皮肤创伤修复研究进展

李晓康，王舒，于杨，李福秋，姚春丽（.吉林大学第二临床医院，长春　3004；.吉林大学中日联谊医院，长春　300）



皮肤创伤修复研究进展

李晓康1，王舒1，于杨2，李福秋1，姚春丽
（1.吉林大学第二临床医院，长春130041；2.吉林大学中日联谊医院，长春130021）

摘要：急、慢性创伤千百年来一直困扰着人们，因此也一直是医学领域的研究热点，而皮肤作为人体最大最外部的器官极易遭受创伤。近年来，关于创伤修复的研究进展迅速，但是，目前其机制尚未完全明了，在现有的治疗水平下，越来越多的各种急、慢性难愈性创面让医患难以应对，更不用说达到像胎儿一样完美的无瘢痕愈合。现从皮肤创伤修复的机制、影响因素、治疗方法3个方面重点阐述皮肤创伤修复的研究进展，以期发现更多目前存在的问题，为创伤修复的机制研究及治疗方法的研究等方面找到新的突破。

关键词：创伤修复；皮肤；基因工程

创伤修复一直是医学领域的研究热点，而皮肤作为人体最大最外部的器官极易遭受创伤。经济与现代科技的迅猛发展使各种创伤伤员数量不断增加，同时因糖尿病、截瘫和局部射线照射等所致的慢性难愈性创面相应增多。据统计，美国每年大约有110万人遭受急性创伤，大约有30万住院治疗。而且随着社会进步，人们对美容的要求逐步增高，目前创伤修复的水平与质量无法满足患者的要求，两者间的矛盾日趋尖锐。因此，进一步了解创伤修复的各种影响因素，研究创伤修复的机制，完善现有治疗方法以及发现新的治疗方法等问题仍需要国内外学者们进行大量的研究工作。

1　创伤修复机制

创伤修复是皮肤（或其他器官组织）在损伤发生后多种修复细胞、生长因子和细胞外基质之间相互作用而进行自我修复的复杂动态过程，可以概括为3个阶段：①止血和炎症反应阶段；②细胞增殖分化阶段；③组织重建或瘢痕形成阶段。

1.1止血和炎症反应阶段皮肤遭受创伤后，立即发生血管收缩、血小板聚集及纤维蛋白凝块形成等反应，参与创口止血。炎症反应由纤维蛋白凝块的形成及聚集的血小板脱颗粒引起。血小板脱颗粒释放趋化因子，这些趋化因子可以募集白细胞（主要是中性粒细胞）、骨髓源性的干细胞或者纤维细胞从血液进入创口。创伤后几天内炎症反应开始减退，伴随炎症细胞的凋亡。炎症消退的机制尚不明确，然而有研究表明，抗炎细胞因子如转化生长因子A1、白细胞介素1（IL-1）、生物活性脂质（如环戊烯酮前列腺素、脂氧素等）参与了此过程［1］。在炎症反应阶段组织碎片及入侵的微生物被清除。

1.2细胞增殖分化阶段在细胞增殖分化阶段，炎症阶段剩余的炎细胞及迁移的上皮细胞、真皮细胞以自分泌、旁分泌等方式分泌的生长因子诱导并维持细胞增生，同时启动细胞迁移。此阶段血管开始形成。血管内皮细胞在血管内皮生长因子（VEGF）、成纤维细胞生长因子-2（FGF-2）、血小板源性生长因子（PDGF）的介导下降解基底膜，迁移至创口，增生形成细胞间接触，最后形成血管［2］。同时，创口内成纤维细胞增生，合成细胞外基质，形成富含新生血管的肉芽组织。细胞增殖分化阶段的特点是动态进行，且细胞及细胞外基质通过生长因子和细胞因子介导进行交互反馈。

1.3组织重建或瘢痕形成阶段新形成的肉芽组织随后被重建为瘢痕组织。细胞增殖分化阶段暂时形成的基质主要含有胶原蛋白Ⅲ、纤维蛋白、纤连蛋白、透明质酸，在组织重建阶段渐渐被主要含胶原蛋白Ⅰ的细胞外基质取代。然后，纤维母细胞及肌成纤维细胞的迁移以及随后肉芽组织基质的重建导致创口收缩。最后，成纤维细胞凋亡，形成相对无细胞的瘢痕组织，其抗张强度与正常皮肤组织相仿。该阶段引起细胞凋亡的原因尚不明确，有研究提示转化生长因子A、肿瘤坏死因子、成纤维细胞生长因子-2可以在创伤修复的最后阶段导致凋亡细胞增多。真皮细胞的无能化，尤其是肌成纤维细胞的及时凋亡跟创伤病态愈合有关，尤其是肥厚性瘢痕及瘢痕疙瘩的形成。提高对正常和病理性创伤愈合的认识可能可以找出新的治疗方法。

2　创伤修复的影响因素

各种因素（包括局部因素和全身因素）通过影响创伤修复的一个或几个病理生理过程影响创伤愈合的进程。

2.1局部影响因素①异物。异物是创面愈合最重要的局部影响因素，其所带细菌、本身具有的组织毒性以及其刺激作用均可加重炎症反应，延迟创面愈合。②感染。感染创面中的细菌毒素、蛋白水解酶及其细胞毒作用，导致创口的炎症反应延长，基质金属蛋白酶含量升高，蛋白酶抑制剂降低，降解细胞外基质，同时生长因子也被迅速降解，导致创口愈合延迟。③氧气。缺氧对于创伤愈合是双刃剑。创伤早期短暂的缺氧可以诱发创伤愈合过程的启动，诱导巨噬细胞、角质形成细胞和成纤维细胞合成，并释放细胞因子和生长因子［3］。但是，创伤愈合过程需要氧气来维持，长期的缺氧会增加创口感染的机会，阻碍细胞的各种细胞因子和生长因子的释放等，导致创伤愈合延迟［4］。故纠正创口氧含量与其他治疗方法相结合可能可以更好地促进创伤愈合。④局部血液供应。创伤修复必须的氧气和必要的营养物质的获得以及局部产生的毒性产物、代谢废物等的运出均由局部血液供应负责，因此局部血液供应障碍可严重影响创伤愈合。⑤其他。坏死组织、血凝块、血肿和死腔均可以通过增加感染机会直接或间接影响创伤愈合。

2.2全身影响因素①年龄。老龄可以从多个方面影响创伤愈合。炎症反应阶段，血小板聚集增加，炎症因子分泌增多，巨噬细胞、淋巴细胞浸润延迟，巨噬细胞功能受损。细胞增殖分化阶段，生长因子分泌减少，再上皮化、血管形成、胶原沉积延迟。瘢痕重建阶段，胶原蛋白Ⅲ向胶原蛋白Ⅰ的转化减少，创口收缩延迟。有研究提示，适当的运动可以改善老年人创口愈合状况［5］。②性激素。雌激素β受体可以在角质形成细胞、成纤维细胞和血管内皮细胞核中强烈表达。在创伤愈合的各个阶段，这些细胞都起着重要的修复作用。另外，在创面愈合中充当重要角色的致炎细胞因子也受雌激素的调节。雌激素通过调节多种基因表达，如与再生、表皮功能及炎症等有关的基因，而加速创伤愈合［6.7］。③应激。动物实验及临床资料表明，生理应激可以明显延迟创伤愈合。应激可以上调糖皮质激素水平，并降低创口内促炎因子IL-1β，IL-6及肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等的水平［8］。糖皮质激素进而通过抑制免疫、抗炎等作用影响创口愈合。④糖尿病。糖尿病可以延迟急性创伤的愈合，其机制已得到广泛研究。高血糖导致的缺氧、金属蛋白酶含量升高、细胞功能受损、神经病变等均导致创伤愈合延迟。另外，肥胖、吸烟、酗酒、营养因素等也是影响创伤愈合的重要因素，它们均在创伤愈合的3个阶段中起着重要的负面作用，如影响免疫与炎症反应，减少血管生成，抑制创口的收缩等。

3　创伤修复的治疗

3.1药物治疗皮肤药理学的出现在一定程度上加快了创伤修复与组织再生的基础研究和临床应用进展。抗炎作用药物如肾上腺皮质激素类，抗微生物药物如抗菌剂和抗生素，抗凝血药物如肝素，抗血小板药物如阿司匹林等均能通过影响创伤修复的3个阶段而促进愈合。而联合用药效果更佳。一项随机对照试验表明，联合应用胶原颗粒、甲硝唑及莫匹罗星加外用抗生素药膏与局部应用聚维酮碘加外用抗生素药膏相比，前者极大地促进了伤口愈合［9］。

中医中药为我国传统医学，其在创伤的治疗上有着独特的理解和丰富的临床经验。中医对创面外用药的原则主要有：①行气活血、推陈致新；②燥湿收脓、脓去肌生；③酸涩收口、生肌收口；④单味中药外用。将疗效积极的传统医学与现代高科技结合，使其国际化和标准化仍需要大量全面系统的研究工作。

3.2细胞疗法细胞疗法即将具有良好的创伤愈合能力的自体或异体细胞种植到创口内，从而加快急、慢性创伤的愈合速度，减少瘢痕挛缩［10］。成纤维细胞、角质形成细胞、脂肪来源的SVF细胞、骨髓间充质干细胞和血小板已被用于临床实践。目前，对干细胞中的成体干细胞研究广泛，表皮干细胞、骨髓间充质干细胞和脂肪来源干细胞已被证实可以促进创伤愈合。间充质干细胞由于其免疫调节功能备受关注，其可以感知微环境中的炎症水平，并通过实时的生化信号释放细胞因子和生长因子来下调炎症反应，从而促进伤口愈合并减少瘢痕形成［11］。目前干细胞研究的局限性包括较大的细胞需要量，更好细胞传递载体以及靶组织较差的细胞存留能力等。Ennis等［11］认为用TNF-α或干扰素γ等炎性细胞因子将间充质干细胞进行预活化可能大大减少细胞的需要量。

3.3酶清创法酶清创是指采用某些具有蛋白水解作用的外源性酶类，将坏死或失活的组织分解清除，同时又不损害邻近正常组织，从而达到清创目的的一种方法。目前，细菌及动、植物来源的多种蛋白酶已应用于酶清创。然而，目前酶清创主要限于特殊创面如烧伤创面、难愈性溃疡等的应用及疗效观察。而且，越来越多的学者对其安全性提出了质疑。已有不少文献报道了酶清创过程中发生感染的现象。故酶清创法可否用于急性创伤的修复治疗，其疗效和安全性尚待进一步研究证实。

3.4基因工程基因工程即通过体外DNA重组技术，将目的基因导入载体细胞，经过发酵、分离、高度纯化，获得大量的对人体有益的蛋白质。创伤修复领域应用最多的就是生长因子，涉及创伤修复的生长因子主要有：bFGF、VEGF、PDGF等，它们分别可以促进内皮细胞游走和平滑肌细胞增殖，促进新生血管生成，促进肉芽组织生长及募集干细胞等，从而在创伤愈合中发挥重要作用。但其临床效果却远远未达到预期值。生理上，生长因子需与细胞外基质成分相互作用才能达到良好的信号调节效果。最近，Martino等［12］发现胎盘生长因子-2（PlGF-2）的一个结构域可以特别牢固地与细胞外基质蛋白结合，故将该结构域移到其他生长因子（如VEGF、PDGF等）上之后，发现这些生长因子与细胞外基质的吸附性大大提高，其促进创伤愈合的疗效显著提高而起效的剂量明显降低。该研究已在临床前动物实验阶段取得成功，相信应用于临床后将很好地解决生长因子运输载体及剂量安全性等问题。

3.5组织工程组织工程学研究的基本内容是细胞、支架材料、细胞与支架材料的相互作用，生物活性因子的应用以及工程化等。通过组织工程技术和方法研制出近似人体正常组织的人工皮肤用于皮肤创伤缺损修复，对创伤修复产生了巨大的推动力。但单纯应用人工皮覆盖创口可能会延迟创伤愈合，且瘢痕挛缩明显，故人工皮通常与前述细胞疗法联合应用，既可以加速愈合，又可减轻瘢痕挛缩。而且，人工皮缺乏相应的功能，临床应用仍有限。因此，进一步研究与正常皮肤结构和功能相近的复合皮肤是今后组织工程皮肤研究需要努力的方向。

3.6电刺激大量的研究证明，电刺激在治疗难愈性溃疡创面、加速骨折愈合及瘢痕治疗方面有积极作用。合理剂量的电刺激能促进多种生长因子（如bFGF等）的分泌和表达，促进成纤维细胞和内皮细胞的增殖与分化，促进肉芽组织生长及上皮细胞的分化过程；导致细胞电穿孔，增加药物的摄入量；扩张机体组织的血管、加快血流，从而改善缺血，增强营养代谢，促进组织再生，同时还具有解痉、止痛、消炎等作用［13］。电刺激疗法具有无创、操作简便、适应证广、无并发症等优点，已被广大医学工作者和患者所接受，其医学应用领域也不断拓宽。

4　展望

近年来，在国内外学者的共同努力下，创伤修复的研究已经取得了重大进展，我们对其基础理论认识及临床治疗水平都有了极大地提高。大量的药物及物理方法等从创伤修复的机制或影响因素入手，取得了一定的效果。但是，目前创伤修复的机制仍未完全明了，在现有的治疗水平下，皮肤创伤仍旧无法达到完美愈合，各种药物的用药时间、剂量及安全性等问题仍需动物实验及临床验证。而且，创伤伤员的增多以及人们对美容要求的提高又提出了新的挑战。有学者认为，胚胎创伤趋向于无瘢痕愈合是由于没有完整的免疫系统而相对缺乏炎症反应［14］。故具有强大抗炎作用药物（如α1抗胰蛋白酶-AAT等）的研发，也许可以为皮肤创伤的无瘢痕愈合带来新的希望。因此，关于皮肤创伤修复的机制及治疗，仍有很大的研究前景。

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中图分类号：R62

文献标识码：A

文章编号：1672-0709（2016）01-0062-04

基金项目：吉林省省级经济结构战略调整引导资金专项项目（NO. 2015Y030-1）；吉林省科技发展计划重点科技攻关项目（NO. 20140204021YY）

通信作者：姚春丽，E-mail：13009101000@126.com

收稿日期：（2015-09-25）