瘢痕疙瘩的病理机制及治疗研究进展

陈佩珊，金哲虎

（延边大学附属医院皮肤科，吉林 延边，133000）

瘢痕疙瘩（keloid）是病理性瘢痕的特殊类型，是皮肤损伤愈合的一种纤维化过程，被认为是一种良性皮肤肿瘤[1]。其形成机制复杂。与生理性瘢痕不同，瘢痕疙瘩临床诊断标准[2]为；①肿块隆起于皮肤表面,坚硬,表面光滑发亮,界限欠规则，1年内无退缩征象；②病变超过原始损伤边缘，向周围正常组织发生浸润,呈蟹足状生长;③具有持续性生长、发红、疼痒等临床症状，无自愈倾向，不能自行消退；④单纯手术切除后极易复发,且复发范围超过原瘢痕范围;⑤组织病理学检查证实瘢痕疙瘩组织内有胶原及基质成分的大量沉积,成纤维细胞很多，并有核分裂象。常见部位为前胸，耳垂等，严重者可生长于内脏，影响重要脏器的功能，给患者的生活质量和自信心带来了显著的负面影响。在过去的几十年里，瘢痕疙瘩的研究取得了显著进展，但仍有许多挑战需克服,对于瘢痕疙瘩的深入研究可使整形外科医生及美容皮肤科医生更好地了解及预防这种并发症的发生，提高手术的成功率和患者满意度。

1 病理机制

瘢痕的形成涉及多个连续的生物学过程，是正常的愈合反应。①在凝血和炎症阶段，组织受损时，血管收缩以减少出血，并迅速形成血小板聚集的血栓，血小板同时释放血小板衍生生长因子（PDGF）和血小板富集素，促进凝血和血管生成，伤口的破坏引发炎症反应，特别是由中性粒细胞和巨噬细胞组成的炎性细胞迁入伤口，清除细菌、死亡细胞和其他外来物质，同时释放细胞因子及趋化因子。②在血管生成和肉芽组织形成阶段[3，4]，血管内皮细胞开始从周围血管生长出来，形成新生的血管，这个过程为血管内皮细胞迁移和增殖，增生的血管、成纤维细胞和炎性细胞形成肉芽组织，成纤维细胞在这个阶段开始合成胶原蛋白，并形成临时的细胞外基质，为细胞移动和组织重建提供支持。③在上皮化和再上皮化阶段，伤口边缘的表皮细胞开始增殖和迁移，以覆盖伤口表面，这个过程为上皮细胞迁移和增殖，上皮细胞通过增生和细胞外基质的支持形成一个新的表皮层，保护伤口免受感染，上皮细胞继续增殖和分化，形成完整的表皮层，新生的上皮细胞逐渐向伤口中心扩展，直到整个伤口被覆盖。④在重塑和成熟阶段[5]，即伤口愈合的后期，胶原蛋白重新排列和重塑，以增强组织的强度和稳定性，初期形成的胶原纤维会逐渐重塑为更有序的形式，在伤口愈合的过程中，肌肉和成纤维细胞可以通过收缩作用减小伤口的大小，促进伤口的收缩和愈合。⑤最后瘢痕形成[6]，生理性瘢痕皮损不超出原始伤口的边界生长，是正常的愈合现象。

在瘢痕形成的基础上，一些情况下，可导致成纤维细胞过度增殖、细胞外基质大量沉积及胶原纤维排列紊乱等，形成瘢痕疙瘩。研究表明：①炎症因子过度表达[7,8]，瘢痕疙瘩中IL-6、IL-8、趋化因子样因子-1 (CKLF-1)、中性粒细胞、T淋巴细胞、巨噬细胞等炎性因子过度表达。②瘢痕疙瘩成纤维细胞（即病理性成纤维细胞）过度增殖[9]是瘢痕疙瘩形成的主要因素之一，合成及分泌过度胶原蛋白、细胞外基质、其他病理性纤维化因子。③血管新生异常[10]，血管内皮生长因子（VEGF）和血小板源性生长因子（PDGF）等因子过度表达促进血管新生异常[21]。④细胞外基质降解异常[11]，基质金属蛋白酶（MMPs）是一类能够降解细胞外基质的酶，研究显示上调MMP可观察到 I 型胶原蛋白的降解增加，从而抑制细胞活力并诱导细胞凋亡[12]。⑤调控因子异常[13]，如抑癌基因P53 的失活及B细胞淋巴瘤-2（BCL-2）、凋亡相关配体（FAS）、半胱氨酸蛋白酶3（CASP3）、张力蛋白同源第10 号染色体缺失的磷酸酶基因（PTEN）、Smad蛋白等凋亡调控相关基因的异常表达。⑥其他生长因子及细胞因子如转化生长因子-β（TGF-β）、成纤维细胞生长因子（FGF）、成纤维细胞生长因子受体FGFR)、结缔组织生长因子（CTGF）、肿瘤坏死因子-α（INF-α）、血管内皮生长因子受体(VEGFR）、血小板衍生生长因子（PDGF）、血小板衍生的生长因子受体(PDGFR）、α-SMA、胰岛素样生长因子-I（IGF-I）、表皮生长因子（EGF）)等异常。⑦细胞信号通路如TGF-β1/Smad通路[14]、JAK-STAT通路[15]、整合素信号通路[7]、Wnt/β-catenin信号通路[16]、PI3K/Akt信号通路[17]、NF-κB信号通路[18]、MAPK信号通路[18]、Hippo信号通路[19]、Notch信号通路[20]等的异常。⑧其他因素如免疫、遗传等异常。以上因素不同程度地导致瘢痕疙瘩的形成。此外，TGF-β1是一个重要的调节因子[21,22]，受炎症刺激激活后可促进细胞外基质合成和胶原蛋白的沉积,导致瘢痕疙瘩纤维化改变[23]；成纤维细胞产生的角质细胞生长因子得到增强，激活的角质细胞进而产生制瘤素M，触发真皮成纤维细胞中的 STAT3信号传导，作为下游效应器（PI3 K和p38-MAPK）增强的TGF-β1信号传导增强了IL-6 的产量，进而增强了巨噬细胞的TGF-β1产量，形成了正反馈循环[24]。

2 治疗研究进展

瘢痕疙瘩以局部治疗为主[25,26]，首选药物局部封闭，一线治疗主要有注射糖皮质激素、A型肉毒素、5-氟尿嘧啶（5-FU）、透明质酸等；外用硅凝胶等；压力疗法如佩戴压力衣、弹力绷带或硅胶垫等。二线治疗主要有冷冻疗法、自体脂肪移植、化学剥脱、手术切除（适用于较大的瘢痕疙瘩，但可能导致新的瘢痕形成）、激光疗法（通过刺激胶原重塑和减少血管扩张来改善瘢痕疙瘩）、放射疗法、细胞毒性药物注射等。当单一治疗效果欠佳时，根据瘢痕的形状和严重程度等，结合多种治疗方法进行连续或交替的序贯性治疗，这种综合治疗方法可以最大程度地提高治疗效果。尽管目前有较多治疗方法可供选择，但效果仍不十分满意，在国内外不断的探索中，近年来一些治疗研究越来越引起重视。

2.1 富血小板血浆

富血小板血浆（PRP）是一种自体血液衍生产品，20世纪80 年代首次在血浆中发现大量血小板来源的生长因子，90 年代后在骨科、整形外科、美容皮肤科、眼科、口腔科等有广泛应用，特别是在欧美国家。近年来PRP主要有富血小板血浆凝胶（PRP Gel）、富血小板血浆纤维蛋白凝胶（PRF）、富血小板血浆衍生的生长因子制剂等衍生物，在改善伤口愈合和降低瘢痕发生方面具有良好的效果，在高立兰等[27]使用自体富血小板血浆凝胶联合皮片移植术治疗儿童手背难愈合创面1 例的报道中，患儿左手手背2%III度擦伤，使用自体富血小板血浆凝胶联合皮片移植术治疗6 个月后，患儿皮损由红白相间、红肿、触痛迟钝恢复到采用温哥华瘢痕量表（VSS），从色泽、厚度、血管分布、柔软度综合评分为2 分，瘢痕形成不明显，患儿的家属比较满意。

2.2 钙通道阻滞剂

钙通道阻滞剂（CCB）常用于治疗心血管疾病，近年来在瘢痕疙瘩抗纤维化方面受到关注，其作用机制可能是通过阻断钙离子通道，使瘢痕疙瘩成纤维细胞停滞在分裂期，减少胶原合成而起作用。在Albalat W等[28]的研究中，将160 例患者分为4 组，每组40例，A组（对照）用病灶内曲安奈德（TAC）、B组病灶内维拉帕米、C组病灶内5-氟尿嘧啶（5-FU）和D组病灶内富血小板血浆（PRP）治疗,根据基线和治疗结束时患者和观察者瘢痕评估量表（POSAS）的下降来评估患者的临床反应,结果显示，病灶内注射维拉帕米是最有效的治疗方法，PRP与病灶内注射TAC一样有效，没有严重的副作用，而5-FU治疗瘢痕疙瘩的效果较差。因此，一些钙通道阻滞剂可能成为治疗瘢痕疙瘩和肥厚性瘢痕的更安全的替代品。

2.3 甲基黄嘌呤衍生物

甲基黄嘌呤衍生物（Methylxanthine derivatives）是一类由黄嘌呤分子结构衍生而来的化合物，其甲基基团（-CH3）被引入到黄嘌呤的结构中，是一种天然存在于咖啡豆、茶叶和可可豆中的化合物。己酮可可碱(PTX)是甲基黄嘌呤衍生物的一种，具有扩张血管、抗炎和抗纤维化[29]等作用。在Serag-Eldin YMA等[30]的研究中，将30 例瘢痕疙瘩患者分为三组，病灶内注射PTX、曲安奈德（TAC）或其组合（以1:1的比例混合），每3 周重复注射一次，直至病变变平或最多5 次，使用温哥华瘢痕量表（VSS）和疼痛和瘙痒言语评定量表（VRS）进行评估，结果显示，所有组的VSS均有显著改善，与PTX组相比，TAC组和联合组在瘢痕疙瘩高度、柔韧度、疼痛和瘙痒方面有显著改善，TAC组的副作用（萎缩、色素沉着、毛细血管扩张和TAC沉淀）发生率显著高于联合组，而PTX组没有报告副作用。联合组患者的治疗次数（达到最佳效果所需的次数）显著减少，具有统计学意义（P＜0.05）。

2.4 干细胞疗法

骨髓间充质干细胞条件培养基（BMSCs-CM）[31]已被证明可以在转录和翻译水平上抑制肥厚性瘢痕及瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖和迁移。在Wang X等[32]的研究中,人类脂肪干细胞（ADSC）在条件培养基中培养后，使用实时聚合酶链式反应（RT-PCR）和蛋白质印迹法（Western blot）检测瘢痕疙瘩成纤维细胞的基因和蛋白表达，同时通过细胞周期分析来测量细胞的增殖特性，使用离体外植体培养物来测试人类脂肪干细胞条件培养基（ADSC-CM）对瘢痕疙瘩组织中 CD31+和CD34+表达的影响，结果显示，ADSCCM 能够减弱细胞外基质相关基因的表达以及蛋白质的表达，细胞增殖被显著抑制，与对照组相比，治疗组离体外植体中的CD31+和 CD34+血管减少了55% 和57%。此外，间充质干细胞（MSC）是成体多能基质细胞，可以很容易地从骨髓、脂肪和脐带组织等不同部位采集，由于其免疫原性低，MSC经常被同种异体移植以治疗炎症，也通过其分泌的趋化因子和微泡发挥抗纤维化作用[33]。

2.5 调节有氧糖酵解过程

在肿瘤、癌细胞及瘢痕疙瘩的生长过程中均有Warburg效应参与，即倾向于利用有氧糖酵解作为主要的分解代谢途径来产生能量，来满足其细胞生存和快速生长的要求。Warburg效应是瘢痕疙瘩所特有的，其他类型的瘢痕中尚未发现。在Huang R等[34]在多嘧啶束结合（PTB）通过丙酮酸激酶肌肉（PKM）选择性剪接调节瘢痕疙瘩成纤维细胞的代谢途径和细胞功能的研究中，发现PTB可通过PKM 的选择性剪接调节有氧糖酵解和瘢痕疙瘩成纤维细胞的功能。因此，调节糖酵解过程可能是一种潜在的瘢痕疙瘩治疗方法。

2.6 微创辅助药物输送疗法

局部产品通过表皮的吸收受皮肤屏障功能的限制。在某些情况下，许多瘢痕药剂如皮质类固醇、和免疫治疗剂（咪喹莫特或5-氟尿嘧啶）、硅凝胶、洋葱提取物等无法透过皮下，研究显示[35-37]，使用微针、磨皮、射频和激光等可增加透皮药物输送方法的渗透。因此，微创辅助药物输送疗法是一项有前途的疗法，可以增强局部分子的吸收，同时增加治疗的协同效应。

2.7 纳米技术

纳米技术（nanotechnology）起源于20 世纪初，但直到近几十年才得到了广泛的研究和应用，纳米技术通过有效的细胞内输送和治疗药物的局部和程序性释放以及提供生化和生物物质来改善愈合和减少瘢痕形成。纳米颗粒可促进细胞内输送，减少药物剂量；纳米纤维可改善体细胞的黏附和增殖；银纳米粒子可穿透细菌膜并通过与 DNA 结合抑制其复制，抑制瘢痕形成[38]。此外，在Saporito F等[39]开发脂质纳米颗粒（固体脂质纳米颗粒（SLNs）和纳米结构脂质载体（NLCs））以促进皮肤伤口愈合的研究中，装载桉树或迷迭香精油，脂质纳米颗粒基于天然脂质，可可脂作为固体脂质，橄榄油或芝麻油作为液体脂质，卵磷脂作为表面活性剂来稳定纳米颗粒并防止其聚集，结果显示，在大鼠烧伤模型上可在分子水平上与伤口组织相互作用的能力，通过纳米颗粒支持愈合并防止瘢痕形成。此外，局部纳米技术可通过异常瘢痕细胞、整个组织和动物模型中的结缔组织生长因子 (CTGF) mRNA 无创成像检测皮肤组织生物标志物[40]。另外，纳米技术可封装和输送各种预防及治疗瘢痕的药物如非甾体类抗炎药（NSAIDs）等，在预防及治疗瘢痕中显示出潜力。

2.8 免疫疗法

免疫因素（immune factors）不同程度参与瘢痕形成，免疫调节剂如咪喹莫特、丝裂霉素 C (MC) 等相继实验及应用于瘢痕方面，通过调节免疫系统的功能来预防及改善瘢痕。他克莫司是一种免疫抑制剂，可抑制体内较强的免疫反应。在Menezes MCS等[41]的研究中，将22 只兔子每只耳朵切除两个1 厘米的碎片，包括软骨膜，右耳上伤口和下伤口分别接受0.1%和0.03%他克莫司软膏基质治疗，每天两次，左耳作为对照，用凡士林进行处理，30 天后，使用特殊染色评估胶原纤维，并对平滑肌肌动蛋白、TGF-β和VEGF进行免疫组织化学分析，结果显示，两种药物浓度均可有效抑制TGF-β和平滑肌肌动蛋白，减少粘蛋白，改善胶原纤维质量和弹力纤维密度，但仅较高浓度对弹力纤维组织有影响。

2.9 组织工程和生物材料疗法

利用细胞学及工程学的原理和方法，在体外研制皮肤替代品，用于创伤愈合和瘢痕修复。在Gholipourmalekabadi M等[42]的研究中，在体外制造并评估了由脱细胞人羊膜（AM）和电纺纳米纤维丝素蛋白（ESF）制成的基于3 D蛋白质（三维空间中折叠成特定结构的蛋白质分子）的人造皮肤，在这项研究中，单独的 AM 和 AM/ESF 膜或接种了脂肪组织来源的间充质干细胞 (AT-MSC) 的膜被植入小鼠全层烧伤创面，在植入后7、14 和28 天体内评估愈合效果和瘢痕形成，结果显示，在体内应用制备的接种 ATMSC 的 AM/ESF 膜可显著减少烧伤后瘢痕，AM/ESF双层人造皮肤的潜在应用可被视为干细胞的临床转化产品，可指导严重烧伤的瘢痕愈合。此外，在Suttho D等[43]的研究中，从三个主要区域（中心、外围、非病变）提取的成纤维细胞组合到三维生物材料中，在体外建立一种新的重建瘢痕疙瘩模型（RKM），然后将其整合到水合胶原蛋白凝胶基质中，根据成纤维细胞的增殖和重塑能力评估成纤维细胞的异质性，发现这种重建的瘢痕疙瘩模型对于研究模拟体内条件下的瘢痕疙瘩成纤维细胞的功能非常有用。因此，使用组织工程和生物材料制造具有特定结构和功能的人工组织，以改善瘢痕疙瘩的外观和功能，可能是一种有前景的治疗方法。

2.10 基因疗法

基因疗法（gene therapy）的目标是通过向细胞输送特定基因或使用RNA干扰技术来调节相关基因的表达，以调节瘢痕的形成和发展过程。在Li X等[44]共表达网络分析和度算法鉴定瘢痕疙瘩成纤维细胞的Hub基因的研究中，从19 个人成纤维细胞样本中平均绝对偏差最大的前5000 个基因中鉴定出22 个由不同基因组成的共表达模块，鉴定了 BMP4、MSX1、HAND2、TBX2、SIX1、IRX1、EDN1、DLX5、MEF2C 和 DLX2 等关键基因中的Hub基因，这10 个中心基因被确定为瘢痕疙瘩的潜在生物标志物和治疗靶点。此外，RNA 干扰 (RNAi) 是基因特异性 RNA降解的生物过程，在Aoki M等[45]的实验中，使用siRNA 敲低热休克蛋白70 可使瘢痕疙瘩成纤维细胞中胶原蛋白减少。瘢痕疙瘩基因疗法仍处于实验室研究阶段，正在探索不同的基因靶点和递送系统。

2.11 黄酮类化合物

黄酮类化合物（flavonoids）是一类天然产物，是以C6-C3-C6 为基本碳架的一系列化合物，广泛存在于许多植物中，特别是水果、蔬菜、茶叶和草药中，具有抗纤维化、抗氧化、抗炎、抗菌、抗肿瘤、抗过敏、抗病毒等多种生物活性[46]，在张艺凡[47]的研究中，用黄酮类化合物代表药物不同浓度的木犀草素、槲皮素、杨梅素，利用不同的实验方法检测此类药物对瘢痕的影响，结果显示，木犀草素、槲皮素、杨梅素可显著下调 Smad2、Smad3 磷酸化，显著抑制TGF-β1 信号通路传导。此外，在Zhang X等[48]在木犀草素通过调节 FRAT1 基因表达影响瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖和凋亡的研究中，发现木犀草素能显著降低瘢痕疙瘩成纤维细胞活性、CyclinD1、Bcl-2、FRAT1蛋白水平，明显提高细胞凋亡率、p21、Bax蛋白表达。木犀草素乳膏制剂已用于动物实验[49]，因此，黄酮类化合物是种值得期待的治疗药物。

3 总结及展望

瘢痕疙瘩病理机制复杂，涉及多种细胞因子、信号通路、调控因子等的异常，治愈率低且复发率高，对整形外科医生及美容皮肤科医生来说是个巨大的挑战。近年来国内外在瘢痕疙瘩方面进行了大量研究，一些治疗研究给了我们思路及希望，笔者认为未来的研究应集中在以下几个方面：①深入了解瘢痕疙瘩的形成机制，从基因水平、分子水平、信号通路水平关注细胞因子和基质分子的相互作用；②开发新型精准靶向治疗方法，如基因治疗和干细胞治疗等；③研究个体差异、皮损大小、发病年龄、部位等因素对瘢痕疙瘩形成及对治疗的反应，以实现个体化及多模式联合治疗。