瘢痕組織增生微血管構筑研究進展

摘 要：微血管生成參與組織損傷后的修復，無論是從瘢痕微循環密度、微循環血流量，還是瘢痕的靶向治療及其調控機制的研究都顯示，瘢痕組織增生與微血管的形成密切相關。綜述了瘢痕組織增生微血管構筑的研究進展。

關鍵詞：瘢痕；瘢痕組織增生；微血管構筑

中圖分類號：R322.99 文獻標識碼：A 文章編號：1673-2197(2007)10-029-04

燒傷、創傷后的皮膚瘢痕組織增生一直是現代研究的熱點，但目前對于瘢痕形成的機制尚不完全清楚，通常認為與成纖維細胞的大量增殖異常、脯氨酸羥化酶及膠原酶的活性異常導致的細胞外基質中膠原合成與降解失衡、多種生長因子的異常表達，以及局部微血管的異常增生等幾方面有關，但深層的發病機制尚未完全明確。近年來，眾多學者認為局部微血管的異常增生是造成瘢痕組織增生形成的主要因素，因此，我們對瘢痕組織增生后微血管構筑的研究進展作一簡要綜述。

1 瘢痕組織增生的微血管形態學

微血管是指微小動脈和微小靜脈之間，管腔直徑在100μm以下的毛細血管及微血管網，包括微動脈、微靜脈和毛細血管，是人體血液循環中最基層的結構單位，是血液與組織細胞之間進行物質交換的場所。皮膚中，一個皮瓣的供養主要靠這些微血管內的充足血流。這些血管在筋膜層、皮下脂肪的深、淺層及真皮內相吻合成網，在網眼內，大量毛細血管相互溝通，以基礎動脈形式供應一定范圍的皮膚。微血管的生成參與多種病理過程，如以瘢痕組織增生為主的增生性瘢痕和瘢痕疙瘩、腫瘤病理過程、糖尿病微血管病變等，在創面愈合中也起了重要作用。Kischer對增生性瘢痕的形態學研究結果顯示，增生性瘢痕組織具有較正常真皮更多的微血管結構。增生性瘢痕初期形成的毛細血管快而多，生長活躍，瘢痕為紅色，之后的膠原纖維由旋渦狀變成結節狀，小動脈與毛細血管也圍繞結節顯著生長，后期結節被膠原纖維包圍成包裹狀，逐漸增大，一定限度時結節中細胞減少，血管也隨之減少。而非增生性瘢痕中，成纖維細胞數目減少，黏多糖減少，血管數也顯著減少。

2 瘢痕增生程度與微血管相關性研究

瘢痕組織增生程度與微血管相關性研究越來越受到人們的重視，主要對局部微血管密度(即微血管分布狀況)及局部微循環血流量等進行了大量的研究。

2.1 瘢痕增生程度與微血管密度的相關性

在眾多的影響因素里，已有研究表明瘢痕組織增生的程度與微血管密度(microvessel density，MVD)密切相關，并發現活躍表達膠原基因的成纖維細胞多聚集在微血管周圍。也有研究表明，增生性瘢痕的不同病程時期微血管密度有明顯不同，隨著病程延長，微血管數量逐漸減少，并且指出瘢痕與正常組織交界處的微血管密度明顯高于瘢痕中央，提示瘢痕組織內不同區域微血管分布是不均勻的。這種分布上的差異在一定程度上反映了瘢痕不同區域組織的功能代謝活躍程度上的差異，即愈向中央，瘢痕愈成熟老化，膠原纖維愈來愈多，并發生玻璃樣變性，同時微血管亦愈來愈少。而周邊交界處血管最豐富，此處是較幼稚的瘢痕，它最能代表整個瘢痕的生物學行為。因此，根據對血管分布的觀察，無論是研究瘢痕的細胞組成、免疫學特征、生物學行為，還是研究瘢痕的發生、發展與轉歸，均應以瘢痕生長、代謝最活躍的交界處為研究重點。Tanaka等對不同瘢痕的組織學研究表明，增生性瘢痕和瘢痕疙瘩組織中微血管數量明顯高于萎縮性瘢痕及正常皮膚，瘢痕疙瘩組織中靜脈血管增多，可見血管新生現象。卿勇等研究結果表明，增生性瘢痕周邊區微血管密度及血管內皮生長因子含量較中央區為高，且增生性瘢痕周邊區微血管密度隨病程延長而降低。

2.2 瘢痕增生的程度與微循環血流量的相關性

瘢痕增生的程度也和微血管血流量相關。應用激光多普勒血流儀對不同時期瘢痕組織的微循環檢測，結果顯示增生期瘢痕組織局部微循環血流灌注值明顯高于成熟期瘢痕，亦證明增生期瘢痕有豐富的微循環血流。Clar等也發現增生性瘢痕中的局部微循環血流量高于普通瘢痕。Ehrlich等B超檢查結果也顯示增生性瘢痕組織的血流量要明顯高于正常皮膚，采用微循環血流儀也可以觀察到微循環血流量明顯增高。

3 臨床有效方法及藥物對瘢痕組織增生微血管構筑的影響

對增生的瘢痕組織進行實驗研究時，采用有效的治療方法和給予有效藥物后，結果表明，血管形成與增生性瘢痕形成關系密切，大量的微血管及豐富的微循環血流量可能在病理性瘢痕形成中發揮了重要作用。經使用臨床證實對治療瘢痕有效的方法及藥物后，通過對瘢痕組織治療前后的血管及血流量檢測顯示，治療后瘢痕組織微血管數量減少、微循環血量也明顯降低。對增生性瘢痕有防治作用的藥物不僅抑制成纖維細胞的增殖、膠原的合成等，也抑制了瘢痕組織微血管的形成。另外，增生性瘢痕內微血管密度可作為增生性瘢痕治愈情況評價的可靠指標。陳遠征等采用微血管計數法和微循環血流灌注法，通過對防治瘢痕的外用復方中藥對兔耳增生性瘢痕微血管及血流的影響的觀察發現，增生性瘢痕微血管與對照組相比顯著減少。

臨床觀察發現，處于增生期的瘢痕顏色鮮紅，按壓易褪色，解除按壓后瘢痕組織迅速充血變紅，類似于軟組織炎癥反應的外觀征象，可見其血循環十分豐富。而血循環相對較差的小腿前部則較少發生瘢痕增生。應用單純壓迫療法治療一段時間或經過6～12個月的自然成熟，瘢痕顏色變淡、質地變軟，透過表皮可見的擴張的血管亦逐漸消失。在瘢痕手術時，處于增生期的瘢痕創面出血明顯多于成熟期瘢痕。以上臨床資料均提示瘢痕組織局部豐富的微血管和微循環血流與瘢痕組織增生有密切的關系。受此啟發，眾多學者對瘢痕血流與其增生關系展開了研究，Wienert等在臨床上用壓迫療法抑制微血管對受傷及其周圍組織的營養供應后發現，組織微血管數量減少、微循環血流量也明顯降低。

此研究提示針對微血管進行抑制治療，可明顯抑制瘢痕組織的增生。

4 瘢痕微血管生成機制研究進展

隨著對瘢痕組織更為深入和全面的研究，對其形成有了進一步的認識，認為瘢痕組織的形成，不單純是成纖維細胞(fibroblast，FB)大量增殖合成膠原以及膠原蛋白的大量沉積，導致在構形和數量上發生改變的結果，而是成纖維細胞以及肥大細胞、血管內皮細胞、上皮細胞、巨噬細胞等和細胞外基質以及多種細胞因子等相互作用、相互調控的綜合結果，各種細胞因子在瘢痕組織微血管再生過程中均起作用。

4.1 血管內皮生長因子對瘢痕組織微血管再生的作

用

微血管不僅是養分供應者，其中的血管內皮細胞還是人體最大的、功能異常活躍的內分泌和旁分泌器官，可以分泌幾十種活性物質，參與許多器官系統的發病過程。Kischer對增生性瘢痕組織電鏡觀察發現，微血管內存在大量血管內皮細胞堆積現象，管腔部分或全部阻塞。但同時發現這是由于大量血管內皮細胞激活所致。Aiba等研究證明，血管內皮細胞是參與增生性瘢痕形成生長因子的來源。近年來，人們對增生性瘢痕形成的分子機制進行了大量研究，認為增生性瘢痕的形成與瘢痕內血管密度及血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)等細胞因子過表達有關。VEGF是內皮細胞特異性促有絲分裂原，對于體內新生血管的生成，維持血管的正常狀態和完整性具有重要意義。VEGF可促進瘢痕血管的生成，進而促進成纖維細胞的增殖和膠原的形成，因而是微血管再生的關鍵調控因子。

4.1.1 VEGF結構研究

VEGF通過與其特異性的受體結合刺激內皮細胞的增殖、移行，增加血管通透性，促進血管形成。VEGF是血管生成的關鍵性細胞因子，是一組以二硫鍵相連的寡二聚體糖蛋白的生長因子，根據剪接方式不同，VEGF基因轉錄出不同長度的VEGF mRNA，可翻譯成不同的亞型。迄今為止，有研究報道的亞型已超過9種之多，人類主要是VEGF121、VEGF165、VEGF189和VEGF206 4種亞型。VEGF通過二硫鍵結合形成二聚體后才有活性，它的受體為酪氨酸蛋白激酶型膜受體，具有高度特異性。當VEGF與受體結合后，可以刺激血管內皮細胞增殖，促進血管形成，并增加血管壁通透性，這樣細胞可以獲得充分的營養而迅速增殖。

4.1.2 VEGF促微血管生成的機制研究

VEGF可由內皮細胞、巨噬細胞、成纖維細胞和平滑肌細胞等多種細胞產生，在創傷愈合、慢性炎癥、腫瘤的血管增生中起著重要作用，是關鍵的促血管生成因子，具有促血管形成和增加血管通透性的雙重功能。同時，VEGF的高水平表達又可導致瘢痕疙瘩組織中血管內皮細胞的持續性增生而造成微血管阻塞。反過來，微血管阻塞又可造成組織局部的相對缺氧狀態，而組織缺氧在VEGF的表達和血管再生機制中起著重要作用。在受損組織的瘡面愈合中，VEGF既可作為炎癥應答的一部分，吸引中性粒細胞和單核細胞至受傷部位。同時，VEGF也可通過影響內皮細胞之間的細胞連接而增加血管的通透性，從而促進肉芽組織的生成，并可通過與受體結合，導致血管內皮細胞的增殖和遷移以誘發新生血管的生成。另外，在新血管的生成中，VEGF誘導來自于骨髓的內皮祖細胞，使之得到補充，以促進脈管內皮的形成。最后刺激毛細血管外膜細胞的被覆，以穩定新生的脈管系統。岳毅剛等在實驗中發現，VEGF在增生性瘢痕中大量表達，且VEGF在增生性瘢痕組織的表達量和增生性瘢痕血管增生程度及瘢痕成熟程度密切相關，增生性瘢痕組織內血管生長因子的大量表達可能對瘢痕大量血管增生起著支持作用，大量的血管可能為瘢痕提供充足的氧氣和養分供應，以促進瘢痕成纖維細胞合成過量的膠原纖維。

有研究指出，NO在VEGF促進血管生成過程中起重要作用。NO可促進內皮細胞的增殖、遷移以及增加微血管的通透性。多數學者認為NO能促進腫瘤新生血管的形成。研究發現，NO是血管內皮細胞KDR受體激活后分子級聯反應的上游信號，VEGF與KDR結合后可增強NOS的表達，并且VEGF本身可通過其受體介導的信號刺激內皮細胞中誘導型NOS的表達，使NO合成增加，而NO能直接或通過細胞內的蛋白酶類、Ca²⁺作用于DNA，上調VEGF的表達。可見VEGF與NO之間關系密切，VEGF可刺激內皮細胞合成NO，NO亦可正性調節VEGF的表達，二者之間可能存在著相互促進的正反饋調節機制。

4.2 成纖維細胞對瘢痕組織增生微血管生成的影響

近年來，隨著細胞生物學和分子生物學在瘢痕形成機制方面研究的深入，發現正如多數學者認為的，成纖維細胞在增生性瘢痕的形成過程中至關重要，成纖維細胞增殖異常是增生性瘢痕過度增生和持續存在的原因。增生性瘢痕組織中成纖維細胞、肌成纖維細胞數量較正常皮膚和正常瘢痕明顯增多，隨著增生性瘢痕的成熟和改建，因凋亡的增加，使細胞數量隨之減少。多種生長因子可通過自分泌或旁分泌機制影響創面成纖維細胞生物學特性的改變。Sundberg等證明血管外的周細胞可以分化為成纖維細胞，是增生性瘢痕組織中成纖維細胞的重要來源。創傷局部巨噬細胞和血小板來源的TGF、血小板衍生生長因子(platelet derived growth factor，PDGF)等促進了成纖維細胞的增殖，成纖維細胞被激活于某一分化狀態，不受生長因子的調控而呈一種難以控制的生長。成纖維細胞的過度增殖以及成纖維細胞的凋亡受阻促進了瘢痕的形成和發展。成纖維細胞為何在創傷已經修復后仍處于增殖及生物合成失控狀態，至今仍在研究中。增生性瘢痕成纖維細胞的生物學行為一直是國內外學者研究的重點。

4.3 膠原的更新是影響傷口重建及瘢痕形成的重要因素

FB可合成和分泌膠原纖維、彈性纖維、網狀纖維及有機基質，它合成的前膠原蛋白分子經內切酶作用，聚合和重排，可形成膠原原纖維，膠原原纖維經互相粘合形成膠原纖維。FB還能夠產生膠原酶，膠原酶是膠原得以更新的主要因素之一。此外，脯氨酸羥化酶(proline hydroxylase，PH)是膠原合成的關鍵酶，在瘢痕疙瘩中呈高活性。大量實驗表明，在增生性瘢痕中，組織增生活躍，微血管數目和膠原含量增加。

除以上各種因素可引發局部微血管生成外，Polo、陳偉等亦證明了處于增生期的增生性瘢痕循環血液中的轉化生長因子TGF-B、生長因子含量明顯高于正常人。免疫機制方面，如免疫球蛋白IgE是強有力的微血管內皮細胞分裂刺激因子，介導肥大細胞釋放的組織胺產物，具有刺激微血管增生、膠原沉積等作用。可見，微血管的生成無論是在瘢痕組織的增生，還是在腫瘤的增殖方面，都起著重要作用，而VEGF是影響微血管生成的關鍵因素。目前對VEGF的研究多見于腫瘤的發病機理和防治方面，VEGF在腫瘤的發展、轉移、預后及治療等方面均起著重要的作用。從瘢痕組織增生的組織特點和發病機制來看，與腫瘤有很多相似之處，尤其是兩者在患處均有微血管大量生成，造成局部微循環的異常，同時腫瘤壞死因子(TNF-α)與VEGF的調控亦有著密切的關系。

5 展望

有關瘢痕組織增生微血管生成機制方面的研究已經越來越受到重視，相關的實驗研究將逐步開展。已經確定的是：①瘢痕組織的增生與微血管密度及微循環血流量有密切關系，但具體作用機制尚不明晰；②血管內皮生長因子(VEGF)是瘢痕組織中微血管生成的關鍵調節因子；③針對微血管進行抑制治療，可明顯抑制瘢痕組織的增生；④瘢痕組織增生是一個機體各種復雜因素綜合作用的結果，各種因素相互作用才能生成瘢痕。有關微血管生成深層次的研究將逐步展開，未來的研究方向必將從細胞、分子、基因等多個相關水平對瘢痕組織增生的微血管生成構筑進行詳細的研究，進而靶向針對微血管的生成原理進行預防與治療，這將是瘢痕組織增生研究的新熱點，也為瘢痕組織增生的基因診斷和治療開拓了廣闊前景。

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