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本文来源:中国美容整形外科杂志2023年11月第34卷第11期
DOI:10.3969/j.issn.1673-7040.2023.11.010
作者:黄仲路 胡鹏 梁彦 陈丽 陈伟 聂开瑜
作者单位:遵义医科大学附属医院 烧伤整形外科,贵州 遵义 563003
通信作者:聂开瑜,
Email:1147900529@qq.com
【摘要】增生性瘢痕(hypertrophicscar,HS)主要以真皮层的成纤维细胞异常增殖、胶原纤维过度堆积为主要特征,是临床上常见的病理性瘢痕,局部导致的疼痛、瘙痒等不适,可严重影响患者生活。尽管治疗方法多种多样,如物理疗法、激光和手术 等,但这些方法的治疗效果通常欠佳。为了寻求一种简便、治疗效果较好的方式,人们将目光投向了注射治疗,如局部注射脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)及其外泌体、富血小板血浆(platelet-rich plasma,PRP)等。现就对近年来国内外学者对注射治疗增生性瘢痕的研究进展作一综述。
【关键词】增生性瘢痕;注射治疗;生物制剂;药物;脂肪来源干细胞及外泌体
在发达国家,每年有1亿多人形成瘢痕,其中增生性瘢 痕(hypertrophic scar,HS)占 30% [1] 。由于创伤、手术、烧伤、痤疮等形成的伤口愈合阶段包括炎症期、增殖期和重塑期。增殖期及重塑期肉芽组织中成纤维细胞持续增殖和细胞外基质蛋白特别是胶原蛋白过度沉积,局部长期炎症刺激和纤维化导致了病理性瘢痕 [2-4] [5] 。临床上由HS带来的皮肤红肿、疼痛、瘙痒、皮肤外观毁损以及反复感染等症状,严重时会因失去弹性和挛缩而导致行动受限,尽管这些情况不会对患者生命构成威胁,但会给患者造成严重的心理和经济负担。尽管目前HS的治疗方法多种多样,但瘢痕手术切除后易复发,非手术治疗包括激光、放疗等,激光治疗的患者可能由于无法长期规律治疗导致瘢痕易复发,放疗后患者可出现严重的不良反应,因此需要寻求一种治疗方式简便,效果较好的方法。早期注射治疗HS可直达患处,治疗剂量可控,临床使用范围较广,目前暂不能被其他治疗方式替代,有望成为HS的可靠治疗方式。现就HS的注射治疗所使用的药物或生物相关制剂作一综述。
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早在20世纪60年代末,A型肉毒毒素(botulinumtoxin type A,BTX-A)已被用于临床纠正非调节性斜视,无需手术治疗 。BTX-A于2002 年被美国食品药物监督管理局批准 用于美容行业,由于临床上不断探索,BTX-A也逐渐用于外科领域。BTX-A是肉毒杆菌产生的一种强效神经毒素,由于 其有效性较高且不良反应较少,是目前临床上应用较为广泛 的神经毒素,它可以用作单一疗法或联合疗法 [9] [7-8] 。HS的发生 主要是由于施加在伤口边缘的张力,张力会直接导致HS的 形成 。研究 [10] 显示,在伤口愈合及瘢痕形成过程中,为了限制皮肤牵拉和外部机械刺激,伤口或瘢痕处早期采用绷带、弹力衣或硅胶片会使瘢痕体积显著降低。在瘢痕形成过程中,局部注射BTX-A可以直接与神经肌肉接头结合,抑制乙酰胆碱的突触前释放,从而导致肌肉麻痹,可降低伤口张力,减轻HS的形成 [8] 。转化生长因子-β1(transforming growth fac-tor-β1,TGF-β1)促进成纤维细胞分化为肌成纤维细胞,是 HS 形成中最重要的细胞因子之一。2015年,邱珊珊等报道,在植入人HS的T-缺陷裸鼠局部皮肤涂抹TGF-β1抑制剂凝胶,可缓解HS的形成并改善形态学特征。研究 [11] 发现, BTX-A 以剂量依赖型的方式抑制TGF-β1诱导的α-SMAD、 Ⅰ型胶原蛋白和Ⅲ型胶原蛋白表达水平升高,逆转了 TGF-β1 对HS的影响,降低了胶原的形成。BTX-A还可以抑制P物质的释放,减轻患者疼痛。Khatery等 [12] 针对HS病灶内注射BTX-A,1次/月,治疗3次后活检发现,HS中的胶原蛋白和弹性纤维的数量和质量显著提高。一项数据分析 [13]显示,463 例HS或瘢痕疙瘩的患者病灶内注射BTX-A,与安慰剂组对比发现,疼痛的发生率和瘢痕的严重程度显著降低。总之,BTX-A能够有效缓解HS患者的痛痒症状,加快瘢痕软化及萎缩。但部分患者治疗后会出现疼痛、水肿、感觉障碍、色素沉着等不适,一般症状较轻微且持续时间短 [14] 。
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平阳霉素是1969年我国学者发现的一组新的抗肿瘤物 质。1998年,朱怀荣首次使用平阳霉素局部注射治疗瘢痕疙 瘩,并取得较好疗效。平阳霉素是碱性糖肽类抗肿瘤抗生素 属于博来霉素类 [15] ,是HS常用的治疗药物。HS的形成与局部的血管及血管功能密切相关,血管参与了HS中成纤维细 胞的激活及胶原蛋白沉积的病理生理过程,在瘢痕增生期微 血管的形成为HS供给营养,故选择性破坏瘢痕内的微血管系统,可促进瘢痕的成熟与萎缩 [16] 。2014 年,涂俊波发现平阳霉素主要通过抑制成纤维细胞的增殖,加速血管内皮细胞的萎缩和凋亡,阻断营养供给。研究 [17-18] 发现,平阳霉素可以通过激活p53通路刺激人血管瘤源性内皮细胞凋亡,除此之外,平阳霉素还可以通过抑制异常增殖细胞中的双链DNA 合成并切断DNA链,抑制成纤维细胞的增生并破坏胶原蛋白,促进胶原溶解,抑制瘢痕的增生。2010年,SMShridharani 等研究发现,皮内注射抗肿瘤药物治疗31例瘢痕疙瘩和5例 HS,1 个月内给予3~5次病灶内给药,84%的患者出现完全消退,瘢痕疙瘩体积和功能损害显著减轻。通过平阳霉素的病灶内注射,患者的瘙痒和疼痛等其他症状也得到解决。平阳霉素治疗的优点在于无免疫抑制作用,一般累计治疗剂量<50mg,远远达不到抗肿瘤治疗的剂量,因此安全可靠。平阳霉素治疗不良反应包括注射部位的疼痛、溃疡和色素沉着等,一般短时间内可自行消失。
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糖皮质激素作为一种经典的治疗方法,自1961年用于治疗HS和瘢痕疙瘩,其中曲安奈德(triamcinoloneacetonide, TAC)使用最广,病灶内注射治疗通过抑制白细胞和单核细胞的迁移和吞噬作用来抑制炎症。其次,它们是强大的血管收缩剂,减少氧气和营养物质输送到瘢痕组织 [19-20] 。曲安奈德可以通过抑制成纤维细胞生长和抑制a2巨球蛋白的作用,从而增加胶原蛋白降解和抑制糖胺聚糖合成。此外,曲安奈德注射可抑制血管内皮生长因子和转化生长因子TGF-β1 的作用并诱导瘢痕消退。除了软化瘢痕疙瘩外,还可以减少患者瘙痒和疼痛等症状。2018 年,KEHietanen 等通过瘢痕疙瘩内注射曲安奈德发现,注射曲安奈德组的瘢痕疙瘩出现血管密度明显下降。曲安奈德的治疗剂量和治疗间隔是可变的,治疗剂量为10~40mg/ml,给药时间为2~4周。但有部分患者不能接受由其带来的皮肤萎缩、色素沉着、毛细血管扩张等不良后果 [22] 。
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维拉帕米是一种钙离子通道阻滞剂,通过改变细胞内外 钙离子数量,改变成纤维细胞的活性,用于HS的治疗究 [24] [23] 。研表明,维拉帕米治疗HS可通过抑制细胞外基质的合成及分泌,诱导成纤维细胞胶原酶合成,抑制血清白细胞介素 (interleukin, IL)-6、血管内皮衍生生长因子(vascular endothe lial growth factor, VEGF)、TGF-β1 及成纤维细胞增殖,导致肌动蛋白丝解聚,纤维组织生成减少。研究 [25] 显示,SD大鼠坐骨神经损伤部位用含有维拉帕米的明胶泡沫包裹4周后,可以抑制周围神经修复过程中成纤维细胞的黏附和增殖,有助于细胞外基质降解和减少瘢痕形成。此外,维拉帕米可通过阻止血小板聚集和降低中性粒细胞活性来抑制HS局部的炎症反应 [26] 。含有维拉帕米的硅凝胶嵌入兔耳创面局部可以抑制兔耳HS的成纤维细胞的增殖及活性。维拉帕米相比于曲安奈德治疗HS,局部产生的不良反应更小 [23] 。
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富血小板血浆(platelet-rich plasma,PRP)是自体全血通 过离心后而得到的高浓度血小板浓缩物,其血小板浓度比全血高3~7倍 [27] 。PRP中的血小板经过激活后释放α及致密颗粒,α颗粒主要释放各种生长因子,主要包括TGF-β、 VEGF、血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factors, PDGF)、成纤维细胞生长因子(fibroblast growth factor, FGF)、 表皮生长因子(epidermal growth factor, EGF)、肝细胞生长因子(hepatocyte growth factor, HGF)等,其中 TGF-β 是伤口愈合及瘢痕形成的重要调节因子,这些生长因子具有加速覆盖创面、促进伤口愈合、预防感染的特点。致密颗粒主要释放血清素、组胺和腺苷,组胺和血清素增加毛细血管的通透性,使参与炎症过程的细胞迁移 [28] 。一项调查PRP信号通路的研究 [29]表明,PDGF-AB、FGF和TGF-β激活AKT,随后刺激AKT/ Smad2 通路,通过增加细胞周期蛋白D1诱导脂肪来源干细胞(adipose-derived stem cells,ADSCs)增殖。这些发现,特别关注TGF家族(TGF-β1、TGF-α2 和TGF-γ3)和SMAD 对减 少皮肤瘢痕有作用。诱导无瘢痕愈合的其他方面包括大量 GF 的下游介导,如VEGF。2018年,SMNam等对6例12个 月内形成HS的患者分离出原代真皮成纤维细胞,加入PRP 及贫血小板血浆(platelet poor plasma, PPP)进行培养,并通过酶联免疫吸附试验,以测量TGF-β1和结缔组织生长因子 (connective tissue growth factor, GTGF)水平。在 PRP 组中, CTGF 蛋白水平在培养4d后升高,在培养4~13d后降低。在培养的4~13d后,PRP组中TGF-β1mRNA的表达低于PPP 组。研究显示,加入超过阈值的TGF-β1时,TGF-β1负反馈机制被激活,TGF-β1负反馈机制降低了CTGF基因转录和 CTGF 蛋白水平,减轻了组织纤维化。Dai等 [30] 予以剥脱性点阵CO2 激光治疗烧伤后HS并局部涂抹PRP比单独使用剥脱性点阵CO2激光治疗瘢痕质地、颜色和轮廓显示出更大的整体改善。此外,在中厚皮片移植供区,早期PRP凝胶的使用改善了患者的疼痛并且减少远期瘢痕的增生[28] 。PRP还能为组织修复提供原材料,同时将干细胞招募到皮肤损伤的局部区域,并促进细胞增殖及正常血管的生成,以实现皮肤组织再生和控制早期伤口修复过程中过度炎症反应及减少瘢痕形成 [31] 。 总之,PRP对早期创面具有抗炎作用,对远期抑制瘢痕的形成也具有明显的疗效。PRP来源于患者的自体血,易被患者接受,减少了感染的发生,PRP是一种生物制剂,对 HS 的治疗需进一步探索,以期成为治疗HS的主要方式。
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ADSCs 是多功能干细胞,可以通过旁分泌作用于靶细胞。HS 是创伤后组织异常修复的结果,在修复过程中,损伤部位 成纤维细胞被持续激活成具有收缩能力并且表达α平滑肌肌 动蛋白(α-smoothmuscleactin, α-SMA)的肌成纤维细胞。肌成 纤维细胞合成和分泌过量的细胞外基质成为肉芽组织的主要 成分 。TGF-β/Smad 信号通路是导致瘢痕形成的一个主要因 素,TGF-β/Smad 信号通路的持续激活导致成纤维细胞和肌成 纤维细胞的过度激活,形成异常的胶原纤维沉积[33]。
有研究[34]显示,ADSCs 可以减少体外Ⅰ型胶原蛋白、 Ⅲ型胶原蛋白和β-平滑肌肌动蛋白的表达,这是由ADSCs 中抗纤维化因子包括前列腺素E2(prostaglandinE2,PGE2)、 IL-10、HGF 和一氧化氮,通过其释放减少胶原沉积和瘢痕形成。其中HGF还可以降低HS中成纤维细胞的活性、纤维化分子表达和金属蛋白酶-1的组织抑制剂(tissueinhibitorof metalloproteinases-1, TIMP-1),同时显著增加基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinases, MMPs)的表达,促进胶原蛋白的降解。ADSCs可显著抑制HS成纤维细胞的增殖和迁移,降低细胞中细胞外基质分子的表达水平。ADSCs还可以通过调节增生性瘢痕局部炎性细胞的活性,从而减轻增生性瘢痕局部过度和长期的炎症反应。此外,注射ADSCs可以逆转瘢痕组织的异常血管化模式,重塑微血管结构 [35] 。
脂肪来源干细胞外泌体(adipose-derived stem cell derived exosomes,ADSC-Exos)是 ADSCs 的重要分泌物质,是纳米膜囊泡,可以运输多种细胞成分并与靶细胞融合,调节受损组织细胞的多种生物学行为[36]。研究 [37] 显示,小鼠背侧皮肤全层切除48h后在创面周围予以ADSC-Exos注射,ADSC-Exos 可以通过靶向TGF-β/SMAD2信号通路抑制成纤维细胞的活化及迁移,减少α-SMAD的表达和胶原沉积,从而控制瘢痕形成。针对增生性瘢痕,临床上予以真皮皮下连接处注射脂肪, 可显著改善瘢痕质地、柔软度、厚度和弹性 [38] 。相较于传统的细胞治疗,外泌体被认为是“无细胞治疗(cell-free)”的一种方式,由释放细胞自然分泌的膜囊泡,免疫原性较低,具有多谱系分化、易获得、增殖潜力高、具有良好的生物安全性。
ADSCs 细胞治疗和ADSC-Exos无细胞治疗方式可以通 过多种方式调节成纤维细胞和肌成纤维细胞。因此,ADSCs和 ADSC-Exos 在抗瘢痕治疗的临床应用中具有巨大的潜力。
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HS 的治疗方式多种多样,注射治疗是HS治疗的一种主 要方式,临床使用范围较为广泛,治疗直达患处,剂量可控, 并发症较少,容易被患者所接受。以ADSC-Exos的无细胞治 疗方式及以PRP为主的生物制剂对HS的治疗近年来发展 迅速,可以控制其炎症的进展及通过TGFβ/Smad2信号通路 抑制瘢痕处成纤维细胞的形成,对HS的治疗提供了新思路。ADSCs、ADSC-Exos 及 PRP 注射阻止 HS 的发展或减轻已有 的严重程度,希望对HS的治疗提供一种新的治疗方式。
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