瘢痕疙瘩的病理機制及治療研究進展

陳佩珊，金哲虎

（延邊大學附屬醫院皮膚科，吉林 延邊，133000）

瘢痕疙瘩（keloid）是病理性瘢痕的特殊類型，是皮膚損傷愈合的一種纖維化過程，被認為是一種良性皮膚腫瘤[1]。其形成機制復雜。與生理性瘢痕不同，瘢痕疙瘩臨床診斷標準[2]為；①腫塊隆起于皮膚表面,堅硬,表面光滑發亮,界限欠規則，1年內無退縮征象；②病變超過原始損傷邊緣，向周圍正常組織發生浸潤,呈蟹足狀生長;③具有持續性生長、發紅、疼癢等臨床癥狀，無自愈傾向，不能自行消退；④單純手術切除后極易復發,且復發范圍超過原瘢痕范圍;⑤組織病理學檢查證實瘢痕疙瘩組織內有膠原及基質成分的大量沉積,成纖維細胞很多，并有核分裂象。常見部位為前胸，耳垂等，嚴重者可生長于內臟，影響重要臟器的功能，給患者的生活質量和自信心帶來了顯著的負面影響。在過去的幾十年里，瘢痕疙瘩的研究取得了顯著進展，但仍有許多挑戰需克服,對于瘢痕疙瘩的深入研究可使整形外科醫生及美容皮膚科醫生更好地了解及預防這種并發癥的發生，提高手術的成功率和患者滿意度。

1 病理機制

瘢痕的形成涉及多個連續的生物學過程，是正常的愈合反應。①在凝血和炎癥階段，組織受損時，血管收縮以減少出血，并迅速形成血小板聚集的血栓，血小板同時釋放血小板衍生生長因子（PDGF）和血小板富集素，促進凝血和血管生成，傷口的破壞引發炎癥反應，特別是由中性粒細胞和巨噬細胞組成的炎性細胞遷入傷口，清除細菌、死亡細胞和其他外來物質，同時釋放細胞因子及趨化因子。②在血管生成和肉芽組織形成階段[3，4]，血管內皮細胞開始從周圍血管生長出來，形成新生的血管，這個過程為血管內皮細胞遷移和增殖，增生的血管、成纖維細胞和炎性細胞形成肉芽組織，成纖維細胞在這個階段開始合成膠原蛋白，并形成臨時的細胞外基質，為細胞移動和組織重建提供支持。③在上皮化和再上皮化階段，傷口邊緣的表皮細胞開始增殖和遷移，以覆蓋傷口表面，這個過程為上皮細胞遷移和增殖，上皮細胞通過增生和細胞外基質的支持形成一個新的表皮層，保護傷口免受感染，上皮細胞繼續增殖和分化，形成完整的表皮層，新生的上皮細胞逐漸向傷口中心擴展，直到整個傷口被覆蓋。④在重塑和成熟階段[5]，即傷口愈合的后期，膠原蛋白重新排列和重塑，以增強組織的強度和穩定性，初期形成的膠原纖維會逐漸重塑為更有序的形式，在傷口愈合的過程中，肌肉和成纖維細胞可以通過收縮作用減小傷口的大小，促進傷口的收縮和愈合。⑤最后瘢痕形成[6]，生理性瘢痕皮損不超出原始傷口的邊界生長，是正常的愈合現象。

在瘢痕形成的基礎上，一些情況下，可導致成纖維細胞過度增殖、細胞外基質大量沉積及膠原纖維排列紊亂等，形成瘢痕疙瘩。研究表明：①炎癥因子過度表達[7,8]，瘢痕疙瘩中IL-6、IL-8、趨化因子樣因子-1 (CKLF-1)、中性粒細胞、T淋巴細胞、巨噬細胞等炎性因子過度表達。②瘢痕疙瘩成纖維細胞（即病理性成纖維細胞）過度增殖[9]是瘢痕疙瘩形成的主要因素之一，合成及分泌過度膠原蛋白、細胞外基質、其他病理性纖維化因子。③血管新生異常[10]，血管內皮生長因子（VEGF）和血小板源性生長因子（PDGF）等因子過度表達促進血管新生異常[21]。④細胞外基質降解異常[11]，基質金屬蛋白酶（MMPs）是一類能夠降解細胞外基質的酶，研究顯示上調MMP可觀察到 I 型膠原蛋白的降解增加，從而抑制細胞活力并誘導細胞凋亡[12]。⑤調控因子異常[13]，如抑癌基因P53 的失活及B細胞淋巴瘤-2（BCL-2）、凋亡相關配體（FAS）、半胱氨酸蛋白酶3（CASP3）、張力蛋白同源第10 號染色體缺失的磷酸酶基因（PTEN）、Smad蛋白等凋亡調控相關基因的異常表達。⑥其他生長因子及細胞因子如轉化生長因子-β（TGF-β）、成纖維細胞生長因子（FGF）、成纖維細胞生長因子受體FGFR)、結締組織生長因子（CTGF）、腫瘤壞死因子-α（INF-α）、血管內皮生長因子受體(VEGFR）、血小板衍生生長因子（PDGF）、血小板衍生的生長因子受體(PDGFR）、α-SMA、胰島素樣生長因子-I（IGF-I）、表皮生長因子（EGF）)等異常。⑦細胞信號通路如TGF-β1/Smad通路[14]、JAK-STAT通路[15]、整合素信號通路[7]、Wnt/β-catenin信號通路[16]、PI3K/Akt信號通路[17]、NF-κB信號通路[18]、MAPK信號通路[18]、Hippo信號通路[19]、Notch信號通路[20]等的異常。⑧其他因素如免疫、遺傳等異常。以上因素不同程度地導致瘢痕疙瘩的形成。此外，TGF-β1是一個重要的調節因子[21,22]，受炎癥刺激激活后可促進細胞外基質合成和膠原蛋白的沉積,導致瘢痕疙瘩纖維化改變[23]；成纖維細胞產生的角質細胞生長因子得到增強，激活的角質細胞進而產生制瘤素M，觸發真皮成纖維細胞中的 STAT3信號傳導，作為下游效應器（PI3 K和p38-MAPK）增強的TGF-β1信號傳導增強了IL-6 的產量，進而增強了巨噬細胞的TGF-β1產量，形成了正反饋循環[24]。

2 治療研究進展

瘢痕疙瘩以局部治療為主[25,26]，首選藥物局部封閉，一線治療主要有注射糖皮質激素、A型肉毒素、5-氟尿嘧啶（5-FU）、透明質酸等；外用硅凝膠等；壓力療法如佩戴壓力衣、彈力繃帶或硅膠墊等。二線治療主要有冷凍療法、自體脂肪移植、化學剝脫、手術切除（適用于較大的瘢痕疙瘩，但可能導致新的瘢痕形成）、激光療法（通過刺激膠原重塑和減少血管擴張來改善瘢痕疙瘩）、放射療法、細胞毒性藥物注射等。當單一治療效果欠佳時，根據瘢痕的形狀和嚴重程度等，結合多種治療方法進行連續或交替的序貫性治療，這種綜合治療方法可以最大程度地提高治療效果。盡管目前有較多治療方法可供選擇，但效果仍不十分滿意，在國內外不斷的探索中，近年來一些治療研究越來越引起重視。

2.1 富血小板血漿

富血小板血漿（PRP）是一種自體血液衍生產品，20世紀80 年代首次在血漿中發現大量血小板來源的生長因子，90 年代后在骨科、整形外科、美容皮膚科、眼科、口腔科等有廣泛應用，特別是在歐美國家。近年來PRP主要有富血小板血漿凝膠（PRP Gel）、富血小板血漿纖維蛋白凝膠（PRF）、富血小板血漿衍生的生長因子制劑等衍生物，在改善傷口愈合和降低瘢痕發生方面具有良好的效果，在高立蘭等[27]使用自體富血小板血漿凝膠聯合皮片移植術治療兒童手背難愈合創面1 例的報道中，患兒左手手背2%III度擦傷，使用自體富血小板血漿凝膠聯合皮片移植術治療6 個月后，患兒皮損由紅白相間、紅腫、觸痛遲鈍恢復到采用溫哥華瘢痕量表（VSS），從色澤、厚度、血管分布、柔軟度綜合評分為2 分，瘢痕形成不明顯，患兒的家屬比較滿意。

2.2 鈣通道阻滯劑

鈣通道阻滯劑（CCB）常用于治療心血管疾病，近年來在瘢痕疙瘩抗纖維化方面受到關注，其作用機制可能是通過阻斷鈣離子通道，使瘢痕疙瘩成纖維細胞停滯在分裂期，減少膠原合成而起作用。在Albalat W等[28]的研究中，將160 例患者分為4 組，每組40例，A組（對照）用病灶內曲安奈德（TAC）、B組病灶內維拉帕米、C組病灶內5-氟尿嘧啶（5-FU）和D組病灶內富血小板血漿（PRP）治療,根據基線和治療結束時患者和觀察者瘢痕評估量表（POSAS）的下降來評估患者的臨床反應,結果顯示，病灶內注射維拉帕米是最有效的治療方法，PRP與病灶內注射TAC一樣有效，沒有嚴重的副作用，而5-FU治療瘢痕疙瘩的效果較差。因此，一些鈣通道阻滯劑可能成為治療瘢痕疙瘩和肥厚性瘢痕的更安全的替代品。

2.3 甲基黃嘌呤衍生物

甲基黃嘌呤衍生物（Methylxanthine derivatives）是一類由黃嘌呤分子結構衍生而來的化合物，其甲基基團（-CH3）被引入到黃嘌呤的結構中，是一種天然存在于咖啡豆、茶葉和可可豆中的化合物。己酮可可堿(PTX)是甲基黃嘌呤衍生物的一種，具有擴張血管、抗炎和抗纖維化[29]等作用。在Serag-Eldin YMA等[30]的研究中，將30 例瘢痕疙瘩患者分為三組，病灶內注射PTX、曲安奈德（TAC）或其組合（以1:1的比例混合），每3 周重復注射一次，直至病變變平或最多5 次，使用溫哥華瘢痕量表（VSS）和疼痛和瘙癢言語評定量表（VRS）進行評估，結果顯示，所有組的VSS均有顯著改善，與PTX組相比，TAC組和聯合組在瘢痕疙瘩高度、柔韌度、疼痛和瘙癢方面有顯著改善，TAC組的副作用（萎縮、色素沉著、毛細血管擴張和TAC沉淀）發生率顯著高于聯合組，而PTX組沒有報告副作用。聯合組患者的治療次數（達到最佳效果所需的次數）顯著減少，具有統計學意義（P＜0.05）。

2.4 干細胞療法

骨髓間充質干細胞條件培養基（BMSCs-CM）[31]已被證明可以在轉錄和翻譯水平上抑制肥厚性瘢痕及瘢痕疙瘩成纖維細胞的增殖和遷移。在Wang X等[32]的研究中,人類脂肪干細胞（ADSC）在條件培養基中培養后，使用實時聚合酶鏈式反應（RT-PCR）和蛋白質印跡法（Western blot）檢測瘢痕疙瘩成纖維細胞的基因和蛋白表達，同時通過細胞周期分析來測量細胞的增殖特性，使用離體外植體培養物來測試人類脂肪干細胞條件培養基（ADSC-CM）對瘢痕疙瘩組織中 CD31+和CD34+表達的影響，結果顯示，ADSCCM 能夠減弱細胞外基質相關基因的表達以及蛋白質的表達，細胞增殖被顯著抑制，與對照組相比，治療組離體外植體中的CD31+和 CD34+血管減少了55% 和57%。此外，間充質干細胞（MSC）是成體多能基質細胞，可以很容易地從骨髓、脂肪和臍帶組織等不同部位采集，由于其免疫原性低，MSC經常被同種異體移植以治療炎癥，也通過其分泌的趨化因子和微泡發揮抗纖維化作用[33]。

2.5 調節有氧糖酵解過程

在腫瘤、癌細胞及瘢痕疙瘩的生長過程中均有Warburg效應參與，即傾向于利用有氧糖酵解作為主要的分解代謝途徑來產生能量，來滿足其細胞生存和快速生長的要求。Warburg效應是瘢痕疙瘩所特有的，其他類型的瘢痕中尚未發現。在Huang R等[34]在多嘧啶束結合（PTB）通過丙酮酸激酶肌肉（PKM）選擇性剪接調節瘢痕疙瘩成纖維細胞的代謝途徑和細胞功能的研究中，發現PTB可通過PKM 的選擇性剪接調節有氧糖酵解和瘢痕疙瘩成纖維細胞的功能。因此，調節糖酵解過程可能是一種潛在的瘢痕疙瘩治療方法。

2.6 微創輔助藥物輸送療法

局部產品通過表皮的吸收受皮膚屏障功能的限制。在某些情況下，許多瘢痕藥劑如皮質類固醇、和免疫治療劑（咪喹莫特或5-氟尿嘧啶）、硅凝膠、洋蔥提取物等無法透過皮下，研究顯示[35-37]，使用微針、磨皮、射頻和激光等可增加透皮藥物輸送方法的滲透。因此，微創輔助藥物輸送療法是一項有前途的療法，可以增強局部分子的吸收，同時增加治療的協同效應。

2.7 納米技術

納米技術（nanotechnology）起源于20 世紀初，但直到近幾十年才得到了廣泛的研究和應用，納米技術通過有效的細胞內輸送和治療藥物的局部和程序性釋放以及提供生化和生物物質來改善愈合和減少瘢痕形成。納米顆粒可促進細胞內輸送，減少藥物劑量；納米纖維可改善體細胞的黏附和增殖；銀納米粒子可穿透細菌膜并通過與 DNA 結合抑制其復制，抑制瘢痕形成[38]。此外，在Saporito F等[39]開發脂質納米顆粒（固體脂質納米顆粒（SLNs）和納米結構脂質載體（NLCs））以促進皮膚傷口愈合的研究中，裝載桉樹或迷迭香精油，脂質納米顆粒基于天然脂質，可可脂作為固體脂質，橄欖油或芝麻油作為液體脂質，卵磷脂作為表面活性劑來穩定納米顆粒并防止其聚集，結果顯示，在大鼠燒傷模型上可在分子水平上與傷口組織相互作用的能力，通過納米顆粒支持愈合并防止瘢痕形成。此外，局部納米技術可通過異常瘢痕細胞、整個組織和動物模型中的結締組織生長因子 (CTGF) mRNA 無創成像檢測皮膚組織生物標志物[40]。另外，納米技術可封裝和輸送各種預防及治療瘢痕的藥物如非甾體類抗炎藥（NSAIDs）等，在預防及治療瘢痕中顯示出潛力。

2.8 免疫療法

免疫因素（immune factors）不同程度參與瘢痕形成，免疫調節劑如咪喹莫特、絲裂霉素 C (MC) 等相繼實驗及應用于瘢痕方面，通過調節免疫系統的功能來預防及改善瘢痕。他克莫司是一種免疫抑制劑，可抑制體內較強的免疫反應。在Menezes MCS等[41]的研究中，將22 只兔子每只耳朵切除兩個1 厘米的碎片，包括軟骨膜，右耳上傷口和下傷口分別接受0.1%和0.03%他克莫司軟膏基質治療，每天兩次，左耳作為對照，用凡士林進行處理，30 天后，使用特殊染色評估膠原纖維，并對平滑肌肌動蛋白、TGF-β和VEGF進行免疫組織化學分析，結果顯示，兩種藥物濃度均可有效抑制TGF-β和平滑肌肌動蛋白，減少粘蛋白，改善膠原纖維質量和彈力纖維密度，但僅較高濃度對彈力纖維組織有影響。

2.9 組織工程和生物材料療法

利用細胞學及工程學的原理和方法，在體外研制皮膚替代品，用于創傷愈合和瘢痕修復。在Gholipourmalekabadi M等[42]的研究中，在體外制造并評估了由脫細胞人羊膜（AM）和電紡納米纖維絲素蛋白（ESF）制成的基于3 D蛋白質（三維空間中折疊成特定結構的蛋白質分子）的人造皮膚，在這項研究中，單獨的 AM 和 AM/ESF 膜或接種了脂肪組織來源的間充質干細胞 (AT-MSC) 的膜被植入小鼠全層燒傷創面，在植入后7、14 和28 天體內評估愈合效果和瘢痕形成，結果顯示，在體內應用制備的接種 ATMSC 的 AM/ESF 膜可顯著減少燒傷后瘢痕，AM/ESF雙層人造皮膚的潛在應用可被視為干細胞的臨床轉化產品，可指導嚴重燒傷的瘢痕愈合。此外，在Suttho D等[43]的研究中，從三個主要區域（中心、外圍、非病變）提取的成纖維細胞組合到三維生物材料中，在體外建立一種新的重建瘢痕疙瘩模型（RKM），然后將其整合到水合膠原蛋白凝膠基質中，根據成纖維細胞的增殖和重塑能力評估成纖維細胞的異質性，發現這種重建的瘢痕疙瘩模型對于研究模擬體內條件下的瘢痕疙瘩成纖維細胞的功能非常有用。因此，使用組織工程和生物材料制造具有特定結構和功能的人工組織，以改善瘢痕疙瘩的外觀和功能，可能是一種有前景的治療方法。

2.10 基因療法

基因療法（gene therapy）的目標是通過向細胞輸送特定基因或使用RNA干擾技術來調節相關基因的表達，以調節瘢痕的形成和發展過程。在Li X等[44]共表達網絡分析和度算法鑒定瘢痕疙瘩成纖維細胞的Hub基因的研究中，從19 個人成纖維細胞樣本中平均絕對偏差最大的前5000 個基因中鑒定出22 個由不同基因組成的共表達模塊，鑒定了 BMP4、MSX1、HAND2、TBX2、SIX1、IRX1、EDN1、DLX5、MEF2C 和 DLX2 等關鍵基因中的Hub基因，這10 個中心基因被確定為瘢痕疙瘩的潛在生物標志物和治療靶點。此外，RNA 干擾 (RNAi) 是基因特異性 RNA降解的生物過程，在Aoki M等[45]的實驗中，使用siRNA 敲低熱休克蛋白70 可使瘢痕疙瘩成纖維細胞中膠原蛋白減少。瘢痕疙瘩基因療法仍處于實驗室研究階段，正在探索不同的基因靶點和遞送系統。

2.11 黃酮類化合物

黃酮類化合物（flavonoids）是一類天然產物，是以C6-C3-C6 為基本碳架的一系列化合物，廣泛存在于許多植物中，特別是水果、蔬菜、茶葉和草藥中，具有抗纖維化、抗氧化、抗炎、抗菌、抗腫瘤、抗過敏、抗病毒等多種生物活性[46]，在張藝凡[47]的研究中，用黃酮類化合物代表藥物不同濃度的木犀草素、槲皮素、楊梅素，利用不同的實驗方法檢測此類藥物對瘢痕的影響，結果顯示，木犀草素、槲皮素、楊梅素可顯著下調 Smad2、Smad3 磷酸化，顯著抑制TGF-β1 信號通路傳導。此外，在Zhang X等[48]在木犀草素通過調節 FRAT1 基因表達影響瘢痕疙瘩成纖維細胞增殖和凋亡的研究中，發現木犀草素能顯著降低瘢痕疙瘩成纖維細胞活性、CyclinD1、Bcl-2、FRAT1蛋白水平，明顯提高細胞凋亡率、p21、Bax蛋白表達。木犀草素乳膏制劑已用于動物實驗[49]，因此，黃酮類化合物是種值得期待的治療藥物。

3 總結及展望

瘢痕疙瘩病理機制復雜，涉及多種細胞因子、信號通路、調控因子等的異常，治愈率低且復發率高，對整形外科醫生及美容皮膚科醫生來說是個巨大的挑戰。近年來國內外在瘢痕疙瘩方面進行了大量研究，一些治療研究給了我們思路及希望，筆者認為未來的研究應集中在以下幾個方面：①深入了解瘢痕疙瘩的形成機制，從基因水平、分子水平、信號通路水平關注細胞因子和基質分子的相互作用；②開發新型精準靶向治療方法，如基因治療和干細胞治療等；③研究個體差異、皮損大小、發病年齡、部位等因素對瘢痕疙瘩形成及對治療的反應，以實現個體化及多模式聯合治療。