皮瓣缺血再灌注损伤的中西医治疗进展＊

王海刚，何志军，刘 涛，宋 渊，李 岩，陈 文，李金鹏，何元旭

（1.甘肃中医药大学中医临床学院 兰州 730030；2.甘肃省中医院 兰州 730050）

随着交通运输业、工业和农业的飞速发展，高能量开放性损伤呈逐渐增多的趋势。此类损伤以肢体大面积缺损合并骨骼、肌腱、神经血管外露断裂等为特点，常常处理棘手。皮瓣移植技术作为显微外科和整形外科手术中的常用技术，可以有效解决皮肤大面积缺损，但皮瓣移植术后常常发生皮瓣坏死，研究辨明，I/R是导致皮瓣移植术后坏死的主要因素，也是目前在显微外科领域及器官移植领域研究的热点[1]。I/R是指以往发生过缺血性改变的组织重新开放血流供应时，组织的缺血状态非但没有改善，反而加快了组织缺血性坏死的进程。近年来国内外众多学者聚焦于寻找治疗皮瓣缺血再灌注损伤的有效方法，现代医学主要通过促进组织微血管再生、减轻组织炎症反应以及抑制细胞凋亡等手段来提高皮瓣存活率，但此类药物多以活血抗炎类药物为主，往往副作用较明显且费用昂贵，对患者造成极大的生活负担。而中医药因其多中心、多靶点的作用，对治疗皮瓣缺血再灌注损伤具有独特的优势，消肿止痛合剂为作为甘肃省中医院院内制剂，由李盛华教授根据多年临床经验研制，已在临床应用多年，疗效显著，越来越受到到医生和患者的认可，课题组前期研究发现，消肿止痛合剂可明显降低软组织白细胞介素-6（Interleukin6，IL-6）、肿瘤坏死因子-α（Tumornecrosisfactoralpha，TNFα），可在一定程度上阻止外伤后炎症介质的释放，现将临床上常用治疗I/R的方法及最新研究进展综述如下，以期为课题的后续研究方向提供参考。

1 促进血管再生类药物

血管内皮生长因子（Vascular endothelialgro wth factor，VEGF）又称血管通透因子（Vascular permeability factor，VPF）是一种高度特异性的促血管内皮细胞生长因子，具有促进血管通透性增加、细胞外基质变性、血管内皮细胞迁移、增殖和血管形成等作用[2]。VEGF家族成员包括VEGF-A、VEGF-B、VEGF-C、VEGF-D、VEGF-E及胎盘生长因子（Placental growth factor，PlGF），相对分子质量35 kDa-44 kDa，其通过与血管内皮生长因子受体（Vascular endothelial growth factor receptors，VEGFR）特异性结合而激活细胞表面受体并通过特殊的信号传导通路产生特定的生物学效应[3]，有研究表明间充质干细胞可以通过增加血管生成和VEGF表达来提高缺血性糖尿病随机皮瓣的存活率[4]，金文虎等[5]的动物实验研究发现，在大鼠背侧随意皮瓣注射转染血管内皮生长因子基因的人羊膜间充质干细胞后，能够促进更多血管内皮生长因子蛋白的分泌，进而证实血管内皮生长因子能够诱导超长随意皮瓣血管新生，提高皮瓣成活率。何志军等[6]在对断肢再植术后的大鼠局部动脉注射VEGF发现：局部动脉注射可以减轻缺血组织水肿，促进血管新生，进而改善大鼠断肢再植术后血管危象，说明VEGF局部注射能减轻机体氧化反应及提高机体抗氧化能力，减少缺血组织中性粒细胞浸润，减轻术后再灌注损伤。Spanholtz等[7]通过研究VEGF165和碱性成纤维细胞生长因子（Basic fibroblast growth factor，bFGF）蛋白联合体内治疗对缺血和非缺血组织的影响，使用ELISA、PCR、免疫组织学、平面测量和微血管造影术检测蛋白表达和血管生成效果，发现VEGF165和bFGF修饰细胞联合移植增加了微血管的数量，减少了25%的皮瓣坏死率，另外还发现，在健康组织中微血管的数量也在一段时间内增加了168天，证实了VEGF165和bFGF修饰细胞联合可以有效提高缺血组织的存活率。

2 信号通路抑制剂

研究表明，多数皮瓣缺血再灌注损伤普遍存在炎性反应和氧化应激，炎性反应和氧化应激被认为是皮瓣缺血再灌注损伤最基本的病理生理改变[8]。p38丝裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinases，p38MAPK）信号通路是哺乳动物细胞中调控炎症、细胞增殖与凋亡等最重要的信号通路之一[9]，由ERK1/2、JNK、p38、ERK3/4、ERK5五种亚类组成，其中活性氧损伤所激活的MAPK信号通路主要包括p38、JNK及JNK2基因的表达。研究发现，抑制P38MAPK信号通路后大鼠皮瓣组织中ROS、丙二醛（Malondialdehyde，MDA）、高级氧化产物（Advanced oxidation protein products，AOPP）[10]、8-羟基-2-脱氧鸟苷（8-hydroxydeoxyguanosine，8-OHdG）含量均下降[11]。P38MAPK抑制剂主要是通过阻断ATP与P38MAPK的结合，进而抑制P38MAPK信号通道的活性[12]。罗小凤[13]用P38MAPK抑制剂靶向阻断皮瓣中P38MAPK信号通路，发现P38MAPK抑制剂可减少P38MAPK和PP38MAPK的表达，从而降低血清TNF-α的浓度，减轻缺血再灌注损伤，提高皮瓣的存活率。Ademola等[14]在进行的动物实验中，将实验组大鼠经过4周的Kolaviron（生物类黄酮）管理，结果对照组大鼠细胞内活 性 氧（Reactive oxygen species，ROS）和 丙 二 醛（Malondialdehyde，MDA）含量在明显高于Kolaviron预处理的大鼠，证实了Kolaviron预处理可以显著降低p38MAPK的表达，进而增加缺血皮瓣的存活率。

皮瓣缺血再灌注过程重点是缺血组织重新开放血流供应，此过程必然伴随着一系列炎症反应的激活，从而刺激机体释放炎症因子，如核蛋白因子κB（Nuclear factor kappa B，NF-κB）、IL-6、TNF-α[15]，前期研究表明组织损伤后细胞炎症因子的释放会增加血管的通透性及组织水肿，是造成皮瓣缺血坏死的重要原因之一。皮瓣缺血再灌注过程中产生大量的活性氧（Reactive oxygen species，ROS），活性氧是血管内皮损伤进展中的关键信号分子，其作为细胞信号分子同时的又是炎症介质[16]，在介导过程中，机体抗氧化防御系统与ROS产生的有害因子共同作用导致细胞功能障碍及蛋白质和DNA等的改变，使细胞死亡[17]。NFκB是一种蛋白质复合物，其控制转录的DNA，细胞因子产生和细胞存活，几乎存在于所有动物细胞类型中，它参与机体的炎症反应、免疫应答，能调节细胞凋亡、应激反应，是P38MAPK信号通路下游的转录因子，炎症反应激活后，NF-κB通过信号通路的级联激活机制而转位进入细胞核内，进而启动表达多种炎症介质[18,19]。动物实验研究发现，橙皮素可以通过抑制TLR4/NF-κB分子信号通路调控心肌缺血/再灌注损伤的进程[20]，其机制可能与减少凋亡、炎症、自噬的程度有关，灯盏花素预处理能通过NF-kB通路抑制心肌细胞的凋亡而有效减少大鼠心肌缺血再灌注损伤以及心肌细胞凋亡[21]。肿瘤坏死因子-α（Tumor necrosis factor alpha，TNF-α）作为一种重要的促炎症细胞因子，可与各种炎症介质相结合，从而参与组织缺血再灌注损伤[22]。TNF可直接作用于血管内皮细胞，损伤内皮细胞或导致血管功能紊乱，使血管损伤和血栓形成，造成组织的局部血流阻断而发生出血、缺氧坏死。马竞[23]等发现用一定浓度的木瓜苷灌胃可使小鼠脑组织细胞凋亡情况有所改善，证实木瓜苷对小鼠脑缺血再灌注组织损伤有一定保护作用，其机制可能是通过降低NF-κBP65和TNF-α活性。

3 促进微循环类药物

皮瓣发生缺血再灌注后，微血管功能障碍广泛存在于再灌注治疗中[24]，其主要表现在血管内皮受损及痉挛所致的血管阻力增加，使白细胞黏附和血小板聚集，促进微血栓形成，加重组织缺氧，最终导致皮瓣坏死。目前已被广泛的应用的改善血管微循环的药物如前列地尔、川芎嗪、血塞通[25]、地奥司明等，都是通过促进瘀血皮瓣中新生血管的生成速度及减轻瘀血皮瓣的缺血缺氧双重作用以达到改善血管微循环的目的。王彦进[26,27]等的动物实验发现：磁性前列地尔以及川芎嗪可通过增加微血管数目及血管内皮通透性，抑制炎症因子的释放及氧自由基产生，增加VEGF表达和新生血管生成从而改善缺血组织的微循环，提高皮瓣成活率，另有研究表明川芎嗪还具有扩血管、抗血栓、抗血小板聚集、改善微循环等药理作用，进一步证实川芎嗪可提高缺血皮瓣的存活率。吴玉伟[28]等通过动物实验证实：经地奥司明灌胃处理后的大鼠缺血皮瓣的存活率较对照组明显升高。药理研究表明地奥司明具有抗炎症反应、抗氧化应激反应的作用，皮瓣缺血再灌注过程中会产生大量炎性因子及氧自由基，氧自由基在炎性反应的发生过程中扮演着重要角色，它能直接破坏蛋白质，使DNA变性致细胞死亡，造成血管内皮损伤及组织水肿，最终发生微循环障碍，导致皮瓣坏死，而地奥司明可明显减轻皮瓣缺血再灌注后炎性细胞浸润氧自由基的释放，使内环境中活性氧处于动态平衡状态，从而保持机体内环境氧化还原体系的相对稳定，从而减轻皮瓣缺血再灌注损伤，提高皮瓣成活率。

4 中医药类药物

近年来，中医药在治疗皮瓣而再灌注损伤方面取得了一系列成果。祖国医学没有 “缺血再灌注损伤” 这一病名，因为其所反映的病理变化主要为血液循环障碍、血管再生障碍、血栓形成及缺血等，故可将其归纳为 “血瘀证” 范畴。从中医理论来讲，血瘀是皮瓣修复术后并发血管危象的主要病理基础， “血瘀” 的概念已逐渐深入到创伤骨科及显微外科之中。将显微外科术中术后局部或全身的各病理环节如血栓形成，血小板聚集，血管狭窄、痉挛、闭锁、缺血再灌注损伤等与 “血瘀” 紧密联系起来进行研究这一方式越来越普遍[29]。祖国传统医学因其 “整体观念” 的特点，在治疗淤血证时具有多系统、多方面、多靶点的作用，前期研究表明，某些具有活血化瘀功效的中药能明显提高大鼠随意皮瓣生存面积，这为运用中医活血化瘀法治疗皮瓣缺血再灌注损伤奠定了理论基础。

宋渊[25]等通过动物实验表明血塞通可以减轻动物实验皮瓣移植术后水肿和淤血，其机制可能为减轻中性粒细胞浸润、抗血栓形成和扩张血管，增加血管形成。桃红四物汤是《玉机微义》转引的《医垒元戎》中的一个方子，方名始于见《医宗金鉴》，桃红四物汤以祛瘀为核心，辅以养血、行气。方中以强劲的破血之品桃仁、红花为主，力主活血化瘀；以甘温之熟地、当归滋阴补肝、养血调经；芍药养血和营，以增补血之力；川芎活血行气、调畅气血，以助活血之功。全方配伍得当，使瘀血祛、新血生、气机畅，化瘀生新是该方的显著特点。现代药理证实，桃红四物汤有扩血管、抗炎、抗疲劳等作用，还可补充微量元素，抑制血小板活化，抑制体内静脉血栓和体外血栓的形成，减少术后炎性介质释放，减轻组织水肿，提升其抗缺氧能力，以促进皮瓣存活率的提高。潘宇朝[30]等通过实验研究报道桃红四物汤处理过的实验组相比于对照组皮瓣肿胀消退和疼痛缓解时间缩短，这说明桃红四物汤可加速皮瓣缺血再灌注损伤后的肿胀的消退，有助于皮瓣微循环的改善，降低皮瓣坏死率。何志军[31,32]等通过动物实验证实，消肿止痛合剂对由缺氧所致大鼠皮瓣血管内皮细胞损伤具有保护作用，其作用机制可能是通过调控VEGF-Dll4/Notch信号转导通路来发挥治疗作用。近年来被发现的临床应用较为广泛的还有木瓜苷、淫羊藿苷、姜黄素、人参皂苷等[33-36]，其治疗皮瓣缺血再灌注损伤的机制都是活血化瘀，解除血凝状态，改善微循环和促进皮瓣生理功能。

5 其他治疗皮瓣缺血再灌注损伤的方法

崔佳[37]等通过动物实验证实高压氧预处理能显著增强皮瓣组织对缺血缺氧的耐受，减轻组织的缺血再灌注损伤，提高大鼠皮瓣移植术后的存活率。皮瓣缺血再灌注损伤时细胞普遍存在缺氧状态，高压氧可以提升血氧含量，增加氧张力，进而提高细胞活力，促进血管生成，解除细胞由于缺氧状态而导致的微循环压迫，提高皮瓣存活率，Keskin[38,39]等人的研究进一步证实了这一实验结论。富血小板血浆（Platelet-rich plasma，PRP）是将动物或人的全血经过离心后得到的富含高浓度血小板的血浆，含有多种高浓度生长因子，这些生长因子可促进组织修复，李洋[40]等通过观察兔自体富血小板血浆对兔游离皮瓣损伤后修复的影响，证实PRP可通过增加组织内一氧化氮（Nitric oxide，NO）含量，降低丙二醛（Malondialdehyde，MDA）水平，抑制皮瓣氧自由基的损伤，增加VEGF表达，促进新生血管生成，改善皮瓣微循环，对缺血再灌注损伤治疗作用。Cagdas[41]等研究了臭氧对带蒂复合皮瓣存活的影响，实验证实，臭氧的应用可通过触发抗氧化能力的增加，减轻皮瓣缺血再灌注损伤，增加皮瓣存活率。刘贲[42]等探讨了重组人生长激素对小鼠皮瓣缺血再灌注损伤的影响，重组人生长激素可使皮瓣中SOD活性明显升高，MDA含量降低，同时提高VEGF水平，减少缺血皮瓣的病理损伤，显著提高皮瓣成活率。

6 小结

综上所述，目前用于治疗皮瓣缺血再灌注损伤的药物众多，本文通过搜索知网、万方、维普、Pubmed等数据库，分别从促进血管再生、阻断信号通路、促进微循环、中药类药物以及其他治疗I/R的方法5个方面着手进行归纳总结，系统阐述了现代医学以及传统中医药治疗I/R的研究现状。现代医学对I/R的治疗多以抗血栓、活血及抗炎为主，但此类药物多具有较明显的副作用，且费用昂贵，治疗周期较长，对患者家庭及生活造成较大负担，并且I/R在发生发展过程中存在多种病理生理机制，是多种信号通路相互交叉影响所共同导致的，上述实验多是从某一致病机制或单一信号通研究，实验本身存在一定局限性，如何从多种损伤机制或多种信号通路入手，从而联合用药治疗皮瓣缺血再灌注损伤值得进一步研究。

相较之下，传统中医药如桃红四物汤、消肿止痛合剂等，因其具有多系统、多方面、多靶点的作用，在治疗 “淤血证” 时具有独特优势，中医 “淤血证” 的概念几乎涵盖了现代医学所研究的I/R的所有病理机制，且治疗灵活，可根据患者身体状况辨证论治，依据中医整体观随证加减，相比化学药品，中药毒副作用明显较低。虽然中医药在临床上用于治疗I/R已取得较好的疗效，但目前关于其作用机制的相关研究较少，研究质量较低、研究层面表浅，缺乏一定的客观性和标准，没有统一的临床治疗指南，缺乏大规模、质量高的临床研究。因此，中医药治疗I/R的具体作用机制仍有待进一步研究，目前课题组基于VEGF-Dll4/Notch信号通路及p38MAPK-PPARγ/NF-κB信号通路探讨消肿止痛合剂对于I/R损伤的作用机制研究已取得重大突破，相信随着该研究的不断深入，将有助于为I/R及软组织损伤等相关疾病的防治提供新的思路和方案。