皮肤创面修复治疗的研究进展

孙桂芳，张晓芬，陈亚峰(综述)，奉典旭※(审校)

(1.上海中医药大学普陀临床医学院，上海 200062； 2.上海市普陀区中心医院普外科，上海 200062)



皮肤创面修复治疗的研究进展

孙桂芳1△，张晓芬1△，陈亚峰2(综述)，奉典旭2※(审校)

(1.上海中医药大学普陀临床医学院，上海 200062； 2.上海市普陀区中心医院普外科，上海 200062)

摘要：创面修复过程复杂，涉及多种细胞及因子，调控机制异常则引起难愈性创面或瘢痕。促进创面修复的治疗方法和产品种类日益增多。目前创伤修复已深入到细胞及分子生物学水平，包括因子、细胞及中药等，但多数研究尚未形成系统。组织工程技术可与干细胞疗法相结合，使创伤修复有了更好的治疗前景，有待深入开发。中医药疗效显著，具有多靶点调控效应，相关机制有待进一步明确。

关键词：创伤；修复；干细胞；因子；中医药

创面修复是在各种细胞、细胞外基质及细胞因子互相作用下，经过止血、炎症反应、增殖、重塑4个渐次发生而又相互重叠的过程完成的。近年来，细胞与分子生物学技术的发展和应用，使得创面修复的机制研究日益深入，促进了新的治疗手段和技术在临床上的运用，包括细胞因子、生长因子、细胞治疗，尤其是干细胞治疗，以组织工程技术为载体，两者的结合为创面修复开辟了新的治疗途径。中医药治疗具有悠久的历史，疗效明确，使得创面治疗治疗不断丰富完善。现对皮肤创面修复治疗的研究进展进行综述。

1细胞因子及生长因子

生长因子具有促进细胞增殖与分化、调节血管舒缩等活性，为促进创面愈合奠定基础。成纤维细胞生长因子具有调节细胞增殖、迁移、分化、发育和损伤应答、修复创面及肿瘤发生等多种作用。它们在不同组织中的表达差异显著，对发育起到重要作用。初步研究表明单独的成纤维细胞生长因子10可加速移植的网状皮肤的愈合，表明它在促进创面的再上皮化及创面愈合中具有重大潜力[1]。碱性成纤维细胞生长因子可通过影响胶原的分布及α-平滑肌肌动蛋白和转化生长因子β1(transforming growth factor-β1,TGF-β1)的表达，调节细胞外基质的合成与降解，并抑制TGF-β1/Smad蛋白信号通路，降低纤连蛋白，基质金属蛋白酶组织抑制剂及Ⅰ/Ⅲ型胶原水平，提高基质金属蛋白酶1水平，增加凋亡细胞数等机制，促进创面愈合并减轻增生性瘢痕的形成[2]。新的血管生成对创面愈合至关重要，血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)作为内皮和渗透因子，在生理和病理的血管生成中(如肿瘤生长、炎症、创面愈合及各种眼病)均发挥重要作用。通过与3种高亲和力VEGF受体(VEGF-receptor, VEGF-R)(VEGF-R1、VEGF-R2和VEGF-R3)，尤其是与VEGF-R2结合可激活丝裂原活化蛋白激酶/细胞外调节蛋白激酶信号，从而介导大部分与VEGF相关的生物学反应，如内皮细胞合成VEGF，刺激成纤维细胞的增殖与迁移等，促进血管形成[3]。TGF-β的作用尤为重要，TGF-β及其受体广泛表达于正常组织及大多数细胞系中，控制着多种细胞的增殖、分化、迁移及凋亡等，在胚胎发育和组织损伤的修复和更新中起重要作用,影响伤口愈合过程的所有阶段[4]。研究证明，缺少TGF-β是胎儿皮肤不同于成人愈合的主要原因之一[5]。胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)可促进卵巢切除的大鼠雌激素缺失创伤模型的创面愈合。局部应用IGF-1可抑制创伤局部的炎症，促进再上皮化的进程，同时实验证明IGF-1可补偿雌激素的缺失，促进愈合，因此对绝经后妇女的创伤有更好的治疗潜力[6]。粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage colony-stimulating factor,GM-CSF)作为多功能造血生长因子，参与创面愈合的各个阶段。它与血小板活化因子共同作用，促进嗜酸粒细胞对组织因子的转录和释放，参与止血；炎症反应期GM-CSF促进趋化中性粒细胞、单核/巨噬细胞及树突状细胞转移至创面，从而提高抗感染力；在增生期，GM-CSF体外可直接刺激人成纤维细胞和血管内皮细胞的迁移和增殖，以及人角质化细胞的生长，诱导新生血管的形成，加速再上皮化；重塑期，GM-CSF则通过调节创面TGF-β的表达，既促使伤口收缩，亦可增强创口周围组织抗张力的强度，促进创面愈合[7]。

前列腺素E2和吲哚胺二氧化酶通过对自然杀伤细胞活化的抑制来降低炎症反应[8-9]。TGF-β1和肝细胞生长因子抑制T淋巴细胞和B淋巴细胞的活化，降低炎症反应[8]。重塑期基质金属蛋白酶与其抑制剂失衡的失衡导致创面经久不愈，前者可降解细胞外基质，后者则抑制前者的活性，恢复机体内两者的动态平衡，可使基质更好的重塑[10]。

正常愈合过程需要细胞与细胞因子间的高度协调和相互调控。单一的细胞因子虽可在一定程度上缓解病情，然大多作用机制单一，且费用不菲，限制了在临床上的应用。

2细胞

近年来，细胞疗法逐渐应用于实验及临床，用来弥补传统疗法的缺陷，主要有成纤维细胞、角化细胞、血小板、干细胞等。由于该疗法不需要进行较大的手术，可避免引起供体部位的并发症，因此可应用于急慢性创面的愈合治疗。在急性创伤治疗中，该疗法可增加愈合率，减少瘢痕收缩，最大限度地降低供体部位的并发症，且该技术具有简便易行、用时少、较手术花费小的优点。在慢性创面治疗中，通过将具有优良愈合能力的细胞移植至创面，可改变创床微环境，以利于创面愈合[8]。

2.1成纤维细胞成纤维细胞是参与损伤修复的最重要的间充质细胞，组组织损伤后，可分化为肌成纤维细胞，通过收缩创面、分泌细胞外基质蛋白和多种生长因子和细胞因子、募集炎性细胞至创面，增加Ⅰ、Ⅲ型胶原，波形蛋白等细胞外基质蛋白合成，促进创伤组织新生上皮形成和血管化等机制而参与创面修复[9]。通过移植培养的成纤维细胞治疗慢性创面逐渐成为研究的热点。但是大多数研究发现其效果不甚理想，原因之一可能是冻存的细胞较难复活、克隆并持续存在于缺乏氧气和营养物质的慢性创面，且经过冻存的细胞活性较正常细胞下降约50%，其蛋白合成亦很大程度地受到抑制[10]。为克服该同种异体移植技术的缺陷，2009年，Han等[11-12]发展了无冻存新鲜成纤维细胞同种异体移植技术，将志愿者正常真皮成纤维细胞经过培养，应用于37例糖尿病足患者，治疗组和对照组分别为19例和18例，经临床试验表明，其有效性、安全性和耐受性均良好，8周内，治疗组84%的患者创面完全愈合，而对照组只有50%的愈合率。

2.2角化细胞从1981年开始，培养的角化细胞已经作为自体或同源异体移植物用于创面治疗。只需要很小面积的皮肤，就可培养出一大块的表皮，因此自体移植角化细胞应该纳入大面积烧伤患者的治疗方案中。例如由TEGO SCIENCE推出的客户定制产品-表皮自体移植物，是取自于患者的皮肤，经过培养后再重新移植到创面上去。随着时间的推移，该移植物可促进患者的真皮再生，变成患者自己的皮肤。该产品由约1亿个角化细胞组成。一次皮肤活检术取下的1～3 cm2的皮肤在14～18 d即可扩大10 000倍[13]。研究表明，同源异体移植角化细胞可以用于部分厚度烧伤和其他创面[14]。

2.3血小板血小板用于慢性创面，通过将生长因子运送至创伤部位而对愈合起到促进作用。血小板可以释放VEGF、表皮生长因子、血小板源性生长因子、成纤维细胞生长因子2、转移生长因子、IGF-1等[15]。另外，一些研究尝试用同源血小板治疗慢性创面，结果表明与自体血小板具有类似的作用[16]。但是用自体血小板治疗，患者必须自身能够产生足够量的血小板，然而慢性创面患者本身就会伴有贫血等不良健康状况，大量抽取含有血小板的血浆可能导致体内产生某些有害物质。同源血小板的运用要求健康供体能够产生足够的量，还需要对血样本进行一系列传染病的检测，因此限制了其应用。为克服这一缺陷，有研究采用血小板浓缩液，该产品可稳定获得，50 mL的血浆中含有1个单位的该产品，约有5×1010个血小板，结果表明，血小板浓缩液可提供简单、安全且有效的治疗糖尿病足溃疡的方法[17]。

2.4干细胞由于成体干细胞具有强大的增殖能力、多向分化潜能，及可以产生一系列对创面愈合具有重要意义的细胞核生长因子，目前已成为广泛的研究热点[18]。骨髓间充质干细胞，亦称为基质祖细胞，可分化为多个细胞系，如内皮细胞、神经细胞和干细胞[18]。在创面愈合中分化的皮肤细胞系为角化细胞、内皮细胞、周细胞和单核细胞[19]。研究发现骨髓间充质干细胞通过旁分泌一系列因子，包括VEGF、 IGF-1、表皮生长因子、角质细胞生长因子、血管生成素1和基质细胞衍生因子1，促进糖尿病和非糖尿病小鼠的创面愈合[20]。脂肪干细胞是来源于脂肪的多能干细胞，具有和骨髓干细胞相似的特性，在修复受损组织，促进组织再生及治疗瘢痕和防止皮肤光老化的过程中可发挥重大作用[8]。它可以释放许多强大的血管生成因子，并通过分化为内皮细胞成为血管的组成部分。体外实验表明，脂肪干细胞具有促进细胞增殖和胶原合成的作用[18]。另有实验观察到脂肪干细胞自体移植物的协同作用，可能是由于糖尿病患者的成纤维细胞和脂肪干细胞分泌生长因子，对两种细胞相互刺激所致[21]。内皮祖细胞是参与血管再生及组织修复的内皮细胞前体，它们的血管修复潜能已经在诸多的实验及临床研究中报道[18]。在创面修复方面，移植内皮祖细胞可加速创面愈合，主要是通过增加肉芽组织的新生血管化。通过皮下注射该细胞，可促进多种创面愈合相关因子的分泌，募集单核/巨噬细胞，刺激内皮血管形成，加速愈合[22]。

3组织工程技术

组织工程技术又被称为再生医学，它应用生命科学与工程学的原理与技术，研究和开发生物替代物，用于修复、维护和促进人体各种受损的组织或器官的功能及形态的的新兴学科。壳聚糖是一种可大量获得的生物聚合物，由N-乙酰-D-氨基葡萄糖和D-氨基葡萄糖单位组成，部分来源于几丁质聚合物的脱乙酰作用，几丁质的难溶性限制了其临床应用，而由于氨基的存在，壳聚糖得以与几丁质区别开来，并广泛应用于临床和其他研究中[23]。在创面的应用中，壳聚糖可促进创面愈合，已经用于创面敷料和制造人工皮肤[24]。实验表明壳聚糖增强了炎性细胞和生长因子的功能，促进大的开放性创口的受伤组织的颗粒化和塑形[25]。干细胞具有分化为多种细胞的潜能，是生物工程广泛利用的一种手段。例如，有研究将人毛囊干细胞联合成纤维细胞种植于壳聚糖，发现可加速全层皮肤缺损的辐射伤大鼠模型的创面愈合[26]。将脂肪干细胞种植于壳聚糖，可促进人永生化角化细胞的增殖[27]，并且由于脂肪干细胞与壳聚糖的生物相容性，形成的混合矩阵模拟了细胞外基质的成分，为细胞的黏附、迁移和融入组织提供底物[28]。

4中医药

中医学在慢性皮肤创面的治疗中积累了丰富的临床经验，主张从整体出发，同时结合辨病、辨证、分期，内外合治、标本兼顾，以活血化瘀通络为主要则，临床上取得了良好的效果。分子生物学发展促进了对中医药治疗创伤修复的机制研究，使其得到长足的发展。

4.1减轻过度的炎症反应肿瘤坏死因子α诱导T细胞分化，白细胞介素8能吸引中性粒细胞、嗜碱粒细胞而引起炎症反应。回阳生肌脂质体凝胶(由炮姜、肉桂、当归、黄芪、川芎、人参等组成)可显著降低肿瘤坏死因子α及白细胞介素8的水平，从而抑制过度的炎症反应[29]。

4.2促进组织细胞增殖活血化瘀中药可促进创面愈合，并减少瘢痕形成，其机制是通过调节创面新生肉芽组织的细胞增殖与凋亡的平衡。B细胞淋巴瘤/白血病-2(B cell lymp-homa/lewkmia-2, Bcl-2)基因抑制细胞凋亡，而Bcl-2相关蛋白X(Bcl-2 associated X protein, Bax)基因可促进凋亡。两者必须形成异聚体，联合表达调节凋亡。生肌化瘀方[生肌方(太子参15 g、黄芪15 g、生地 15 g、白术15 g)，化瘀方(桃仁9 g、丹参9 g、水蛭9 g、当归 9 g)]通过增加Bcl-2 mRNA表达抑制细胞凋亡[30]。

4.3改善创面周围循环加减防己黄芪汤(由炙黄芪15 g、当归10 g、苍术10 g、忍冬藤15 g、玄参10 g、汉防己10 g、威灵仙10 g、鬼箭羽10 g组成) 可增加一氧化氮水平、降低血浆内皮素1水平，缓解皮肤组织的缺血、缺氧状态，促进局部的血液循环，加速创面愈合[31-32]。

4.4减少瘢痕形成生肌化瘀方(由白术15 g、黄芪45 g、太子参30 g、丹参 30 g、桃仁12 g、生地黄 15 g、川芎12 g、水蛭9 g 组成)及其拆方(生肌方由太子参30 g、黄芪45 g、白术 15 g、生地黄 15 g组成; 化瘀方由桃仁 12 g、丹参 30 g、川芎 12 g、水蛭9 g组成)通过调节创伤修复不同时期基质金属蛋白酶1的活性，调控Ⅰ、Ⅲ型胶原的比例，和它们各自合成与分解间的平衡，减少病理性瘢痕的形成[33]。生肌玉红膏可促进塑形期创面过度增生的胶原降解，使胶原排列有序，减少瘢痕形成。生肌玉红胶原海绵可通过修复早期增加Ⅰ/Ⅲ型胶原比例及TGF-β1细胞数，而修复晚期降低Ⅰ/Ⅲ型胶原比例及TGF-β1细胞数的机制减少瘢痕形成[34]。

5结语

创伤愈合需要细胞及细胞和生长因子参与，它们相互联系和影响，在不同阶段发挥修复作用。调节功能失控则引起创面难愈，或瘢痕形成。随着分子生物学及组织工程技术的发展，治疗方式日益增加。各种细胞及生长因子的靶点较为明确，因此对创面的作用相对单一；细胞疗法，尤其是干细胞疗法，具有多向分化潜能，能改善创面微环境，释放一种或多种细胞或生长因子，对创面愈合具有良好的效果，通过与组织工程技相结合，能发挥更巨大的作用，但是目前来源较少，技术要求较高，尚需经过不断的努力探索。中医药可通过多靶点调控细胞及因子来实现创面修复，效果显著，相关机制有待进一步明确。

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Research Progress of Treatment of Skin Wound RepairSUNGui-fang1,ZHANGXiao-fen1,CHENYa-feng2,FENGDian-xu2.(1.PutuoClinicalMedicalCollegeofShanghaiUniversityofTraditionalChineseMedicine,Shanghai200062,China; 2.DepartmentofGeneralSurgery,ShanghaiPutuoDistrictCentralHospital,Shanghai200062,China)

Abstract：The process of wound repair is complex,involving a variety of cells and factors.Abnormality of the regulation mechanisms leads to refractory wounds or scars.There are more and more therapies and products for wound repairing. The researches on wound healing have deepened into the cellular and molecular biology level,including a variety of cytokines,cells and traditional Chinese medicine,though much of which is not systematic yet.The combination of tissue engineering and stem cell therapy is opening up a better prospect for wound repair,waiting for further development. With multiple targets,traditional Chinese medicine has distinctive curative effect,while the relevant mechanisms need further clarification.

Key words：Wound； Repair； Stem cells； Factor； Traditional Chinese medicine

收稿日期：2014-11-24修回日期：2015-02-27编辑：相丹峰

基金项目：上海中医药大学创新团队(B-X-75)

doi：10.3969/j.issn.1006-2084.2015.18.025

中图分类号：R285.5

文献标识码:A

文章编号：1006-2084(2015)18-3330-04