声带瘢痕的形成及治疗进展*

王家佳 综述 魏春生 审校

声带特有的精细结构及功能是发声的基础，其中组织学上又以声带固有层细胞外基质(extracellular matrix, ECM)最受关注。当声带损伤至一定程度后，细胞外基质的组成及分布发生变化，纤维组织增生，产生不可逆瘢痕，可引起发声甚至呼吸障碍。如何复原细胞外基质，是声带损伤修复的关键及难点。近二十年来，组织工程的兴起为声带损伤的理想修复与功能重建带来了希望。本文就声带瘢痕的形成机制及治疗进展进行综述。

1 声带的解剖及生理

声带固有层是介于声带上皮层与声带肌之间的结缔组织，是与声带振动密切相关的最重要的特征性结构，主要由细胞及细胞外基质组成。其细胞成分包括：成纤维细胞、肌成纤维细胞和巨噬细胞。成纤维细胞调控细胞间质的沉着、降解及重新分布，维持固有层结构与功能。肌成纤维细胞是一种特殊分化并具有修复作用的成纤维细胞，当损伤与修复存在时，这些细胞出现并增加，它们存在于大部分正常声带中，浅层最多且活性最高，可能意味着由于长期发声，“正常声带”亦存在一些微小组织损伤，且损伤主要位于固有层浅层[1]。巨噬细胞的存在是固有层浅层对黏膜刺激的反应，其作用是抵御经上皮而来的细菌、病毒或有毒物质等[1]。根据分子类型，声带固有层细胞外基质成分可分为：纤维蛋白、间隙蛋白及其它分子如碳水化合物、脂质等。纤维蛋白包括弹性纤维和胶原纤维，其中弹性纤维赋予组织弹性，与声带变形和回复等声带振动特性相关，固有层各层均存在弹力组织；胶原纤维为组织提供结构和力量，受力时可承受压力、抵抗变形。间隙蛋白围绕在弹性成分周围，包括蛋白聚糖和糖蛋白。各种纤维蛋白的含量在固有层各层并不相同，浅层由少量弹性纤维及胶原纤维组成；中间层含有成熟的弹性纤维、纤维调节蛋白和高浓度的透明质酸(hyaluronic acid，HA)[2～4]；深层含有成熟的胶原纤维，包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型胶原纤维[2～6]，此外还有高浓度的粘蛋白多聚糖、二聚糖和基底膜蛋白聚糖等[7]。Catten等[8]对间隙蛋白进行研究后认为，糖蛋白特别是HA对声带生物力学具有重要作用，HA浓度越高则声带粘性越高，振动缓冲能力越强。Chan等[9]发现相比于特氟龙、明胶海绵、胶原和脂肪等移植材料，0.5%～1%的 HA弹性剪切系数和动态粘滞度与人体声带黏膜相接近，提示HA对声带黏膜和固有层缺失修复具有潜在的应用价值。

2 声带的损伤及瘢痕形成

2.1声带损伤的原因及病理变化 声带损伤的原因很多，如用声过度、插管、咽喉返流、化学刺激以及各种特异性或非特异性感染等。慢性损伤因子的长期作用可以引起声带组织的反应提高，导致基底膜结构中断或者增厚、血管变化、细胞外基质成份改变等，其中慢性损伤可引起声带息肉、小结、囊肿及其他一系列能引起声带浅层改变的病理变化。此外，医源性损伤，主要包括声带手术累及声韧带甚至声带肌，术后将导致瘢痕形成。

2.2声带损伤的应答及瘢痕形成机制 Stedman医学将瘢痕定义为由于损伤或疾病，正常组织被纤维组织替代[10]。声带上皮损伤后，表浅性溃疡形成，沉积的纤维素中充满巨噬细胞及浆细胞等急慢性炎症细胞。如果溃疡小且表浅，仅局限于上皮层，则溃疡一期愈合；如果损伤较大，伤口收缩，成纤维细胞及胶原沉积于上皮下，形成二期愈合[11]。基于损伤修复的自然动态过程，将组织对损伤的应答分为急性、亚急性和慢性三个阶段。在鼠声带急性损伤的模型中发现，几乎损伤后立即就会出现炎症反应(4～8 h)，IL-1、NF-κb和TNF-α升高[12]。在兔声带损伤模型中发现，损伤后3天可见广泛的细胞浸润，5天后可见上皮再生[13]。此外，基质成分也与对照侧有着广泛的区别，如HA明显下降，胶原纤维和纤维连接蛋白升高[13～16]。在亚急性期，损伤侧纤维连接蛋白沉积增多[17,18]，弹性纤维减少[19,20]，胶原含量变化报道不一：有报道Ⅰ、Ⅲ型胶原含量增加[16]；有报道Ⅰ型前胶原增加而Ⅰ型胶原含量不变[20]；另有报道Ⅰ型胶原含量下降[19]，不同的结果可能与使用不同的动物模型有关。利用犬和兔模型研究声带损伤后6个月的应答反应发现，损伤侧胶原沉积增多且排列紊乱，HA水平无明显改变，弹性蛋白含量在犬模型中明显减少，声带弹性剪切系数和动态粘滞度增加[20,21]。

声带损伤的预后与损伤程度直接相关。黏膜层包括上皮层和固有层浅层的损伤，愈合后不留瘢痕，固有层浅层的基质中含有许多抗瘢痕形成的物质，如HA、核心蛋白聚糖和纤维蛋白。HA可以抑制成纤维细胞合成胶原及胶原沉积，核心蛋白聚糖和纤维蛋白可以阻止胶原的形成和原纤维的生成[22]。而固有层中间层以下即声韧带甚至声带肌受损，愈合过程中纤维组织广泛增生，排列紊乱，将产生不可逆的瘢痕，导致声带黏膜波减弱或缺失及声门闭合不全，成为影响发声的两个关键因素。

3 声带瘢痕的治疗

3.1嗓音训练 美国耳鼻喉科学会在处理声嘶的临床实践指南中，将嗓音训练定位为有效的一线或联合治疗声带瘢痕的方法之一。其内容主要包括：① 卫生用嗓：如减少滥用和误用，减少不当的清嗓行为等；②针对不适当的音调、响度、音质等症状控制；③协调呼吸、发声、共鸣行为[23]。尽管这些方法不能从组织学上逆转声带瘢痕，但持之以恒的嗓音训练能使声带瘢痕患者的发声功能得以改善。

3.2手术治疗 迄今，临床上治疗声带瘢痕的术式主要包括声带注射填充术和内移性喉成形术。声带注射填充术是根据声带瘢痕的不同部位和程度，将自体或异体填充材料注射或填充至声带不同层次或声门旁间隙，使声带体积增加、游离缘内移，以改善声门闭合状况及声带振动特性，改善发声及吞咽功能[24]。选择合适的植入物需要考虑很多因素，包括植入物的易获得性、生物相容性、稳定和吸收性等，目前临床常用的注射材料包括自体脂肪、胶原、筋膜等。随着对声带结构的深入认识和生物合成技术的应用，透明质酸、羟基磷灰石等与固有层细胞外基质成分和黏弹性相近的物质也应用于临床，并有望恢复声带的层状结构和振动功能。内移性喉成形术包括原I型甲状软骨成形和杓状软骨内收术，与声带注射填充术相比，对部分声门尤其后段缝隙过大或双侧声带位置不一致者更具适用性。

声带瘢痕患者经声带注射填充术或内移性喉成形术后，发声费力等症状得以改善，但两种术式主要为减少或消灭由瘢痕所导致的声门闭合不全，而非针对瘢痕本身，声带振动的关键因素——黏膜波并未恢复，因此术后嗓音质量提高有限。

3.3组织工程学 如何从根本上针对声带瘢痕本身治疗，组织工程学是近年来的研究热点，其基本要素包括种子细胞、支架材料和调节因子，目的是阻止声带损伤愈合过程中瘢痕的形成，保护或恢复细胞外基质成分和分布，恢复声带正常的振动特性和发声功能。

最常应用的种子细胞为干细胞，包括胚胎干细胞和成体干细胞。Kanemaru[25]、Lee等[26]在犬声带损伤模型上进行自体骨髓间充质干细胞和自体脂肪间充质干细胞声带注射的研究，结果显示声带外形基本恢复正常，受损部位未出现瘢痕。Hertegard等[27]在兔声带损伤模型上进行了声带注射人骨髓间充质干细胞，结果显示注入受损声带后的干细胞能够持续存在，再生的细胞外基质组织结构与正常声带相似，声带的黏弹性也接近正常。Cedervall等[28]将人胚胎干细胞应用于兔受损声带，发现局部注射胚胎干细胞后，声带的黏弹性有很大程度的改善，并发现植入细胞的分化外形类似软骨细胞、肌细胞和上皮细胞。除干细胞外，成纤维细胞亦被作为种子细胞促进损伤声带的再生，Chhetri等[29]在狗声带损伤模型中将自体成纤维细胞注入单侧全层损伤的声带固有层中，动态喉镜检查发现，声带的振动和发声功能在损伤后8周下降，29周后恢复正常；组织学检查示成纤维细胞和胶原增多，而弹性蛋白减少，HA含量无明显改变。Krishna等[30]将经肝细胞生长因子预处理的成纤维细胞应用于兔声带损伤模型，发现其能够有效促进受损声带透明质酸的分泌，并能够减少胶原的产生，对预防声带瘢痕的形成具有积极作用。声带固有层的细胞外基质是细胞成分的天然支架，在声带组织工程的研究中，细胞外基质成分的体外培养和注射后观察是研究的重点之一。Finck等[31]在显微镜下进行人受损声带任克层的酯化透明质酸注射，术后喉镜检查显示声带对其耐受性好，外观基本恢复正常，嗓音改善。Hahn等[32]将胶原和水凝胶复合物注射到猪损伤声带的固有层，结果显示其能够有效促进受损声带弹性纤维和成纤维细胞的增长，并能减少基质的压缩和吸收等对再生不利的因素。Duflo等[33]应用透明质酸和硫醇盐凝胶的混合物加上多聚二元醇形成的复合物作为支架，将其移植入兔损伤声带中，观察其促进兔损伤声带固有层的再生，结果显示再生组织的黏弹性得到较大改善。

在声带组织工程调节因子的研究中，肝细胞生长因子的研究较多，其具有促进胚胎发育、血管生长和组织再生的作用，参与合成成纤维细胞、上皮细胞和内皮细胞，并有抗纤维化的能力。Hirano等[34]研究采用肝细胞生长因子在体外调控犬和人声带成纤维细胞生成细胞外基质，结果显示成纤维细胞分泌的透明质酸含量增高，I型胶原含量减少，纤维连接蛋白含量基本不变，这将有助于抑制纤维的沉积及肉芽组织的形成。此后，他们[35]又将肝细胞生长因子用于促进兔损伤声带的修复再生，结果发现其能够防止损伤声带胶原的过度沉积，并促进透明质酸及弹性蛋白的合成，声门闭合情况和声带黏膜波也得到改善，受损声带再生的固有层组织具有与正常声带类似的组织学特性、黏弹性及振动特性。Ohno等[36]制作了肝细胞生长因子与凝胶的复合物，在声带损伤后1个月行局部注射，观察6个月后，发现修复后的声带振动情况良好并抑制了胶原的沉积，促进了透明质酸和弹性蛋白的分泌，认为将细胞因子与支架材料结合是促进声带修复再生的方法之一。

应用组织工程学预防和修复声带瘢痕是目前研究的热点之一，也是希望所在，但使声带瘢痕从形态学、组织学及功能学上完全恢复正常，尤其是应用于临床，目前尚未实现，有待细胞生物学、移植免疫学、生物材料学等多学科的发展及干细胞基础理论的突破。

4 参考文献

1 Catten M, Gray SD, Hammond TH, et al. Analysis of cellular location and concentration in vocal fold lamina propria[J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 1998, 118: 663.

2 Hahn MS, Kobler JB, Starcher BC, et al. Quantitative and comparative studies of the vocal fold extracellular matrix - I: Elastic fibers and hyaluronic acid[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2006, 115: 156.

3 Hammond TH, Zhou RX, Hammond EH, et al. The intermediate layer: A morphologic study of the elastin and hyaluronic acid constituents of normal human vocal folds[J]. J Voice, 1997, 11: 59.

4 Pawlak AS, Hammond T, Hammond E, et al. Immunocytochemical study of proteoglycans in vocal folds[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 1996, 105: 6.

5 Hahn MS, Kobler JB, Zeitels SM, et al. Midmembranous vocal fold lamina propria proteoglycans across selected species[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2005, 114: 451.

6 Hahn MS, Kobler JB, Zeitels SM, et al. Quantitative and comparative studies of the vocal fold extracellular matrix II: Collagen[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2006, 115: 225.

7 Hahn MS, Jao CY, Faquin W, et al. Glycosaminoglycan composition of the vocal fold lamina propria in relation to function[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2008, 117: 371.

8 Catten M, Gray SD, Hammond TH, et al. Analysis of cellular location and concentration in vocal fold lamina propria[J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 1998，118: 663.

9 Chan RW, Titze IR.Hyaluronic acid (with fibronectin ) as bioimplant for the vocal fold mucosa[J]. Laryngoscope, 1999, 109: 1 142.

10 Spraycar M. Stedman's medical dictionary[M].26th ed. Baltimore:Williams and Wilkins, 1995.1 576～1 576.

11 Benninger MS, Alessi D, Archer S, et al. Vocal fold scarring: Current concepts and management[J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 1996,115: 474.

12 Lim XH, Tateya L, Tateya T, et al. Immediate inflammatory response and scar formation in wounded vocal folds[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2006, 115: 921.

13 Branski RC, Rosen CA, Verdolini K, et al. Acute vocal fold wound healing in a rabbit model[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2005, 114: 19.

14 Thibeault SL, Rousseau B, Welham NV, et al. Hyaluronan levels in acute vocal fold scar[J]. Laryngoscope, 2004, 114: 760.

15 Rousseau B, Sohn J, Tateya I, et al. Functional outcomes of reduced hyaluronan in acute vocal fold scar[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2004, 113: 767.

16 Tateya T, Tateya I, Sohn JH, et al. Histologic characterization of rat vocal fold scarring[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2005, 114: 183.

17 Hirano S, Bless DM, Rousseau B, et al. Fibronectin and adhesion molecules on canine scarred vocal folds[J]. Laryngoscope, 2003, 113: 966.

18 Thibeault SL, Bless DM, Gray SD. Interstitial protein alterations in rabbit vocal fold with scar[J]. J Voice, 2003, 17: 377.

19 Thibeault SL, Gray SD, Bless DM, et al. Histologic and rheologic characterization of vocal fold scarring[J]. J Voice, 2002, 16: 96.

20 Rousseau B, Hirano S, Scheidt TD, et al. Characterization of vocal fold scarring in a canine model[J]. Laryngoscope, 2003, 113: 620.

21 Rousseau B, Hirano S, Chan RW, et al. Characterization of chronic vocal fold scarring in a rabbit model[J]. J Voice, 2004, 18: 116.

22 Hedlund H, Mengarelli-Widholm S, Heinegard D, et al. Fibromodulin distribution and association with collagen[J]. Matrix Biol, 1994, 14: 227.

23 Seth R, Seth H, Ellen S, et al. Clinical pratice guideline: Hoarseness(Dysphonia) [J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 2009, 141: 1.

24 胡慧英, 徐文. 声带注射填充术[J]. 国际耳鼻咽喉头颈外科杂志, 2006, 30: 296.

25 Kanemaru SI, Nakamura T, Omori K, et al. Regeneration of the vocal fold using autologous mesenchymal stem cells[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2003, 112: 915.

26 Lee BJ, Wang SG, Lee JC, et al. The prevention of vocal fold scaring using autologous adipose tissue-derived stromal cells[J]. Cells Tissues Organs, 2006, 184: 198.

27 Hertegard S, Cedervall J, Svensson B, et al. Viscoelastic and histologic properities in scarred rabbit vocal folds after mesenchymal stem cell injection[J]. Laryngoscope, 2006, 116:1 248.

28 Cedervall J, Ahrlund-Richter L, Svensson B, et al. Injection of embryonic stem cells into scarred rabbit vocal folds enhances healing and improves viscoelasticity: Short-term results[J]. Laryngoscope, 2007, 117: 2 075.

29 Chhetri DK, Head C, Revazova E, et al. Lamina propria replacement therapy with cultured autologous fibroblasts for vocal fold scars[J]. Otolaryneal Head Neck Surg , 2004, 131: 864.

30 Krishna P, Rosen CA, Branski RC, et al. Primed fibroblasts and exogenous decorin: Potential treatments for subacute vocal fold scar[J]. Otolaryngol Head Neck Surg, 2006, 135: 937.

31 Finck C, Lefebvre P. Implantation of esterified hyaluronic acid in microdissected Reinke's space after vocal fold microsurgery: First clinical experiences[J]. Laryngoscope, 2005, 115: 1 841.

32 Hahn MS, Ttply BA, Stevens MM, et al. Collagen composite hydrogels for vocal fold lamina propria restoration[J]. Biomaterials, 2006, 27: 1 104.

33 Duflo S, Thibeault SL, Li W, et al. Vocal fold tissue repair in vivo using a synthetic extracellular matrix[J]. Tissue Eng, 2006, 12: 2 171.

34 Hirano S, Bless D, Heisey D, et al. Roles of hepatocyte growth factor and transforming growth factor betal in production of extracellular matrix by canine vocal fold fibroblasts[J]. Laryngoscope, 2003, 113: 144.

35 Hirano S, Bless D, Rousseau B,et al. Prevention of vocal fold scarring by topical injection of hepatocyte growth factor in a rabbit model[J]. Laryngoscope, 2004, 114: 548.

36 Ohno T, Hirano S, Kanemaru SI, et al. Drug delivery system of hepatocyte growth factor for the treatment of vocal fold scarring in a canine model[J]. Ann Otol Rhinol Laryngol, 2007, 116: 762.