病理性瘢痕相關炎性因素的研究

劉琪琪，韓玉麗，辛 燕

(1.內蒙古醫科大學，內蒙古 呼和浩特 010110；2.內蒙古醫科大學第三臨床醫學院皮膚性病科，內蒙古 包頭 014010；3.深圳市寶安區福永人民醫院皮膚性病科，廣東 深圳 518103)

病理性瘢痕（pathological scars）是由皮膚損傷或刺激引起的，包括創傷、昆蟲叮咬、燒傷、手術、疫苗接種、皮膚刺穿、痤瘡、毛囊炎、水痘和帶狀皰疹感染等[1]。每年數以百萬計的外傷病例會出現病理性瘢痕，嚴重的出現毀容和/或功能障礙，這些瘢痕患者通常會伴有局部瘙癢、疼痛、活動受限以及其他身體和社會心理問題。病理性瘢痕可能會在外觀上、功能上以及心理上給患者帶來沉重的負擔。由于病理性瘢痕發病機理不明，現有藥物治療效果差，使人們更加關注病理性瘢痕形成的生物學機制。雖然病理性瘢痕發病機理不明，但其病理特征表現有炎性細胞增殖、成纖維細胞（fibroblasts，FB）數量增加、新生血管和膠原蛋白沉積[1]，而炎性因素參與病理性瘢痕病理特征的形成，這些炎性因素包括相關的炎性介質和炎癥細胞等，本文就影響病理性瘢痕病理過程的炎性介質和炎癥細胞的研究作一綜述。

1 炎性介質

1.1 環氧合酶 環氧合酶（cyclooxygenase，COX）是位于內質網和核膜腔側的環氧合酶家族，是催化花生四烯酸合成前列腺素的限速酶。COX 具有環氧合酶和過氧化酶兩種酶效應，主要有兩種亞型COX-1 和COX-2。COX-1 是結構酶，幾乎在所有的正常組織中表達，其提供用于穩態調節的PG 前體，也參與炎癥反應。COX-2 是一種誘導酶，是一種重要的炎性介質，只有在組織損傷、炎癥等的作用下，才迅速合成或表達，參與炎癥、纖維化及腫瘤等的發生和發展，可通過誘導血管生成而促進瘢痕增生[2]。Abdou AG 等[3]研究發現，以增生性瘢痕（hypertrophic scar，HS）和瘢痕疙瘩（keloid，KL）為代表的病理性瘢痕中COX-1 表達顯著上調，證明COX-1 在病理性瘢痕形成中可能發揮了積極作用。COX-2 在瘢痕形成中具有功能性活性，因其在正常或病理性的瘢痕中均表達，但COX-2 在病理性瘢痕中表達的強度更高。Zhou J 等[4]研究認為，COX-2 在人HS 組織中表達增加，同時沉默轉化生長因子-β1（TGF-β1）和COX-2可激活成纖維細胞凋亡，進而減少人皮膚HS 的形成。Abdou AG 等[3]研究認為，COX-1 和COX-2 在病理性瘢痕組織中平行表達，這提示其可能彼此增強。同樣，Rossiello L 等[5]研究表明，與正常皮膚相比，COX-1 在HS 組織中表達顯著增高，與HS 組織和正常皮膚相比，COX-2 在KL 組織真皮和表皮中過度表達?？傊?，HS 和KL 之間COX-2 表達的顯著差異可能指向這兩種疾病存在不同的發病機理。

1.2 腫瘤壞死因子 腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）包括TNF-α 和TNF-β，前者主要由活化的單核巨噬細胞產生，后者主要由活化的T 細胞產生。TNF-α 具有多種生物學活性，可促使血管擴張、白細胞趨化，從而使組織與血液中的吞噬細胞增多，釋放內毒素，進而加重炎癥反應，TNF-α 的分泌量與炎癥程度正相關。TNF-α 除了可以活化巨噬細胞，也可以與多種細胞因子（如IL-1、IL-6、IL-8 等）相互作用，從而參與多種免疫反應[6]。Yang JH 等[7]研究表明，HS 組織中TNF-α 和IL-4 的mRNA 水平升高，表明TNF-ɑ 可能參與瘢痕的形成。Chen L 等[8]研究了傷口愈合和HS 形成過程中細胞因子TNF-ɑ、IL-6 和TGF-β1的動態變化，結果發現在受傷后0～2 d，TNF-α 和IL-6 的mRNA 水平升高，而在受傷后2～7 d 下降，且傷口和HS 組織中的IL-6 比正常皮膚高3～300 倍。Grellner W 等[9]研究證實，與對照組皮膚相比，傷口中的TNF-α 和IL-6 分別增加了8.5倍和11 倍，這些細胞因子從受傷后幾秒或幾分鐘開始直到24 h 前持續增加，24 h 后開始減少。總之，采用TNF-α 治療的瘢痕皮膚中FB 數量減少，且TNF-α 可抑制FB 產生的平滑肌肌動蛋白表達，提示其可能具有雙相或組合的效應。

1.3 白細胞介素 白細胞介素（interleukin，IL）由白細胞產生又在白細胞間發揮調節作用，故命名為白細胞介素。其中有很多種IL 參與了炎癥反應過程，如IL-1 可誘導炎癥細胞黏連游走，促進炎癥反應，刺激HS 中FB 合成膠原，更重要的是影響ECM 降解，引起間質纖維化。IL-4 可趨化炎癥細胞積聚，促進炎癥反應；拮抗INF-γ 和IL-12 的作用；直接促進HS 中FB 增生、膠原基因表達和膠原合成增加。IL-6 為炎癥促進因子，主要由巨噬細胞、單核細胞、活化T 淋巴細胞及FB 產生，可刺激炎癥細胞聚集。IL-8 可活化中性粒細胞，引起炎癥反應，刺激HS 中FB 增殖、膠原合成和ECM 沉積。IL-10 可抑制IL-6、IL-8 等促炎因子合成，減輕炎癥反應，減少膠原產生。IL-13 可促進HS 中FB 合成膠原和纖維連接蛋白等。

研究表明[10]，KL 組織中IL-1β、IL-6 和TNF-α等促炎因子的表達上調。IL-4 是強纖維化介質，HS和其他纖維化組織中均發現IL-4 水平升高[11]。IL-4作用于Th2 細胞，刺激FB 產生膠原蛋白和纖連蛋白，而IL-13 與IL-4 以相同的方式影響免疫細胞，因為它們共享相同的信號傳導途徑。在皮膚傷口愈合中，IL-4 和IL-13 促進成纖維細胞趨化和增殖、肌成纖維細胞分化以及膠原蛋白和ECM 大分子的生成[12]。然而，目前尚不了解IL-13 在HS 發病機理中的作用。此外，IL-6 的過度表達可能通過促進角質形成細胞、肌成纖維細胞和FB 的增殖而導致瘢痕形成。研究顯示[13]，IL-6 表達的增加可促進皮膚瘢痕形成，進而推測其與瘢痕的形成有一定的關系。郭果香等[14]通過對人KL 中FB 的研究表明，IL-6 與KL 的形成有密切的關系。Jundi K 等[15]研究發現，KL和HS 組織中HIF-1α、IL-6、IL-8、hs-CRP 等促炎細胞因子mRNA 表達含量顯著高于正常皮膚組。IL-10 能夠抑制巨噬細胞合成多種促炎性細胞因子，包括IFN-γ、IL-1 和TNF-α 等，從而限制了免疫反應和炎癥反應。IL-10 的內在缺乏可能導致炎性細胞因子持續擴增、FB 持續增殖以及膠原蛋白沉積異常。Xie F 等[16]研究認為，IL-10 修飾的骨髓間充質干細胞可阻止兔耳HS 的形成，并認為IL-10 修飾的骨髓間充質干細胞可通過JNK/NF-κB 途徑抑制炎癥。綜上所述，許多白細胞介素參與病理性瘢痕的形成過程，對這些細胞因子的表達進行調控有望對病理性瘢痕的預防和治療產生積極作用。

1.4 干擾素 干擾素（interferon，IFN）是具有抗增殖活性的細胞因子家族，它們在各種纖維化疾病中發揮調控作用。目前已發現10 余種屬于干擾素家族的細胞因子。IFN-c 上調表皮細胞中的促凋亡基因p53，從而減少I 型膠原mRNA 的表達，導致修復過程的終止[17]。IFN-α2b 通過使膠原、糖胺聚糖和膠原酶合成和活性正?；瘉韺崿F其抗纖維化特性[18]。Yang Z 等[19]實驗表明，在兔耳HS 模型與人HS 中使用IFN-α 治療均表現出抑制瘢痕的作用。Wang J 等[20]研究顯示，燒傷后HS 中FB 增加，而IFN-α2b 治療后燒傷患者瘢痕組織中FB 數量和外周血單核細胞分化均減少了。Yang L 等[21]通過觀察HS 中FB 的培養，結果發現IFN-α2b 和IFN-γ 均會降低膠原mRNA 的表達，提示IFN-α2b 通過下調細胞骨架肌動蛋白β 和肌動蛋白γ 亞型來降低FB 膠原蛋白收縮的速度和程度，并減少傷口收縮。

2 炎癥細胞

2.1 巨噬細胞 巨噬細胞是啟動炎癥反應，并導致炎癥蔓延的重要細胞。傷口愈合在病理上包括炎癥期、增生期和重塑期。當炎癥期延長時，可形成HS[22]。巨噬細胞在炎癥期過渡到增生期期間發揮著關鍵作用，它可以調控并延緩傷口的愈合過程，最終調控瘢痕的形成程度[23]。

Lucas T 等[23]開發了一種小鼠模型，該模型可以在傷口愈合的各個階段中消耗巨噬細胞，結果發現在炎癥反應早期消耗巨噬細胞可最大程度地減少瘢痕的形成。此外，Zhu Z 等[24]在裸鼠HS 模型的實驗中發現，傷口愈合亞急性期消耗巨噬細胞，傷口愈合良好，瘢痕形成減少。M1 巨噬細胞在早期傷口組織中占主導地位，M2 巨噬細胞在之后的傷口組織和HS 的增生期中占主導地位，且TNF-α 和IL-6 的mRNA 表達與M1 巨噬細胞的密度呈正相關，而M2巨噬細胞與HS 持續時間呈負相關[8]。Lateef Z 等[25]研究發現，燒傷后第7 天巨噬細胞大量流入，M1 型巨噬細胞第14 天達到高峰，后M2 型巨噬細胞在3～4 周達到高峰。Braga TT 等[26]認為，在KL 中聚集的M2 型巨噬細胞與FB 激活、膠原蛋白形成和纖維性疾病相關。消除傷口早期組織中的M1 巨噬細胞，傷口愈合后期以及HS 形成的增殖階段的M2巨噬細胞，可能是抑制HS 形成和發展的有效方法。由此可見，病理性瘢痕的炎癥反應在很大程度上取決于巨噬細胞極化成促炎性M1 還是消炎性M2 巨噬細胞。

2.2 肥大細胞 肥大細胞來源于外周血中的肥大細胞前體，其分布很廣。肥大細胞與變應原結合活化后，可通過脫顆粒釋放酶類物質和組胺等血管活性胺類物質，同時合成分泌TNF-α、IL-5、IL-13 等細胞因子參與炎癥反應。肥大細胞是與皮膚瘢痕和纖維化有關的炎性細胞類型[27]，其不僅可以分泌細胞因子參與炎癥反應，還能夠通過釋放TGF-β1、TNFα 和IL-4 來促進FB 的增殖，表明肥大細胞可通過分泌不同的炎性介質在HS 形成中發揮作用。此外，Wulff BC 等[28]研究表明，組織中肥大細胞數目或肥大細胞活化較低時，瘢痕形成較少，如由于口腔粘膜組織中肥大細胞較少，其傷口比皮膚的傷口更能夠達成無創愈合的結果。此外，胎兒皮膚肥大細胞的數量很少，受傷后不會脫顆粒，使其在發育的早期階段經歷了無瘢愈合。相比之下，在年長的胎兒形成的纖維化傷口中含有較多的肥大細胞，這些肥大細胞會在損傷后大量脫顆粒。Chen H 等[29]研究證明，肥大細胞存在于HS 中，其通過激活TGF-β1/Smads信號通路促進HS 成纖維細胞增殖和膠原合成。此外，與野生型小鼠相比，肥大細胞缺陷型小鼠傷口愈合后瘢痕形成較少[28]。因此，改變傷口中肥大細胞數量或活性可在臨床中減少瘢痕形成。

2.3 中性粒細胞 中性粒細胞約占外周血白細胞總數的60%～70%。在受傷后幾分鐘內，嗜中性粒細胞被活化的內皮細胞和肥大細胞表達的C5a、PDGF 和CXCL8 等細胞因子吸引，快速聚集在傷口部位。研究證實[25]，從燒傷后第1 天到第42 天，傷口和瘢痕組織中嗜中性粒細胞分化抗原的免疫熒光染色很明顯，在第7 天時染色最深，表明在第1 周時傷口中聚集的中性粒細胞最多，停留在傷口局部的中性粒細胞在2～3 周內轉變為巨噬細胞。中性粒細胞除了具有攝取和破壞微生物與顆粒的能力外，還具有產生促炎性細胞因子的能力，如產生IL-1 和TNF-α。Ma L 等[30]研究表明，可通過調節NF-κB/IκB 信號通路抑制炎癥，減輕中性粒細胞浸潤，進而減少瘢痕形成。曲尼斯特有抗纖維化和抗變態反應的作用，Medina JL 等[31]認為，當曲尼司特以超過5.0×10-5mol/L 的劑量處理細胞時，會抑制中性粒細胞活性，進而抑制KL 形成。

2.4 淋巴細胞 淋巴細胞是慢性炎癥病灶中浸潤的一種炎癥細胞。淋巴細胞在黏附分子和化學趨化因子介導下從血液中滲出并遷移到炎癥病灶處。淋巴細胞主要包含T 淋巴細胞和B 淋巴細胞，KL 的表皮及真皮以FB 和淋巴細胞浸潤為特征。Jiao H 等[32]研究發現，KL 真皮中存在B 淋巴細胞和T 淋巴細胞，T淋巴細胞浸潤在KL 的血管周圍。T 淋巴細胞通過分泌細胞因子，如IL-4、IL-5、IL-6、IL-10 和IL-13 來刺激FB 合成膠原而促進纖維化，而B 淋巴細胞可通過局部作用（如抗原呈遞、細胞因子釋放、T 細胞分化、樹突狀細胞調節和細胞接觸）或通過抗體的遠距離作用直接或間接誘導組織纖維化。此外，B 淋巴細胞還可產生直接促進纖維化反應的細胞因子IL-4、IL-6、IL-13 和轉化生長因子β1。HS 真皮內有較高水平的CD4T 淋巴細胞浸潤，T 淋巴細胞可上調細胞增殖、TGF-β 表達、肌成纖維細胞轉化和前膠原Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ生成[33]。邵家松等[34]認為，給實驗兔飼喂環磷酰胺可減少白細胞和淋巴細胞的數量，從而抑制HS的增殖活性，對早期預防兔耳HS 有重要作用，這提示可通過減少淋巴細胞的數量預防HS。

2.5 單核細胞 單核巨噬細胞系統的激活是慢性炎癥形成過程的一個重要組成部分。急性炎癥24～48 h 后，單核細胞在黏附分子和化學趨化因子的作用下，從血管中滲出并聚集到炎癥灶，在傷口愈合中起重要作用。Wong VW 等[35]研究證明，在將單核細胞趨化蛋白-1 表達分離的鼠類模型中，其炎癥反應和纖維化明顯減弱。其后續實驗使用小分子黏著斑激酶抑制劑（可減弱單核細胞趨化蛋白-1 信號傳導）證實了這種機制。Wang CH 等[36]實驗證明，燒傷豬瘢痕模型中檢測到單核細胞趨化蛋白-1 陽性，并且在燒傷傷口愈合過程中存在TGF-β 的過度生成。抑制單核細胞趨化蛋白-1 的表達可以減少瘢痕形成和攣縮。Liu XJ 等[37]研究發現，苯并吡喃天然產物Xiamenmycin 在機械拉伸誘導的小鼠模型中可以顯著減少HS 的形成，該化合物通過減少纖維化灶中的單核細胞和CD4 淋巴細胞來抑制局部炎癥，并阻止FB 與單核細胞的粘附。氯沙坦是一種血管緊張素Ⅱ受體拮抗劑，常用于治療高血壓，Murphy A 等[38]研究發現，其可降低肌成纖維細胞活性，減少單核細胞在大鼠HS 中的浸潤，縮小了瘢痕面積。由上可知，單核細胞可能參與病理性瘢痕的形成過程，抑制單核細胞的活性可能對病理性瘢痕的預防和治療有益。

3 總結

目前病理性瘢痕的發病機制尚未完全闡明，普遍認為其可通過對炎性介質及炎癥細胞的調控干預病理性瘢痕的發生發展，如COX、TNF-α、IL、巨噬細胞及淋巴細胞等。本文就病理性瘢痕炎癥反應相關的炎性介質和炎癥細胞進行總結，以期通過減輕炎癥反應來預防或治療病理性瘢痕，消除傳統治療方法如手術修復、激光療法以及局部激素注射所帶來的易復發、成本高、副作用大等缺點。隨著人們對病理性瘢痕相關炎性因素的深入研究，越來越多的藥物將通過抑制炎癥反應預防或治療病理性瘢痕。