透明质酸在皮肤科的应用

苏译旻 王 焱 林 彤

透明质酸是一种常见的多聚糖，它广泛存在于人体的各个组织内，包括真皮组织和结缔组织。自1934年Meyer等首先从牛眼玻璃体中分离出HA以来，HA的各种作用不断被发现。HA由于其亲水性、黏弹性、生物相容性及无免疫耐受性的特性，使它在外用药基质、伤口的愈合、疾病的屏障疗法、炎症性疾病等治疗方面发挥了作用。

1 理化性质

HA是由D-葡萄糖醛酸及N-乙酰葡糖胺组成直链多聚糖大分子聚合物，分子式为(C14H21NO11)n，根据其分子量大小，HA可被分为大、中、小分子，HA的大多数特性，都和其分子量大小相关。大分子HA(HMW-HA)分子量范围103～104kDa，中分子HA为200～103kDa，小分子HA(LMW-HA)为10～200kDa。通过HA酶、机械力、氧化应激等一系列HA分解代谢的调控，大分子HA可被降解为不同大小的HA聚合物(或片段)，小分子HA还可以在炎症过程中，通过HA合酶从头合成而来[1]。在人体中，HA通常以大分子形式存在，大小约为104kDa，可以通过氢键与自身重量1000倍的水结合[2]并通过减少水分蒸发及诱导角质层水化的方式达到保湿效果。

2 生物学特性

2.1 生物相容性 不同于高致敏性的胶原蛋白，HA没有抗原表位[3]，作为外用药物基质上有着更高的安全性。HA的另一优势是，当出现不良事件时，它可以迅速被透明质酸酶降解[4]。不同分子量大小对于HA的生物性质也有一定影响。大分子HA有较高的黏性、更长的停留时间及较好的生物耐受性；小分子HA与之相反[5]。

2.2 组织修复作用 当炎症发生或创伤形成时，外用大分子HA和它的受体CD44结合成HA-CD44复合体，可能会触发成纤维细胞内的一系列反应，如细胞骨架的变化，调节组织的愈合过程[6]。在创伤发生时，通过成纤维细胞上表达的CD44，HA使成纤维细胞迁移到伤口附近，促进组织愈合，而小分子HA的受体与大分子HA不同，故未显示此效应。

小分子HA可以促进酪氨酸磷酸化并激活磷脂酶 PLCγ1，由此激活蛋白激酶 C(PKC)信号转导通路和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases，MAPKs)信号转导系统，促使血管内皮细胞有丝分裂，促进血管生成，促进组织修复[6]。

Komorowicz等[7]研究表明，500 kDa及1500 kDa的HA使得纤维蛋白横向联结，而不是形成分支，从而改变了纤维蛋白的聚合模式，达到抑制纤溶的效果；并且， 在纤维蛋白凝块的表面上，500 kDa及1500 kDa的HA显著抑制了组织纤溶酶原激活剂(tPA)催化的纤溶酶原激活；因此，在组织损伤和炎症中，HA可以通过对纤维蛋白结构和溶解性的改变，稳定纤维蛋白。

2.3 对炎症的调节作用 在大多数研究中，大分子HA在外用时更多地表现出抗炎性，而分子量较小的片段则表现出促炎性，这主要是由于不同分子量的HA在细胞表面有不同受体，大分子HA主要为CD44，小分子HA则主要为toll样受体(toll-like receptor,TLR)[5]。

大分子HA与CD44结合形成HA-CD44复合体，由CD44触发的信号级联反应包括PI3K、PDK1、AKT以及涉及RAF1、MEK和ERK1/2的Ras磷酸化级联反应，由此炎症反应减少、活性氧(reactive oxygen species, ROS)生成等被抑制。当炎症等发生时，HA合酶的产生将会增多，使得小分子透明质酸从头合成增加，同时，在ROS或酶促作用如HA酶等作用下，更多的大分子HA降解为小分子HA；但与此同时，CD44通过调节炎症反应，下调了TLR-4的表达。在此过程中，随着大分子HA的降解，ROS也被清除，起到抗氧化作用。此外，透明质酸还通过CD44调控炎症发生部位的白细胞及抗原递呈细胞、树突细胞、巨噬细胞等表现出抗炎性[8-11]。

小分子HA与TLR的作用中，TLR-2、TLR-4通过骨髓分化因子88(myeloid differentiation factor, MyD88)依赖性途径和不依赖MyD88的途径激活NF-κB蛋白，表现出促炎性，在不依赖MyD88的途径中，HA通过I型干扰素增加干扰素诱导型促炎症基因的表达起作用[9]。

3 临床应用

3.1 外用药的基质 在皮肤病的外用药基质方面，在皮肤表面存在HA的载体脂质体，HA可以在药物起效或吸收时起到黏膜黏附剂的作用，另外，作为一种外用药的基质，HA可以提高药物的停留时间[12]。

Friedrich等[13]在调节与急性损伤相关的炎症反应方面的实验中，大分子HA凝胶与拮抗TNF-α的单克隆抗体的结合，影响了单克隆抗体的生物分布，使得炎症部位的药物作用时间延长，增加了药物停留时间，更好地促进了伤口的愈合。在此，它不仅起到了黏膜黏附剂的作用，帮助药物吸收，还改变了药物的停留时间。在更多的药物中，HA的此类作用或许能得到更多的体现。

2.5%大分子HA为基质的3%双氯芬酸凝胶(商品名：Solaraze)在日光性角化病的治疗上应用逐渐增多。离体Franz细胞研究显示，与缓冲液对照组相比，在用HA制剂7天后，较多的双氯芬酸保留在表皮(41% vs 25%)中[14]。临床应用对于皮损清除效果良好，最常见的不良反应是接触性皮炎、皮肤干燥、皮疹和表皮脱落，未发现严重的不良反应[15]。

纳米技术的进步使得一些新技术的应用成为可能，如HA制成的纳米颗粒聚合物胶束，作为一种新型外用药基质，已在实验中得到较好疗效。与含有类似药物量的非聚合胶束溶液相比，体外皮肤渗透分析表明在药物局部作用5 h后，表皮中药物的浓度增加了3倍，而真皮中的药物浓度增加了6倍。同时，HA聚合物胶束也增加了药物的生物活性[16]。

3.2 伤口的愈合 鉴于HA有促进组织修复的作用，故可缩短伤口愈合时间，减少瘢痕的形成。许多临床实验提到了HA的此类作用。在21例铒激光造成的创面的愈合中，使用燕麦Rhealba提取物与大分子HA制剂的受试者伤口在9天内愈合，泛醇和羟基积雪苷制剂对照组也在9天愈合，使用白藜芦醇铜的受试者在12天愈合，未经处理的对照组在16天愈合。HA组在愈合时间上明显缩短[17]。在60例使用大分子HA锌凝胶对局部烫伤(平均烫伤面积约3%人体表面积)愈合影响的临床试验中，创面大小在第5天缩小到原创面的50%，93.3%的受试者在第21天完全上皮化，91.7%的受试者的疼痛感在第10天得到缓解，在伤口恢复过程中没有创面被感染[18]。在30例对二度烫伤愈合的对照实验中，橄榄油和大分子HA在烫伤愈合时间上效果相同，橄榄油对于预防瘢痕形成的效果更好[19]。在对于89例腿部静脉性溃疡的愈合上，外用大分子HA和中性介质的随机临床对照试验显示：在第45天溃疡愈合面积较对照组明显增加(HA组73±4.6% vs对照组46±9.6%,P=0.011)，45天及60天溃疡愈合数目较对照组明显增加(45天：HA组31.1% vs对照组9.3%,P=0.011)(60天：HA组37.8% vs对照组16.3%,P=0.024)[20]。

3.3 疾病的屏障疗法 研究表明，表皮屏障功能不良在特应性皮炎及其他过敏性疾病的发展中占据了很重要的地位，干燥的皮肤也更容易导致湿疹。加入含有HA的保湿剂可提高角质层的完整性。一些研究表明，屏障疗法可以减少皮肤病发作的频率和严重程度，减少外用糖皮质激素或外用钙调磷酸酶抑制剂的需要。其中，HA在表皮对创伤的自然反应中可能起到至关重要的作用包括特应性皮炎中角质形成细胞的迁移和在伤口愈合和屏障修复中的细胞增殖[21]。

Palmer等[22]采用随机对照试验，观察MAS063D(一种含有大分子HA的乳膏)治疗30例特应性皮炎的有效性和安全性，治疗2周后，MAS063D可显著降低患者的瘙痒严重度指数(EASI)；Draelos等[23]对1%大分子HA为基质的吡美莫司凝胶与药用神经酰胺乳膏在特应性皮炎外用的对照实验中，在实验起始、第2周、第4周通过对红斑、结痂、苔藓化、皮肤剥脱、瘙痒、刺痛感和烧灼感对患者进行评估，在第2周透明质酸组患者的湿疹化皮损与对照组相比有明显改善，但在第四周皮损的恢复情况无明显差异；HA作为基质的药物较传统药物更易涂抹及吸收，且气味更小，提高了患者的依从性，然而该实验的样本量较小，没有设置对照，且缺乏合适的评估系统，需要更多实验进一步支持此结果[24]。

3.4 炎症性疾病 上述HA的炎症调控机制，已在一些药物的给药介质及皮肤屏障功能修复及伤口愈合上得到体现。除此之外，外用HA对面部脂溢性皮炎也能起到一定疗效。但在炎症的调节的离体试验中，小分子HA多表现出促炎性(如2.3所述)，所以外用HA治疗炎症性疾病的机制仍不明确。面部脂溢性皮炎常用的药物主要为糖皮质激素及抗真菌药物，但因不良反应和药物敏感性等问题，其应用存在局限性。Schlesinger等[25]的临床试验显示，通过外用0.2%小分子HA钠盐，面部脂溢性皮炎患者皮肤红斑、瘙痒等症状得到改善。但该临床试验的样本量较小，且小分子HA对于炎症的调节属于正向或负向仍存在争议，所以需要更多的临床研究来证实。

4 结语

外用透明质酸在皮肤科是安全有效的。随着透明质酸的细菌发酵法的成熟，HA的生物安全性进一步提高，生产成本也较前降低，在外用药的应用方面，可以进一步推广。随着生物技术的不断发展，诸如纳米颗粒聚合物胶束等新型材料的出现，或许能使透明质酸的理化性质在皮肤科的外用方面得到更好的应用。在许多皮肤病皮损中，如银屑病，棘层及颗粒层中正常的HA网状结构部分缺失，在角化不全的角质层中有HA存在。纠正银屑病患者皮损表皮中HA的不正常分布，是否能改善相关皮肤病的症状，值得进一步研究。研究表明，随着年龄的增长，皮肤内的HA及CD44受体的表达均呈下降趋势，此时外源性HA在各方面的作用较前减弱，所以在不同年龄的使用剂量和频率上是否存在差异仍值得探讨。由于HA通过自身的降解清除ROS等机制发挥其抗氧化作用，因此关于它在抗衰老药物方面的应用值得追踪。

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