降低手術切除及放療后瘢痕疙瘩的復發(fā)率。在后續(xù)的研究中，郭大志等[41]進一步探討HBOT 聯(lián)合療法的安全性，發(fā)現(xiàn)術后放療聯(lián)合高壓氧治療瘢痕疙瘩的療效優(yōu)于術后單純術后放療組，隨訪18 個月后復發(fā)率僅7.14%。

考慮到局部放療有一定的不良反應，譚志等[42]采用超聲波聯(lián)合高壓氧治療瘢痕疙瘩患者34 例，超聲波治療劑量為2.4 W/cm2，涂抹足量耦合劑，厚度至少2 mm，采用均勻緩慢的移動畫圈法，治療時間15 min每1% 體表面積，每天1 次，6 d 為1 療程，每療程后間隔1 d，共6 個療程，在上述基礎上，每天同時進行空氣加壓艙內坐位吸氧治療，緩慢升壓，穩(wěn)定壓力至0.20 MPa 后面罩吸氧60 min，期間每30 min 停止10 min，減至常壓后出艙，療程頻率同超聲波療法，結果發(fā)現(xiàn)超聲波聯(lián)合HBOT 對病理性瘢痕存在早期干預作用。

以單純接受HBOT 作為對照組的臨床研究少有開展，上述局部放療聯(lián)合方案中HBOT 的確切療效仍有待考究，值得指出的是，HBOT 在治療環(huán)節(jié)中的占比（療程）差異也是影響實驗的重要因素。Hao 等[43]收集了30 名患者的痕疙瘩標本后隨機分為3 組：經HBOT的標本（A 組）、未行HOBT 的標本（B 組）、正常皮膚標本各10 例（C 組），各組內男女比例一致為5∶5，通過蘇木精-伊紅染色、免疫組織化學染色等方法發(fā)現(xiàn)B 組白介素-12p40（interleukin-12p40，IL-12p40）、巨噬細胞炎性蛋白-1β（macrophage inflammatory protein-1β，MIP-1β）、血小板衍生生長因子-BB（platelet-derived growth factor-BB，PDGF-BB）的表達水平明顯高于A、C 組，IL-12p40、MIP-1b、PDGF-BB 在A 組較C 組高表達，而白介素1 受體拮抗劑在A 組較C 組低表達。HBOT 顯著影響IL-12p40、MIP-1β、PDGF-BB 的表達從而減輕瘢痕疙瘩組織內炎癥反應。Li 等[44]指出，色氨酸羥化酶1、連接蛋白43 及一過性受體電位香草樣物質1 在瘢痕疙瘩組織中存在過表達，為引起瘢痕疙瘩的瘙癢和疼痛的潛在因素，經HBOT 治療，患者瘢痕疙瘩內上述物質表達水平均明顯降低，可能有助于緩解患者疼痛及瘙癢癥狀。

3 注意事項

常規(guī)整形術后創(chuàng)面屬于高壓氧療II 類適應證，關于高壓氧輔助療法是否比單純手術或局部注射等療法具有更佳的療效目前尚存爭議。盡管尚未有定論，專家仍建議積極實施高壓氧治療以免使部分患者失去獲益機會；服用抗腫瘤藥物或雙硫侖藥物的患者，尚未妥善處理的氣胸患者是絕對禁忌的[45]。HBOT 常見并發(fā)癥包括可逆、暫時性的視力降低，有產生耳氣壓傷、氣胸及加重左心室后負荷的風險，因此射血分數低于35%的充血性心力衰竭患者也不應接受HBOT 治療[7]。

4 展望

現(xiàn)有的臨床研究以HBOT 聯(lián)合手術或局部放療、瘢痕內注射的綜合方案多見，均已取得可觀療效。脫離傳統(tǒng)療法的HBOT 高質量對照實驗匱乏，多數研究案例納入標準中未提及瘢痕具體寬度或面積大小。為明確HBOT 對瘢痕疙瘩的具體療效，需嚴格把控年齡、瘢痕部位及面積等影響因素。目前常用的治療壓力為2～2.4 ATA，患者間歇吸純氧共90 min，根據部位面積及對治療的效果的不同予以調整療程，氧療每天1 次，平均療程15 d，為獲得最佳療效需完善個體化定制方案。在患者能獲益的前提下，盡量避免增加患者經濟負擔。進行高壓氧療前對患者全身狀況的評估及醫(yī)患充分溝通尤為重要，應通過延長隨訪時間以完善對其確切療效及復發(fā)率的評估。

綜上所述，HBOT 可緩解瘢痕疙瘩組織內炎癥與免疫反應，在早期預防、輔助治療及降低復發(fā)率方面有可觀的療效，且安全性較高，其聯(lián)合療法值得推廣。