2019 年糖尿病足基础及临床研究进展

李炳辉 邹新华 李恭驰 祝友鹏 杜 烨 胡映月 张文文 邓海波 郑 洁

（1.华中科技大学同济医学院附属梨园医院，湖北 武汉 430077；2.华中科技大学同济医学院附属协和医院，湖北 武汉 430022）

糖尿病足是糖尿病患者因合并各种不同程度的末梢血管病变和神经病变,导致下肢感染、溃疡和(或)深部组织破坏[1]。糖尿病足致残、致死率高，复发率高，医疗费用高，造成沉重的家庭及社会负担[2]。创面愈合是人体内最复杂的组织修复过程之一，它涉及到多种细胞类型，在止血、炎症、细胞生长、再上皮化和组织重塑阶段发挥不同的作用[3]。只有不断探索、不断更新治疗理念，糖尿病足的治疗才会更加完美[4]。本文中我们归纳了国内外糖尿病足的最新研究成果，为解决临床糖尿病足治疗方面的困难提供帮助。

1 糖尿病足的基础研究

研究证明，糖尿病足溃疡（DFU）的发生和发展与神经病变、外周动脉病变以及感染有密切关系[5]。DFU 发生的危险因素包括糖尿病病程长、糖化血红蛋白（HbA1c）水平高、足部感染、神经病变、足部缺血及溃疡面积大等[6]。尤其是溃疡创面炎症细胞及细胞因子等的相互作用导致创面难以愈合。

1.1 炎症及免疫细胞 Xu 等[7]研究表明，由lncRNA-ENST00000411554/MAPK1 轴介导的丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）信号转导途径的激活可能影响DFU 免疫调节失衡。T 淋巴细胞凋亡增加，释放促炎细胞因子，使得趋化、黏附、吞噬和细胞内杀伤等细胞功能变化，抑制了成纤维细胞增殖，且表皮细胞迁移减少导致角质形成细胞基底层损伤，从而抑制伤口愈合[8]。巨噬细胞通过上调炎症标记物对来自微生物的分泌因子作出反应，并且这种效应强烈依赖于单核细胞,因此增强巨噬细胞-微生物相互作用更有利于DFU 的愈合[9]。DFU 组织内皮细胞中内皮素-1 的表达是发病时胰岛素抵抗的重要决定因素，并诱导巨噬细胞产生核因子-κB（NF-κB），调节炎症反应[10]。研究表明，2 型糖尿病患者血液中分离的来自单核细胞的促炎因子增加，抗炎因子减少，其程度取决于HbA1c 水平和炎症过程的持续时间。这些发现使我们可以假设，从2 型糖尿病患者血液中分离的单核细胞对促炎因子刺激有明显的反应能力，从而导致了慢性伤口[11]。

1.2 调节因子 基质细胞衍生因子-1α（SDF-1α）与微小RNA-23c(miR-23c) 水平呈显著的负相关，miR-23c 可能作为一种新的调节因子通过靶向调节SDF-1α 水平来抑制血管生成，从而影响伤口愈合[12]。肿瘤坏死因子-α（TNF-α）是一种强有力的促炎细胞因子，在感染性DFU 的慢性伤口愈合过程中，TNF-α 的表达增强，表达时间延长。B 细胞激活因子(BAFF)是TNF-α家族成员，是B 细胞和T 细胞激活的重要因子[13]。实验研究结果表明，布鲁顿酪氨酸激酶（BTK）抑制剂依鲁替尼（ibrutinib）可能通过调节晚期糖基化终末产物受体（RAGE）/NF-κB 途径上调血管内皮生长因子（VEGF）表达，抑制Toll样受体（TLRs）表达，抑制炎症因子分泌，从而促进DFU 愈合[14]。Lee 等[15]在糖尿病创面愈合的研究中使用了大白鼠模型并得出结论，白细胞介素-23 调节伤口中白细胞介素-17 的表达，其对白细胞介素-17 的抑制作用是通过改变巨噬细胞的极化来实现的，最终加速加速糖尿病创面的愈合。有研究发现,糖尿病足慢性溃疡皮肤组织中P 物质（SP）及其受体NK-1（NK-1）表达量减少,这可能是导致创面炎症反应异常及创面修复细胞增殖功能受损,从而引起DFU 难愈的原因之一[16]。王中京等[17]指出，创面愈合依赖于血管新生促进因子和抑制因子之间的动态平衡。Jozic 等[18]发现，Cav1 以糖皮质激素依赖性方式与膜性糖皮质激素受体（mbGR）和表皮生长因子受体（EGFR）相互作用，抑制创面愈合。通过脂筏抑制剂（MβCD）或CRISPR/Cas9 介导的Cav1 敲低对小窝的作用导致Cav1-mbGR 和Cav1-EGFR 复合物的破坏，并促进上皮形成和伤口愈合。Wu 等[19]在研究中发现，DFU 患者难愈性创面可能与负性炎症调节因子(如EOLA1)表达降低引起的细胞内炎症通路的失控活化密切相关，这种表达降低也可能与持续的炎症状态密切相关。在糖尿病伤口中局部miR-155 的抑制能增加成纤维细胞生长因子7 的表达，这使得伤口重新上皮化，加速了伤口愈合[20]。Net 特异性标记物与DFU 患者创面愈合呈负相关，citH3 则是一种潜在的标记物[21]。

2 内科治疗的研究

表皮生长因子(EGF)病灶内浸润已经成为糖尿病伤口治疗的一种选择，在使EGF 到达反应细胞的同时避免了蛋白酶和伤口表面生物膜的有害影响[22]。Heberprot-P 对DFU 的愈合作用是通过NFKB1、TNFA 和IL-1A 基因表达的改变来介导的，从而减少组织缺氧、炎症和氧化应激，同时促进细胞增殖、胶原合成和细胞外基质重塑[23]。羽扇豆醇是一种三萜类，通过调节炎症、氧化应激和血管生成，增强链脲佐菌素诱导高血糖模型大鼠的伤口愈合能力[24]。氟西汀（FLX）可增加角质形成细胞的迁移，减少创面局部炎症。FLX 通过5-羟色胺途径促进伤口愈合，是可安全使用的外用药物，在糖尿病难愈合伤口临床治疗中具有很大的应用潜力[25]。异基因脂肪干细胞（ASCs）可能是治疗DFU 的有效且安全的方法[26]。锯缘白僵菌的标准化提取物通过协调机制，包括抑制氧化炎症反应、增加胶原合成和血管生成，促进生长因子分泌和抑制细胞凋亡，加速实验性迟发性DFU的伤口愈合[27]。

有研究表明，腺苷通过改善生物材料上生长的内皮祖细胞的自噬来加速糖尿病缺血性溃疡的愈合[28]。Tettelbach 等[29]证明了充分的伤口清创以及脱水人脐带同种异体移植物（EpiCord）移植治疗难愈性DFU 的安全性和有效性。研究表明，人参皂甙（RG1）可通过miR-23a 介导的一氧化氮信号转导途径促进DFU 创面血管生成，为DFU治疗提供了新的候选药物[30]。抗生素骨水泥治疗DFU 可减少创面渗出液细菌培养阳性率，减少手术次数，缩短住院时间[31]。0.2%聚己缩胍盐酸盐（Lavasept）溶液超声空化能有效清除伤口中的微生物和细胞碎屑，破坏微生物的细胞膜，防止溃疡再发展和伤口的再感染。伤口的有效管理加速了修复过程，为早期进行足部重建创造了条件[32]。自体脂肪干细胞局部注射能够促进糖尿病足创面的修复并调节细胞因子分泌、激活Wnt/β-catenin通路，从而为糖尿病足的创面治疗提供了新途径[33]。人工真皮+创面封闭负压引流技术（VSD）对糖尿病足患者创面修复效果显著,可明显减少换药次数,缩短愈合时间,安全可靠[34]。烧伤创疡再生医疗技术治疗糖尿病足,可有效减轻创面疼痛、促进创面愈合、减少瘢痕增生,疗效显著[35]。壳聚糖-聚氨酯水凝胶膜(HPUC)与糖尿病模型大鼠的单核细胞一起使用时，细胞毒性低，具有促进创面愈合的作用[36]。局部应用以促红细胞生成素为基础的PRemedor Gel （RMD-G1）结合标准治疗方法（standard-of-care）可加速DFU 创面愈合[37]。

3 外科治疗DFU 的研究

在既往外科治疗糖尿病足的基础上，临床又不断衍生出了各种新的复合手术方式：在血管内血管重建术的基础上实施的游离组织移植可以实现良好的早期和晚期肢体保肢，这可能是更进一步的治疗选择[38]。垂直轮廓跟骨切除术是对传统跟骨部分切除术这一已被广泛接受的保肢技术的改进，并解决了骨的感染和溃疡等相关问题[39]。基于伊里扎洛夫（Ilizarov）技术的胫骨横向骨转移是治疗重症糖尿病足合并全身炎症反应综合征的有效方法，它可以促进足部溃疡愈合，避免截肢[40]。皮肤移植为大面积伤口提供了有效的覆盖，尽管可能发生局部组织凹陷等非美观的闭合。负压伤口治疗(NPWT)也是一个非常有效的方法[41]。NPWT 可以增加糖尿病患者术后足部伤口和足部溃疡的愈合比例，并缩短愈合时间[42]。可植入性纳米医学支架被证明是现有伤口基质的有效替代品，能够支持伤口自然愈合过程，并可能成为慢性伤口的具有挑战性的治疗方法之一[43]。NPWT 常用于复杂创面的治疗，可能是通过影响伤口组织内生长因子表达、组织微观和宏观变形、血流量、渗出物清除和细菌浓度的变化来促进创面愈合[44]。脱细胞真皮基质为组织生长提供了基质，可有效地促进组织再生，缩短溃疡持续时间，防止相关并发症，显著促进了DFU 的愈合[45]。有研究表明，在血管重建不可行的情况下，在DFU 合并周围动脉病变的治疗中，诱导膜（IM）的形成随后植入聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是促进DFU 愈合的有效方法[46]。

4 皮肤组织工程与再生的研究

自1987 年美国国家科学基金会第一次正式提出“组织工程”的概念，历经30 多年的发展，从最初的单纯表皮细胞扩增移植、真皮替代物制备、三维打印精准构建复合型皮肤替代物、基因编辑仿生修饰到体外微毛细血管网预构等，已有部分产品成功应用于临床[47]。利用Autologous Cell Harvesting Device（ReCell®）技术不仅明显减少了供体部位的大小和疼痛，还能促进创面快速愈合[48]。3D 细胞打印技术可以打印出包括表皮、真皮及皮下组织的全层皮肤，其结构及功能更加接近自然人皮肤，为加速皮肤创面愈合提供更可靠的体外平台[49]。通过纳米包裹的方式，制备环境敏感型生物材料，在创面不同pH 值、活性氧或金属蛋白酶水平等条件下主动控释微小RNA、细胞因子等物质，从而调控创面炎症反应并促进创面愈合[50]。人羊膜上皮细胞（hAECs）可以通过旁分泌作用来调节糖尿病并促进新血管形成，从而促进糖尿病伤口的愈合[51]。以胶原-透明质酸为基础的生物敷料在治疗非感染和非缺血性糖尿病足的足背部和足底创面时，可以通过刺激组织再生来有效促进愈合[52]。使用优拓达(TLC-NOSF)敷料结合清创等对促进神经病理性糖尿病足的愈合过程非常有效[53]。

总之，随着医学的发展，治疗DFU 的方法会越来越多，但是糖尿病足患者因个体化差异及病因的复杂性，内外科联合治疗才是最佳的选择。希望未来在糖尿病足发病机制研究方面有新的突破，并开展新的治疗方法，比如将人工组织工程材料、干细胞技术等应用于临床，提高DFU 创面诊治的水平。