瘢痕疙瘩發病機制的研究進

郭雷洋　曹莫

瘢痕疙瘩（Keloid ，K） 是發生于皮膚損傷如創傷、燒傷、手術或穿耳洞后，膠原和細胞外基質（EMC）合成和降解失衡，以膠原過度沉積于真皮層為特征的皮膚膠原性疾病。與增生性瘢痕不同，瘢痕疙瘩的生長特征具有其特殊性：表現為超過原傷口界限的、過度的、持續性的、漸進性的向周邊正常皮膚侵襲性生長，呈瘤樣增生，所以俗稱“蟹足腫”，被稱之為良性真皮腫瘤。同時，瘢痕疙瘩周圍的正常皮膚附屬器被破壞，甚至消失，該疾病無自限性。單純手術切除后極易復發，必須輔助電子線照射等后期綜合治療。近年來隨著對其發病機制的研究增多， 對于瘢痕疙瘩的形成機制有了進一步的認識，現就近年來涉及的發病機制綜述如下。

1人種與膚色

以Koonin[1]為代表的專家研究發現，有色人種瘢痕疙瘩的發生率明顯高于白色人種，并且瘢痕疙瘩主要發生于色素聚集的部位，如前胸、后背、耳垂，幾乎不發生于手掌和腳底等色素稀少部位。Koonin認為黑素細胞刺激素的變異對瘢痕疙瘩的發生起到至關重要的作用。

2遺傳機制

瘢痕疙瘩具有一定的家族遺傳性。嚴欣等[2]通過聚合酶鏈反應檢測瘢痕疙瘩家族中易感基因發現，瘢痕疙瘩家系的易感基因可能位于18q21.1區域內。Marneros等[3]通過對兩個家系進行基因掃描發現在2q23、7q11染色體上存在瘢痕疙瘩的易感性基因位點，對其進行微衛星密度分析后發現候選基因。陳陽等[4]對中國漢族六個非親緣關系的瘢痕疙瘩家系的研究得出，男女患病率無差異，支持常染色體顯性遺傳；從遺傳學特征中推斷出屬于常染色體顯性遺傳伴不完全外顯，存在一定的表現差異；常出現在青春期，即出現了延遲顯性遺傳的特征。

3細胞因子

3.1 轉化生長因子β（TGF-β）：通過免疫組化研究發現，在瘢痕疙瘩中β-catenin水平明顯增高，且TGF-β可以上調Wnt/β-catenin信號轉導通路，從而誘導膠原的過度沉積 [5]。TGF-β能夠誘導α-平滑肌肌動蛋白在成纖維細胞（FB）中的表達，而這一表達可能與以后發生的病理性創傷收縮及瘢痕形成有關。TGF-β主要有1、2、3三型及其受體Ⅰ、Ⅱ，瘢痕疙瘩中TGF-β1、2含量顯著增高，而TGF-β3的含量明顯低于增生性瘢痕和正常皮膚，說明TGF-β1、2可以誘導瘢痕疙瘩的形成，而TGF-β3可能具有抑制瘢痕疙瘩形成的作用。TGF-βⅠ型受體在瘢痕疙瘩中的表達顯著高于增生性瘢痕和正常皮膚，而TGF-βⅡ型受體卻與Ⅰ型受體完全相反，且TGF-βⅠ型與Ⅱ型受體的比值明顯高于增生性瘢痕和正常皮膚，其比值的增高促進膠原的合成[6]。Bayat等[7-8] 通過收集外周血對TGF-β受體進行單核苷酸多態性分析，認為TGF-β受體Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的單核苷酸多態性的等位基因頻率分布和基因型的處理組和對照組無顯著性差異，充分證明這些TGF-β受體的多態性與瘢痕疙瘩的形成無關。

3.2 血管內皮生長因子（Vascwlar Endothelial Growth Factor， VEGF）：該因子是一種由各種正常細胞或腫瘤細胞合成和分泌的糖蛋白。VEGF與受體結合，具有促進血管內皮細胞的增生和提高微血管對大分子物質通透性的作用。研究表明，VEGF在正常皮膚表達最低，而在瘢痕疙瘩浸潤部位的肌成纖維細胞過度表達VEGF，可能是K呈現出腫瘤樣侵襲性生長的病理學基礎[9]。同時，原位雜交實驗也證明了在瘢痕疙瘩中血管內皮生長因子含量明顯高于正常皮膚[10]。另有研究表明，無論在KFB中mRNA水平還是蛋白水平，VEGF含量都有所提高，并且能刺激纖溶酶原活化因子抑制劑-1（Plasminogen Activator Inhibitor-1， PAI-1）的表達增高，而在正常皮膚成纖維細胞中無明顯改變，對uPA（尿激酶纖維蛋白溶酶原激活劑）無論在正常皮膚還是瘢痕疙瘩中均無刺激作用，并且證明細胞外信號調節激酶（Extracellular Signal-regulated Kinase， ERK）信號傳導通路也參與了VEGF誘導的PAI-1的表達[11]。

3.3 成纖維細胞生長因子（FGF）：FGF一方面可以促進成纖維細胞的生長，另一方面又可以刺激膠原酶的表達。分為酸性成纖維細胞生長因子（aFGF），等電點為5.6；堿性成纖維細胞生長因子（bFGF），等電點為9.6兩種。不但能促進成纖維細胞的有絲分裂、中胚層細胞的生長，而且還可以刺激血管的形成，在創傷愈合過程中發揮重要作用。萬偉東[12]通過實驗進一步證明，在正常皮膚和瘢痕疙瘩的成纖維細胞中，堿性成纖維細胞生長因子（bFGF）能在轉錄水平抑制α1膠原基因的啟動轉錄，并且能拮抗TGF-β1對人α1膠原基因的啟動激活作用。

3.4 透明質酸刺激因子：胎兒傷口愈合過程中持續存在的高濃度透明質酸是胎兒無瘢痕愈合的一個重要因素。Meyer等[13]經過體外實驗研究發現，瘢痕疙瘩真皮層內透明質酸含量明顯少于正常皮膚及普通瘢痕的成纖維細胞。而表皮層中透明質酸含量增加，尤其是以顆粒層和棘狀層分布為主，可能是與瘢痕疙瘩基質和表皮之間的信號轉導異常為基礎。Galus等[14]經研究發現，透明質酸有生成和修復細胞外基質的功能，這種功能可以預防病理性瘢痕的形成。

3.5 內皮素：內皮素不僅存在于血管內皮，而且也廣泛存在于各種組織和細胞中。它是一種由內皮素前體原水解以后形成的具有生物學活性的多肽，具有顯著的促進瘢痕形成的效應。它具有促進成纖維細胞分化、增生的作用，在促進纖維化過程的同時還可以與其他因子共同產生促進瘢痕形成的作用；內皮素還可以促進成纖維細胞向著分泌膠原，同時生成新的纖維細胞方向轉化，致使組織纖維化[15]。閻國富等[16]通過原位雜交對內皮素-1進行分析，結果發現瘢痕疙瘩組織中內皮素-1的mRNA含量明顯高于萎縮性瘢痕和正常皮膚。證明內皮素對瘢痕疙瘩形成有一定的促進作用。

3.6干細胞因子（Stem Cell Factor，SCF）：干細胞因子及其受體c-KIT被證明是外傷愈合過程中的重要調節劑，通過免疫組化和蛋白印跡分析的方法發現，在瘢痕疙瘩中SCF/c-KIT調劑通路上調，證明在瘢痕疙瘩的發病機制中SCF/c-KIT扮演了重要的角色[17-18]。

3.8 肝源性生長因子（Hepatoma-derived growth factor， HDGF）：該因子在一些不同的癌細胞中被證明是一種新的有絲分裂生長因子，通過運用免疫組化和蛋白印跡的方法分析在瘢痕疙瘩和正常皮膚組織中HDGF的表達，在低倍視野下就能很明顯地看出所有瘢痕疙瘩樣本中HDGF在真皮層中的表達強于正常皮膚，而給予外源性血清的刺激對瘢痕疙瘩和正常皮膚組織成纖維細胞的HDGF沒有任何影響[19]。

除上述細胞因子外，瘢痕疙瘩內一定還存在另外一些細胞因子尚未被發現，這些因子之間相互誘導，相互影響，在瘢痕疙瘩形成過程中都發揮著重要的作用。

4與瘢痕疙瘩凋亡相關基因

多項實驗研究證實，由于成纖維細胞增殖的比率遠遠高于凋亡，使分泌過盛的膠原和細胞外基質過度沉積是導致病理性瘢痕發生的重要機制。由于細胞凋亡是受機體自身基因控制所引發的，故對與凋亡相關基因的研究已經成為近些年來瘢痕疙瘩研究的熱門。

4.1 p53基因：該基因是抑制細胞增生基因，Saed[20]用聚合酶鏈反應-單鏈構象多態性（PCR-SSCP）和DNA測序的方法檢測KD組織和培養的FB中均檢測到與細胞周期調節有關的p53 基因的 5、6、7、8 外顯子存在著DNA堿基突變、缺失的改變，推測 p53 基因的突變可能是導致 K中FB 凋亡受抑，增殖失控的原因之一。從而證明該基因對瘢痕疙瘩中成纖維細胞抑制作用的解除，表現出瘢痕疙瘩的無限增生。

4.2 Fas基因：魯峰等[21]通過免疫組化方法檢測瘢痕疙瘩和增生性瘢痕中Fas蛋白的表達，發現瘢痕疙瘩中Fas蛋白表達明顯高于增生性瘢痕。劉曉軍等[22]采用聚合酶鏈反應和基因測序方法對兩個瘢痕疙瘩家系進行Fas基因分析發現，Fas基因第9外顯子編碼區的兩個位點（11 bp，53 bp）存在基因突變。

4.3 B細胞淋巴瘤-2（Bcl-2）：該基因參與細胞的凋亡，其表達程度可以反映出細胞的凋亡活性。張剛等[23]通過免疫組化分析瘢痕疙瘩不同部位凋亡蛋白Bcl-2表達差異以探討瘢痕疙瘩呈侵襲性生長的機制，其結果顯示瘢痕疙瘩浸潤部Bcl-2表達明顯高于增生部、老化部和正常皮膚，而增生部Bcl-2明顯高于老化部和正常皮膚。Bid是一種促凋亡因子，是Bcl-2家族中的一員，免疫印跡研究結果顯示，Bid蛋白在瘢痕疙瘩中的表達明顯高于正常皮膚，且免疫組化中Bid在瘢痕疙瘩真皮層的陽性成纖維細胞數也顯著高于正常皮膚[24]，提示在瘢痕疙瘩中Bid對瘢痕疙瘩的促進作用高于其抑制作用。

4.4 NNP-1（novel nuclear protein-1）基因： Na等[25]應用cDNA微點陣和原位雜交技術檢測出瘢痕疙瘩中有九種基因持續增長，并判斷這九種基因尤其是NNP-1可能直接或間接影響瘢痕疙瘩的形成。

4.5 巢蛋白（nestin）：該蛋白是一種高分子量的中間絲蛋白。研究表明[26]，在瘢痕疙瘩中nestin陽性表皮細胞、成纖維細胞及血管內皮細胞的數量均高于扁平瘢痕和正常皮膚，有利于瘢痕疙瘩的血管數量增多，促進瘢痕疙瘩的血液供應。

4.6 Smad3基因：Smad3是TGF-β1受體的底物之一，是TGF-β1家族信號從受體到胞核的細胞內轉導分子。有研究表明修復相關基因Smad3及其產物可以有效調節創面愈合，但其表達失控可能是創面延遲愈合、不愈合或瘢痕過度增生的真正原因[27]。龐久玲等[28]通過流式細胞半定量檢測Smad3和TGF-β1在瘢痕疙瘩、增生性瘢痕及正常皮膚組織中的表達情況，顯示Smad3和TGF-β1在瘢痕疙瘩中的表達量明顯高于正常皮膚組織。

4.7 RUNT相關轉錄因子3基因（RUNX3）：RUNX3是一種新發現的抑癌基因，是RUNT基因家族中的一員。研究發現采用變性高效液相色譜法及DNA序列測定分析瘢痕疙瘩患者RUNX3基因RH120480片段的突變情況，結果顯示RUNX3基因RH120480片斷在瘢痕疙瘩中存在高頻突變，說明RUNX3基因突變與瘢痕疙瘩存在一定的關系， RUNX3基因可能是一種瘢痕抑制基因（SSG）[29]。張剛等[30]采用免疫組化方法對瘢痕疙瘩不同部位RUNX3蛋白進行分析發現，RUNX3蛋白指數在浸潤部最低，再次證明RUNX3表達的差異可能導致瘢痕疙瘩呈侵襲性生長。

5細胞外基質（ECM）

ECM產生和降解的失衡，可能是瘢痕疙瘩形成的重要原因之一。纖溶酶原激活劑（plasminogen activator， PA）是ECM降解酶中重要的組成部分。PA的作用是控制血纖維蛋白溶酶原活化為血纖維蛋白溶酶。血纖維蛋白溶酶不僅對纖維蛋白溶解起首要作用，而且也參與其他ECM蛋白的降解，并激活前膠原酶轉變為膠原酶。瘢痕疙瘩成纖維細胞（KFB）中纖溶酶原活化因子抑制劑-1顯著增加，尿激酶型溶酶原激活劑（urokinase type plasminogen activator， uPA）減少，隨即KFB表現為纖維蛋白溶解能力和纖維凝塊降解能力的降低，這一現象只在K中出現[31]。

6免疫機制

Smith等[32]調查發現，不同種族、年齡、性別的瘢痕疙瘩發生率和血清IgE水平存在一定的關系。瘢痕組織中存在著大量淋巴細胞、樹突狀細胞以及免疫球蛋白，進一步表明瘢痕過度增生與免疫機制有密切關系[33]。在瘢痕疙瘩中，肥大細胞增多、變大，這種肥大細胞可被IgE激活釋放組織胺，組織胺通過刺激成纖維細胞增加從而合成膠原。而組織胺也是賴胺酰氧化酶的競爭抑制劑，此酶與瘢痕疙瘩中的可溶性膠原量有一定關系，而Langerhans細胞和肥大細胞具有相同的IgE-Fc受體，Langerhans細胞的數量增多或功能活躍導致膠原和細胞外基質的過度合成，從而形成瘢痕疙瘩[34]。細胞間粘附分子-1（ICAM-1）是一種免疫球蛋白粘附分子，在瘢痕疙瘩真皮淺層含量較多，而在正常瘢痕和正常皮膚中均未出現[35]。瘢痕疙瘩中的免疫細胞（淋巴細胞、巨噬細胞和肥大細胞）的異常相互作用，仍是瘢痕疙瘩一個重要的發病機制，研究表明異常肥厚的膠原纖維和新生血管被觀察，并且在血管周圍有大量的肥大細胞存在[36]。

7張力和性激素

研究表明，張力可以促進成纖維細胞的增殖和膠原的合成[37]。體內外實驗證明，張力不僅可以促進膠原的產生，而且規定了膠原的結構和方向，并且影響表皮的重建[38]。劉嘉鋒等[39]報道雄激素受體（androgen receptor， AR）在K與增生性瘢痕的發生及發展中起到了一定的作用，其調節機制可能是通過與其配體結合后促進細胞周期調節蛋白D1（cyclinD1）有關基因的表達而發揮的作用。

綜上所述，瘢痕疙瘩的形成受多種因素的影響，隨著分子生物學、基因遺傳學、免疫學等多學科的不斷發展，對瘢痕疙瘩發病機制的不斷深入，不僅為人類最終揭開瘢痕疙瘩的形成原因奠定了堅實的基礎，而且為瘢痕疙瘩的治療開辟了新的途徑，目前通常采用手術輔助電子線照射、減少術區張力、外用硅酮霜等方法抑制瘢痕疙瘩形成，今后是否可以通過基因檢測及抑制瘢痕疙瘩中的活躍因子，從各個方面來預防瘢痕疙瘩的形成，有待進一步的研究。

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[收稿日期]2012-03-29[修回日期]2012-07-20

編輯/李陽利