基金項目：

       國家自然科學(xué)基金（名稱：自體乳糜脂肪移植抑制增生性瘢痕的作用及機制，編號：81772085）

       通信作者：

       陳敏亮，軍總醫(yī)院第四醫(yī)學(xué)中心燒傷整形醫(yī)學(xué)部副主任，主任醫(yī)師，教授，博士生導(dǎo)師；主要研究方向為組織損傷的修復(fù)重建，瘢痕的防治，微創(chuàng)注射美容并發(fā)癥及脂肪移植的基礎(chǔ)與臨床研究，醫(yī)學(xué)美容相關(guān)并發(fā)癥的治療。DOI:10.15909/j.cnki.cn61-1347/r.005005

       病理性瘢痕是一類纖維增生異常疾病，可以發(fā)生在燒傷、創(chuàng)傷、手術(shù)甚至是蚊蟲叮咬之后，其發(fā)病率和患病率極高，是整形領(lǐng)域的常見疾病。對于患者而言，燒傷后的瘢痕攣縮、畸形、功能障礙以及伴隨的痛癢癥狀才是阻礙其重返社會、樹立生活信心的最大障礙。因此,研究病理性瘢痕的發(fā)病機制和防治方法不僅對患者有著重要意義，也有重大的社會價值。本文對近年來有關(guān)病理性瘢痕發(fā)病機制和防治的研究進(jìn)展綜述如下。 

01

病理性瘢痕發(fā)病機制的研究現(xiàn)狀

       近年來，關(guān)于病理性瘢痕發(fā)病機制的研究大多集中于參與創(chuàng)傷修復(fù)過程的蛋白質(zhì)、細(xì)胞因子和相關(guān)信號通路等方面，在正常情況下，這些因子在修復(fù)過程的各個階段作用于不同的效應(yīng)細(xì)胞，起著促進(jìn)或抑制纖維增生作用，從而使細(xì)胞外基質(zhì)的合成和降解趨于平衡，不會引起病理性瘢痕的產(chǎn)生，但在某些情況下，如內(nèi)環(huán)境的改變等，可能會引起某些因子含量增多和（或）某些因子的含量減少，細(xì)胞外基質(zhì)合成和降解的平衡被打破，瘢痕體積增加，病理性瘢痕形成。

       1.1 創(chuàng)傷愈合相關(guān)因子在病理性瘢痕發(fā)病中的作用：創(chuàng)傷愈合過程分為炎癥期、增殖期和重塑期，過程復(fù)雜且相互交錯，許多蛋白和細(xì)胞因子在創(chuàng)傷愈合過程中各自或協(xié)同發(fā)揮作用。了解各種細(xì)胞因子的功能對病理性瘢痕的防治有著重要作用。目前研究證實，與病理性瘢痕形成關(guān)系密切的蛋白、細(xì)胞因子、信號通路有TGF-β/Smad信號通路及相關(guān)蛋白,轉(zhuǎn)化生長因子β（Transforming growth factor β,TGF-β）、PI3K/AKT信號通路、血小板源性生長因子（Platelet-derived growth factor,PDGF）、 胰島素樣生長因子1（Insulin-like growth factor- 1 , I G F - 1 ） 、 表 皮 生 長 因 子 ( E p i d e r m a l g r o w t h factor,EGF)、血管內(nèi)皮生長因子（Vascular endothelial g r o w t h f a c t o r , V E G F）、基質(zhì)金屬蛋白酶（ M a t r i x metalloproteinases,MMPs）、金屬蛋白酶組織拮抗劑 （Tissue inhibitors of metalloproteinases,TIMPs）、白介素（Interleukin,IL）、成纖維細(xì)胞生長因子（Fibroblast growth factor,FGF）、腫瘤壞死因子α（Tumor necrosis factor-α,TNF-α）和核心蛋白聚糖（Decorin）等。見表1。病理性瘢痕的發(fā)病機制錯綜復(fù)雜，隨著研究的深入，定會有越來越多與之相關(guān)的蛋白、基因等被發(fā)現(xiàn)，通過對這些蛋白的調(diào)控也可能對病理性瘢痕的防治有一定的作用，這仍需研究者進(jìn)一步探索。

       1.2 氧化應(yīng)激可能參與病理性瘢痕形成：氧化應(yīng)激（Oxidative stress，OS）是1985年Helmut提出的，是指機體的活性氧（Reactive oxygen species,ROS）產(chǎn)生過多和/或抗氧化能力降低，導(dǎo)致活性氧及其相關(guān)產(chǎn)物大量聚集，并對某些分子或細(xì)胞產(chǎn)生毒性作用的病理狀態(tài)。ROS可以損傷DNA，導(dǎo)致DNA雙鏈結(jié)構(gòu)破壞，損傷蛋白質(zhì)，導(dǎo)致某些氨基酸或肽鏈被氧化，現(xiàn)已證實氧化應(yīng)激參與許多疾病的發(fā)生。細(xì)胞的正常代謝過程可以產(chǎn)生少量的ROS，機體固有的抗氧化機制可以有效清除ROS，避免過多的ROS對機體造成損害，核因子紅細(xì)胞2相關(guān)因子2（Nuclear factor erythroid 2-related factor 2,Nrf2）是目前研究發(fā)現(xiàn)的最核心的抗氧化應(yīng)激信號蛋白，它可以調(diào)控許多抗氧化物質(zhì)和凋亡有關(guān)蛋白的表達(dá)，如：過氧化氫酶、血紅素加氧酶、谷胱甘肽等，還可以調(diào)控凋亡相關(guān)蛋白Bcl2的表達(dá)。近年有許多研究表明氧化應(yīng)激與病理性瘢痕的形成有關(guān)。

       許多研究證明氧化應(yīng)激相關(guān)通路和蛋白在正常皮膚組織和病理性瘢痕組織中表達(dá)有差異。李偉等測定了正常皮膚與病理性瘢痕細(xì)胞中銅鋅超氧化物歧化酶（CuZnsuperoxide dismutase，CuZn-SOD)含量及活力，結(jié)果顯示同正常皮膚組相比，增生性瘢痕和瘢痕疙瘩組的CuZn-SOD 含量及活力均明顯升高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），但增生性瘢痕和瘢痕疙瘩組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。D e Felice等檢測了人正常組織、增生性瘢痕和瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞（Keloid fibroblast，KF）中活性氧的含量，發(fā)現(xiàn)后兩者的含量均高于前者（P＜0.05）。Lee等發(fā)現(xiàn)KF中的Nrf2含量明顯低于正常組織，且細(xì)胞中氧化的產(chǎn)物2,4-二硝基苯肼的含量明顯升高，用SiRNA敲除成纖維細(xì)胞Nrf2基因后，細(xì)胞生長明顯被抑制，且凋亡被激活，他們還發(fā)現(xiàn)KF中的Bcl2表達(dá)相較于正常組織成纖維細(xì)胞下調(diào)。2019年，Carney等建立紅杜洛克豬傷口的動物模型，并檢測了傷口愈合過程中谷胱甘肽、超氧化物歧化酶等25種抗氧化應(yīng)激物質(zhì)的含量與相應(yīng)的基因表達(dá)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn),與對照組相比，所有蛋白的含量與基因表達(dá)均減少，說明病理性瘢痕形成過程中ROS和抗氧化物質(zhì)平衡被打破，并以此提出了保持內(nèi)源性ROS和ROS清除劑的平衡可以抑制病理性瘢痕的形成。除此之外，氧化應(yīng)激的相關(guān)通路也與許多纖維化通路有直接聯(lián)系。有研究表明Nrf2的激活可以通過PI3K/Akt信號通路減輕上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而抑制病理性瘢痕的形成。還有研究證明某些蛋白可通過影響Keap1/Nrf2/ARE抗氧化途徑來調(diào)節(jié)TGF-β1蛋白的表達(dá)，說明Nrf2可能會直接影響TGF-β/Smad通路。

       綜上，氧化應(yīng)激與病理性瘢痕的形成有重要關(guān)系，但具體機制尚不清楚，能否通過抗氧化作用來防止病理性瘢痕形成仍需大量研究證實。

       1.3 MicroRNA在病理性瘢痕形成中的作用：MicroRNA（miRNA）是一類長約20個核苷酸的非編碼RNA，可以通過與mRNA結(jié)合而阻斷mRNA翻譯或使mRNA降解，以此調(diào)控細(xì)胞增殖、分化等過程。有大量研究表明miRNA與病理性瘢痕的形成相關(guān)，為今后預(yù)防病理性瘢痕提供了新的思路。

       2016年，Luan等收集并檢測9例瘢痕疙瘩患者和7名正常人的血清樣本，發(fā)現(xiàn)有37個差異表達(dá)的miRNA，其中17個表達(dá)上調(diào)，20個表達(dá)下調(diào)；Yao等收集了正常皮膚和瘢痕疙瘩組織樣本，檢測了其中miRNA的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)有46個miRNA上調(diào)，而28個miRNA下調(diào)，深入研究后發(fā)現(xiàn)miR-1224-5p可能通過TGF-β/Smad3通路抑制KF的增殖和遷移，促進(jìn)其凋亡；QI等發(fā)現(xiàn)增生性瘢痕中的miRNA-26a表達(dá)下調(diào)，過表達(dá)miRNA-26a可以通過抑制TGF-β/Smad通路中的Smad2蛋白表達(dá)減少細(xì)胞外基質(zhì)形成，從而抑制瘢痕形成；Pang等發(fā)現(xiàn)瘢痕疙瘩細(xì)胞中的microRNA-152-5p表達(dá)較正常皮膚成纖維細(xì)胞下調(diào)，他們還發(fā)現(xiàn)smad3蛋白是microRNA-152-5p靶向蛋白，過表達(dá)microRNA-152- 5p可以通過抑制smad3蛋白抑制成纖維細(xì)胞的增殖和遷移并促進(jìn)凋亡；Li等研究發(fā)現(xiàn)增生性瘢痕成纖維細(xì)胞（Hypertrophic scar fibroblast，HSF）中的miRNA-21表達(dá)升高，他們還證明了miRNA-21可以通過抑制TGF-β/Smad通路中的Smad7蛋白從而減少細(xì)胞外基質(zhì)的生成；還有文獻(xiàn)表明miRNA-21的過表達(dá)可以通過PI3K/AKT信號通路促進(jìn)HSF的增殖。Guo等的研究發(fā)現(xiàn)miRNA-29b不僅可以促進(jìn)創(chuàng)傷修復(fù)，還可以通過抑制TGF-β/Smad通路而減輕瘢痕形成。An等發(fā)現(xiàn)miRNA-205可以通過抑制KF中VEGF表達(dá)以抑制PI3K/AKT通路，從而拮抗瘢痕疙瘩的產(chǎn)生。

       miRNA調(diào)節(jié)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的功能十分強大，既往研究表明TGF-β/Smad通路和PI3K/AKT通路與HSF和KF的增殖、凋亡和細(xì)胞外基質(zhì)生成關(guān)系密切，尋找更多可以調(diào)節(jié)它們的miRNA或?qū)⒊蔀槲磥碇委煵±硇择：鄣闹匾芯糠较蛑弧?/font>

       1.4 上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化可能參與病理性瘢痕形成：上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化（Epithelial-mesenchymal transition,EMT）是指上皮細(xì)胞在某些因素的作用下改變生物學(xué)性狀轉(zhuǎn)化為間充質(zhì)細(xì)胞的病理生理學(xué)過程。其特征是上皮細(xì)胞的極性、形態(tài)和表型改變，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殚g充質(zhì)細(xì)胞。研究證實EMT與纖維化和創(chuàng)傷愈合等進(jìn)程有關(guān)，尤其在調(diào)控細(xì)胞外基質(zhì)沉積、重新上皮化等方面?，F(xiàn)有研究認(rèn)為EMT過度激活使上皮細(xì)胞源源不斷地向成纖維細(xì)胞或肌成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化，最終導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)過度沉積，可能是病理性瘢痕形成的原因之一。

       常見的上皮細(xì)胞標(biāo)志物為角蛋白（Keratin）、鈣黏蛋白E（E-cadherin）等，而間充質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物為鈣黏蛋白N（N-cadherin）、波形蛋白（Vimentin）和成纖維細(xì)胞特異性蛋白1（Fibroblast‐specific protein-1,FSP1）等，Yan等研究發(fā)現(xiàn)相對于正常組織，瘢痕疙瘩表皮層增厚，且含有波形蛋白和FSP1單陽性細(xì)胞，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)EMT與局部炎癥因子TNF-α含量升高相關(guān)，并提出EMT與瘢痕疙瘩的發(fā)生有密切聯(lián)系。Li等應(yīng)用免疫組化檢測了瘢痕疙瘩表皮層、皮膚附屬器和微血管中EMT標(biāo)志物的表達(dá)，結(jié)果顯示鈣黏蛋白E減少，F(xiàn)SP1、波形蛋白等表達(dá)明顯增加，他們還將人毛囊外鞘和表皮角質(zhì)形成細(xì)胞在體外應(yīng)用TGF-β1誘導(dǎo)培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)鈣黏蛋白E表達(dá)下降，且波形蛋白和FSP1表達(dá)明顯升高。2016年，Kuwahara等在用TNF-α和TGF-β1培養(yǎng)正常皮膚角質(zhì)形成細(xì)胞后也發(fā)現(xiàn)細(xì)胞逐漸變成紡錘狀，相關(guān)蛋白也發(fā)生了同樣的變化。由此可見，EMT與 TGF-β/Smad信號通路息息相關(guān)，更與病理性瘢痕的形成有關(guān)，現(xiàn)階段的研究大多停留在體外實驗，尚需要更多體內(nèi)實驗來證實其聯(lián)系。 

02

自體脂肪及其來源的間充質(zhì)干細(xì)胞在病理性瘢痕防治領(lǐng)域的應(yīng)用

       手術(shù)切除是瘢痕疙瘩治療的一線措施，但其存在的最大問題就是復(fù)發(fā)，因此，防止復(fù)發(fā)也是治療的關(guān)鍵。2018年發(fā)表的“中國瘢痕疙瘩臨床治療推薦指南”給出的建議為“手術(shù)切除結(jié)合綜合治療防止復(fù)發(fā)”，臨床上在術(shù)后廣泛采用的放療、化療、激素、激光和各種新型減張措施已有效降低了瘢痕疙瘩的復(fù)發(fā)率。

       現(xiàn)有治療手段還有激光、冷凍治療等，治療效果不一，且都有副作用待解決。隨著對病理性瘢痕的研究增多，科研工作者在不斷改進(jìn)舊的治療手段的同時也發(fā)掘了一批新的防治方法，尤其是對于自體脂肪移植及其來源間充質(zhì)干細(xì)胞的研究，為病理性瘢痕的防治打開了一扇新的大門。本文主要闡述自體脂肪及其來源的間充質(zhì)干細(xì)胞對病理性瘢痕防治作用的研究進(jìn)展。

       2.1 脂肪來源間充質(zhì)干細(xì)胞預(yù)防病理性瘢痕的探索：脂肪來源間充質(zhì)干細(xì)胞（Adipose derived mensenchymal stemcell，ADSC）是來源于脂肪組織的具有多項分化潛能的干細(xì)胞，其在再生醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用增多，許多學(xué)者都對其進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)其在預(yù)防增生性瘢痕也有一定的作用。

       2015年，Zhang等將12只新西蘭白兔隨機平均分為三組，在兔耳上制造創(chuàng)面，并收集兔腹部脂肪提取ADSC， 所有模型在兔耳瘢痕形成前于右耳注射DMEM作為對照，左耳分別注射等量的ADSC、脂肪來源干細(xì)胞條件培養(yǎng)基（Adipose derived stem cell condition medium，ADSCCM）和不處理，3周后發(fā)現(xiàn)，注射了ADSC和ADSC-CM的兔耳均未發(fā)展為增生性瘢痕，而未處理和右耳均形成了增生性瘢痕；隨后，他們將瘢痕組織取下，檢測了其中α-SMA和I型膠原（Collagen I）的含量，發(fā)現(xiàn)兩者含量均低于未處理組和對照組，說明ADSC可以通過減少α-SMA和Collagen I的表達(dá)來預(yù)防增生性瘢痕形成。2017年，F(xiàn)oubert等在杜洛克豬皮膚上制造創(chuàng)面，提取豬ADSC，并給實驗組注射ADSC，對照組不做處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)實驗組較對照組少有增生性瘢痕形成，且組織內(nèi)膠原含量少，排列整齊。還有學(xué)者將ADSC和HSF共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，HSF的增殖、遷移和分泌功能被抑制，原理可能與ADSC降低了HSF中的TGF-β1、 Notch-1的表達(dá)、抑制p38/MAPK通路等有關(guān)。

       2.2 自體脂肪移植技術(shù)在治療病理性瘢痕上的應(yīng)用：自體脂肪移植是通過抽吸獲取自體脂肪顆粒，再將其注射到自身軟組織缺損部位，這項技術(shù)應(yīng)用于整形外科領(lǐng)域僅十幾年的歷史。1995年，Coleman創(chuàng)造了一種可以大大提高脂肪抽吸和注射存活率的方法，稱為Coleman法，它也作為脂肪抽吸技術(shù)的金標(biāo)準(zhǔn)沿用至今，自此，自體脂肪移植在整形外科領(lǐng)域的應(yīng)用大大增多。2013年，Klinger應(yīng)用自體顆粒脂肪松解了燒傷后胸部和口周的攣縮性瘢痕，避免了實行皮瓣覆蓋等重建修復(fù)手術(shù)及相關(guān)并發(fā)癥。有文獻(xiàn)證明，顆粒脂肪可促進(jìn)瘢痕膠原纖維再生并重新排列，也可刺激瘢痕內(nèi)部毛細(xì)血管再生，對改善局部微循環(huán)有重要作用。

       2013年，Patrick等認(rèn)為將顆粒脂肪經(jīng)過物理處理后得到的乳糜化脂肪有類似于ADSC的功效，他將這種脂肪稱為納米脂肪。他們隨后檢測了未處理的脂肪抽吸物和納米脂肪中存活細(xì)胞的情況，發(fā)現(xiàn)納米脂肪中無存活的脂肪細(xì)胞，但有大量的ADSC，將納米脂肪應(yīng)用到治療瘢痕、下瞼暗沉，6個月后發(fā)現(xiàn)瘢痕和下瞼暗沉都有明顯的改善。2018年，Xu等應(yīng)用乳糜化脂肪移植治療了80例增生性瘢痕患者，他們將獲取的脂肪洗凈，去除粗大的纖維組織，用0.8 mm納米轉(zhuǎn)換頭連接兩個注射器，將脂肪組織反復(fù)推注30次，得到乳糜化脂肪，均勻注射到增生性瘢痕組織內(nèi)，隔3個月治療一次，共3次，經(jīng)過3年的隨訪觀察，有67例患者效果明顯，8例有效，5例無效，2例患者部分復(fù)發(fā)。病理結(jié)果顯示，治療后的增生性瘢痕組織膠原纖維厚度變薄，排列整齊，血管密度明顯減少。2019年，Chen等在裸鼠背部移植增生性瘢痕，并用乳糜化脂肪注射后發(fā)現(xiàn)瘢痕組織明顯縮小，瘢痕組織內(nèi)核心蛋白聚糖的表達(dá)明顯降低。此外，他們從乳糜化脂肪中提取ADSC，發(fā)現(xiàn)其有多向分化的潛能，與HSF共培養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)ADSC可以抑制HSF的活性，包括增殖、遷移和產(chǎn)生膠原的能力。

       綜上，自體脂肪移植對于病理性瘢痕的治療作用明顯，而納米脂肪相較于顆粒脂肪擁有更細(xì)微的結(jié)構(gòu)，因此其順應(yīng)性好，注射阻力小，在臨床上的應(yīng)用前景更加廣闊。

03

展 望

       防控瘢痕的首要步驟即為“防”，在了解發(fā)病機制的基礎(chǔ)上，用某些手段加速創(chuàng)傷愈合，或糾正可能造成病理性瘢痕的原因，使創(chuàng)傷愈合達(dá)到“無病理性瘢痕愈合”甚至“無瘢痕愈合”。傳統(tǒng)觀念認(rèn)為瘢痕是創(chuàng)傷愈合的必然結(jié)果，當(dāng)創(chuàng)傷愈合的炎癥期、增殖期、重塑期都被完成，那么瘢痕必然形成。上個世紀(jì)就有國外學(xué)者的研究表明某些傷口可以無瘢痕愈合，說明瘢痕并不是創(chuàng)傷愈合的必然結(jié)果，研究無瘢痕愈合的機理將是未來的研究重點。病理性瘢痕主要是由于細(xì)胞外基質(zhì)的過度沉積，而細(xì)胞外基質(zhì)絕大部分是在增殖期產(chǎn)生，那么找尋方法使創(chuàng)傷愈合越過增殖期直接進(jìn)入重塑期，或縮短增殖期的時間是否能預(yù)防病理性瘢痕也是一個值得深思的問題。此外，已有不少研究表明病理性瘢痕具有遺傳性，若能從基因?qū)用婧Y選易患病理性瘢痕的傷者，早期給予相應(yīng)的預(yù)防措施，將為臨床治療提供極大的便利。隨著對病理性瘢痕的研究越來越深入，其發(fā)病機制越來越明了，防治手段也越來越多，相信未來瘢痕的防治研究將會有更大的進(jìn)展。

       本文引用格式：

       李仕一,陳敏亮.病理性瘢痕的發(fā)生機制及治療新進(jìn)展[J].中國美容醫(yī)學(xué),2022,31(4):169-173.