透明质酸对声带瘢痕的预防作用△

甄瑞清 魏春生

声带特有的精细结构和功能是发声的基础，当各种原因损伤声带形成瘢痕时，往往会造成永久性的嗓音障碍。尽管临床上应用声带注射填充脂肪、筋膜等材料，以及应用内移性甲状软骨成形术，能够部分提高发声的声强，改善发声质量;但均未涉及瘢痕本身的处理，总体疗效也就欠佳。预防和治疗声带瘢痕依旧是嗓音医学的重要内容和难点。近年来，学者们将瘢痕声带细胞外基质结构的修复和功能的重建作为研究的热点。透明质酸是声带细胞外基质的主要成分之一，有着重要的生物学特性，在维持声带结构、缓冲声带振动、预防及治疗声带瘢痕中有着重要的作用。

1 透明质酸的生物学特性

透明质酸是细胞外基质的重要成分之一，由重复的D-葡萄糖醛酸和N-乙酰葡萄糖胺二糖链组成的葡胺聚糖，分子量大(105～106)，具有聚集性、多孔性，有着重要的生物学意义［1］。在体内，透明质酸主要是在成纤维细胞中由透明质酸合成酶合成。透明质酸合成酶主要有3种亚型，位于细胞质膜的内面，合成并向细胞外运输透明质酸。不同亚型的透明质酸合成酶产生不同分子量的透明质酸。高分子量的透明质酸，主要是由透明质酸合成酶1和透明质酸合成酶2产生，在抑制细胞分化和细胞黏附中起重要作用;低分子量的透明质酸，主要是由透明质酸合成酶3产生，在启动信号串联、刺激细胞分化、血管生成、炎症中起重要作用［2］。

透明质酸在体内与透明质酸受体相结合后，在细胞集聚、细胞-基质信号传导、基质-细胞信号传导、细胞迁移中起着重要的作用［2-3］。透明质酸的降解，也主要是通过与透明质酸的受体(CD44和透明质酸介导的能动受体)结合后，形成复合物，通过细胞内吞作用入胞，在溶酶体酶的作用下，由透明质酸酶分解成葡萄糖醛酸和乙酰葡萄糖胺。

2 透明质酸在声带的分布及其生理作用

透明质酸在声带中主要分布在固有层，其含量随年龄变化不大，约占0.82%［4］，其中以固有层的中层最为丰富［5-6］。也有文献［2］报道透明质酸的分布存在性别的差异，在固有层浅层，透明质酸含量女性较男性少;在固有层中深层，透明质酸含量女性高于男性。

透明质酸在声带细胞外基质中形成高度极化链，适合连接水分子，增加细胞外基质中水及离子的含量，从而增加总容量，其体积可扩增至原来的1000倍，对组织的黏滞性、流动性、渗透压、湿度和组织间隙的填充起主要作用。透明质酸浓度越高，组织黏滞性越高，缓冲能力也越强。研究发现:去除声带组织内的透明质酸后，其弹性剪切系数平均下降了25% ～40%，动态黏滞度提高了70%［5］;最近也有研究［7］验证了透明质酸与声带的粘度和弹性剪切力有着相关性。由此可见:透明质酸有利于维持声带发声的最佳组织粘度和控制嗓音基频的最佳组织僵硬度。

此外，研究发现透明质酸对维持细胞外基质平衡和声带成熟、分化有很重要的作用。透明质酸可与其它细胞外基质相互作用，调节细胞外基质的结构，影响胶原的大小和密度，保护糖蛋白不被降解，从而维持细胞外基质的平衡。透明质酸对声带成熟、分化的作用可以通过透明质酸受体CD44的表达来证明:从未发声的声带的透明质酸量要比正常发声的声带低［8］。

近来，研究发现透明质酸在声带瘢痕的预防、减少形成和治疗中也起着重要的作用［9］。

3 声带损伤后透明质酸量的变化

外伤、用声过度、插管、咽喉反流、化学刺激以及手术操作不当均可导致声带损伤，致使声带固有层内细胞外基质的分布及含量发生变化［10］。声带细胞外基质蛋白成分主要包括纤维蛋白和间隙蛋白，其中组成纤维蛋白的胶原纤维和弹力纤维，与声带组织的张力和柔韧性有关;组成间隙蛋白的蛋白多糖和黏多糖，参与影响声带的僵硬度和黏滞度［11］。声带细胞外基质中的蛋白成分恰恰具有易于鉴定的特点，因此国内外学者纷纷将其作为观察及研究的对象。其中，间隙蛋白中的透明质酸(蛋白多糖)与纤维蛋白中的胶原蛋白、纤维连接蛋白(糖蛋白)为现在研究的热点，对于反映声带内总体细胞外基质的变化具有一定的代表性。目前，国内外对声带损伤后细胞外基质的研究主要包括:损伤后早中期的研究，观察时间多数在3 d～3个月内;对声带损伤中后期的研究，观察时间为损伤后2～6个月;也有对声带损伤连续性的研究，观察时间为损伤后3 d～12 个月［12］。

国内外学者对不同动物模型做了不同时间段的观察研究，透明质酸在声带损伤后有着不同的变化。Thibeault等［13］对兔的研究发现:在声带损伤后3、5、10、15 d，实验组透明质酸的量与正常组相比下降。徐文等［12］也对兔的具体研究发现:透明质酸在正常对照组主要分布于固有层浅层及中层，损伤后3～15 d分布至固有层各层，含量略有增加，损伤后40 d～3个月分布于固有层浅层及中层，含量与正常对照组差异无统计学意义，损伤后6～12个月分布与含量接近正常对照组。Tateya等［14］研究发现:大鼠在声带损伤后2～12周中，损伤组与正常组相比，透明质酸的量明显降低。Rousseau等［15］在内镜下用显微剪将犬声带固有层与肌层锐性分离，分别于术后2、6个月时观察声带内胶原纤维、弹力纤维、透明质酸、纤维连接蛋白的含量变化，结果发现术后2、6个月透明质酸的含量与对照组无显著性差异。Hirano等［16］对早期声门癌激光治疗后的声带活检研究发现:透明质酸的量是降低的，甚至有透明质酸的缺失。

4 对声带瘢痕的预防和治疗作用

学者对损伤声带研究发现，在声带损伤的早、中期，以胶原为主的纤维组织会持续增生和无序排列、透明质酸少量增多以及纤维连接蛋白显著增生;到了后期，各种细胞外基质分泌减少，但胶原和纤维连接蛋白的含量仍明显高于正常，声带固有层局部的细胞外基质以紊乱沉积的胶原为主，无分层结构，伴组织重塑、瘢痕形成［12］。

研究［9］发现，与成人相比，胎儿在声带损伤后往往无瘢痕形成，其原因发现透明质酸的含量在损伤后迅速增加，并能维持高含量的状态。早期透明质酸持续的含量增高能够抑制损伤后胶原的无序沉积(具体机制尚不清楚)，促进声带固有层的修复及重塑，为声带的修复再生创造良好的环境。徐文等［12］认为在声带损伤后15 d内增加声带透明质酸含量有可能使胶原沉积的情况减轻，从而减少瘢痕形成。但是，在声带损伤的早期，声带自身分泌透明质酸的能力是有限的;因此，如何增加透明质酸的量也就成了各国学者研究的重要内容。现在，学者们增加透明质酸量的方法主要有2种:一是直接注射植入透明质酸;二是通过诱导增加透明质酸的表达。

由于透明质酸是一种多糖而不是蛋白质，无抗原性、无毒性，又易于注射，可以作为填充材料［1］。但是，植入的透明质酸在声带内保持的时间短，在兔声带中大约持续1周［2，9］。为了既能保证透明质酸的特性，又能延长其在声带中存在的时间。透明质酸往往会与一些交联物相交联，其中1，4-丁二醇二缩水甘油醚(简称BDDE)和磺基二乙烯(简称DVS)是两种最常见的交联物，也有文献报道了透明质酸交联的最适浓度在4% ～5%［2，9］。Hansen 等［17］在兔声带损伤后，立即将透明质酸凝胶注射到声带中，3周后对其组织学和流变学观察，证明透明质酸有助于减少瘢痕的形成，起到了一定的预防作用。Thibeault等［18］同样将一种名叫Extracel的透明质酸凝胶注射到损伤的兔声带中，6个月后与对照组比较发现，实验组原胶原等瘢痕成分的表达减少，声带的僵硬度也得到改善。Sahiner等［19］在损伤声带植入透明质酸水凝胶交联复合物后，声带组织学类似正常。由此可以看出，透明质酸可以在一定程度上预防和减少声带瘢痕形成。

此外，通过一些细胞因子诱导增加透明质酸表达的作用，也可以促使自身透明质酸生成增多，从而达到预防和减少瘢痕形成的目的。目前研究发现的细胞因子有血小板衍生生长因子、胰岛素样生长因子、肝细胞生长因子(HGF)、上皮生长因子(EGF)、碱性成纤维细胞生长因子(bFGF)、转移生长因子(TGF)等。Hirano等［20］对犬的声带瘢痕进行实验，结果发现肝细胞生长因子能刺激成纤维细胞产生透明质酸并能减少I型胶原的产生。Luo等［21］也证明了肝细胞生长因子可以有效地刺激细胞对透明质酸及弹力蛋白基因的表达，并有很强的抗纤维化活性，从而可以通过增加Reinke间隙中的透明质酸、减少I型胶原的产生来防止或治疗声带瘢痕;同时实验证明，多种细胞因子对声带瘢痕修复具有协同或者阻碍效用。Ohno等［22］等对犬声带损伤实验证明，TGF-β3也有助于增加透明质酸的表达，从而预防减少瘢痕的形成。

当瘢痕形成后，瘢痕收缩会使局部凹陷，会形成声带沟或弓形声带等，使声带黏膜的柔韧性受到影响，中断了正常的黏膜振动功能，声带黏膜层和肌层相对机械运动失调，使两侧声带的振动不规律，从而导致通过声门的气流紊乱，声音变得矫饰、粗糙或出现复音;若声门关闭不全，则会出现声音低弱、发声不能持久、易疲劳等发声障碍［11］。透明质酸此时作为填充剂注射植入，能在一定程度上改善声带的组织弹性，也可以用于治疗瘢痕引起的声门闭合不全。相比于特氟龙、明胶海绵、胶原和脂肪等移植填充材料，Chan等［5］发现0.5% ～1%浓度的透明质酸弹性剪切特性与人声带黏膜相接近，提示了透明质酸具有可以作为声带黏膜和固有层缺失修复的潜在价值。Hylan B Gel是目前研究最多的一种透明质酸凝胶，是用磺基二乙烯(简称DVS)将透明质酸分子经过交叉联接处理得到的。Jahan-Parwar等［23］对犬瘢痕形成的声带中注射植入 Hylan B Gel进行研究，发现实验组比对照组有较好的黏膜波和较好的固有层恢复。Hylan B Gel不仅仅用于动物研究，在临床治疗上也有应用研究。Hertegard和Hallen等［24］将Hylan B Gel和牛胶原相比较应用于临床治疗声门闭合不全，并对他们进行了2年的随访。结果证明:二者用于声带注射均安全并无副作用，使患者声门闭合改善，嗓音质量明显提高，然而Hylan B gel注射组声带形态更好、最大发声时间更长，并且其吸收也比牛胶原少。由此可见，透明质酸对已形成的声带瘢痕也有一定的治疗作用。

5 展望

随着研究的发现，单纯透明质酸植入损伤声带后，仅能早期在一定程度上模拟声带细胞外基质的状态，促进声带固有层的修复和重塑，但作用时间和效果局限，对于促进声带修复再生的能力有限［12，25］。近年来，随着声带瘢痕组织工程学的发展，透明质酸可用作支架与种子细胞(脂肪间充质干细胞、骨髓间充质干细胞、自体肌肉干细胞等)形成三维空间复合物，发挥自身作用的同时，利用种子细胞的多向分化潜能和细胞因子的调节作用，可以更好地促进损伤声带的再生修复，从而达到预防减少瘢痕形成、治疗瘢痕的目的。届时，透明质酸也将在声带瘢痕组织工程学中发挥更大的作用。

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