A型肉毒毒素对增生性瘢痕影响的研究进展

陈晓娟　周国富　向小燕　张兰



·述评·

A型肉毒毒素对增生性瘢痕影响的研究进展

陈晓娟周国富向小燕张兰

简介：向小燕，四川大学华西临床医学院硕士，教授，硕士研究生导师。现任川北医学院附属医院烧伤整形科副主任、川北医学院外科学教研室教授。任中华医学会烧伤外科分会烧伤临床学组委员，四川省医学会烧伤整形外科专业委员会委员，四川省医学会美容外科学组委员，《中华烧伤杂志》特约通讯员。曾于上海市第九人民医院整复外科进修、以访问学者身份到美国爱荷华大学公派留学1年。主持及参与省厅级科研课题4项，参与国家自然科学基金课题1项，以第一作者发表学术论文10余篇。于2012年被评为第十批四川省学术和技术带头人后备人选。近年主要从事瘦素与病理性瘢痕的研究工作，重点研究RNA干扰瘦素表达与增生性瘢痕和瘢痕疙瘩的关系。

增生性瘢痕是纤维结缔组织过度增生性疾病，突出于皮肤表面，临床表现为畸形、功能障碍、疼痛和瘙痒等，治疗方法有手术、激素、放射治疗、激光及压力疗法等，目前尚无有效的方法。近年陆续有不同学者研究发现A型肉毒毒素能够预防和治疗增生性瘢痕，该文通过综述近年来A型肉毒毒素与增生性瘢痕关系的研究进展，简要总结A型肉毒毒素与细胞因子、皮肤张力之间的关系。

A型肉毒毒素；增生性瘢痕；转化生长因子β1；胶原

Collagen

A型肉毒毒素(BTXA)是革兰阳性杆菌分泌的神经毒素，能与胆碱能神经末梢突触体维系蛋白-25(SNAP-25)结合，抑制神经末梢突触前膜乙酰胆碱的释放，从而引起肌肉松弛性麻痹，在医疗方面最早被运用于治疗眼睑痉挛、面肌痉挛、斜视等，后来被用于医学美容领域如面部除皱、瘦脸、瘦小腿、牙龈外露等[1- 4]。近年临床、体外培养、动物等方面的实验研究发现，BTXA可以用来预防及治疗增生性瘢痕(HS)，其相关机制尚在研究阶段。HS是病理性瘢痕的一种，是创伤愈合后形成的主要以成纤维细胞(FB)的异常增殖及胶原蛋白过度沉积为病理特征的皮肤纤维增生性疾病。研究发现，BTXA可以干扰FB的增殖，下调转化生长因子β1(TGFβ1)的表达，降低胶原合成，减少结缔组织生长因子(CTGF)及α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达，减小皮肤表面张力，改善患者外观，达到预防和治疗的目的。

一、BTXA与TGFβ1

TGFβ1属于TGFβ家族，是调节细胞增殖、分化细胞间质的一类多功能细胞因子，是目前发现的与HS关系最密切的细胞因子。TGFβ1在HS形成的每个阶段均有重要作用，其不仅能够调节FB的增殖和凋亡，还能促进胶原mRNA的转录，增加胶原的表达，可以通过抑制胶原酶等金属蛋白酶的分泌及刺激蛋白酶抑制剂的表达，从而抑制胶原等细胞外基质的降解。同时TGFβ1还可以促进FB向肌成纤维细胞(mFB)转化，又兼具促进mFB聚集的功能，从而加快创面收缩。TGFβ1作为一种强趋化因子，能刺激巨噬细胞、中性粒细胞通过自分泌及旁分泌使TGFβ1局部浓度升高，通过自身诱导功能进一步促进FB增殖及mFB数量的增加。Xiao等[5]首次通过BTXA干扰体外培养增生性瘢痕成纤维细胞(HSF)，结果显示，BTXA可以使TGFβ1的表达减少，且随着BTXA浓度的增加其表达量越低。此后，武凤莲等[6]也通过体外实验证实了这一观点。由于HS组织中TGFβ1的表达量要比正常皮肤多，而BTXA又能减少TGFβ1的表达，学者们推测BTXA治疗HS也是基于这一理论。

二、BTXA与FB

FB是一类重要的炎症和免疫调控细胞，是疏松结缔组织的主要细胞成分，是创面愈合的主要修复细胞，它在创面修复过程中活化、增殖、合成胶原等细胞外基质。FB的异常增殖是HS发生、发展的关键因素之一，FB无法启动正常的凋亡程序，所合成的胶原等细胞外基质在组织中大量沉积且降解受抑制，进而形成病理状态，这是HS的主要发生机制之一。除此以外，长期炎症也是HS发生的促进因素，FB通过脂多糖活化Toll样受体4介导免疫或炎症反应，从而导致核因子-κB轻链增强剂活化的B细胞和有丝分裂原蛋白激酶的活化，细胞因子的基因转录和共刺激导致炎症分子的表达[7]。近年有不同学者在体外培养HSF，用BTXA进行干预，发现BTXA可以影响FB的生长周期，使大部分细胞由功能活跃的S期转入G1期，同时引起FB核固缩、细胞坏死，进而促进其凋亡[8-10]。Xiao等[5]发现，BTXA可以抑制FB的增殖，从而减少TGFβ1蛋白的表达。

三、 BTXA与胶原

胶原是胶原纤维和胶原分子的统称，主要由FB或与其来源相类似的细胞如成骨细胞、成软骨细胞等合成，是由3条肽链拧成的螺旋形纤维状蛋白质，构成细胞外基质的骨架，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅺ型，在HS组织中Ⅰ、Ⅲ型胶原蛋白mRNA的稳态水平均升高。在创面修复增生期早期以Ⅲ型胶原蛋白表达为主，到了增生期晚期及重塑期早期逐渐被Ⅰ型胶原蛋白取代[11]。HS以胶原的合成显著增加和沉积为病理特征，胶原的合成与降解是一个复杂的动态过程，包括蛋白质的翻译、翻译后的修饰以及许多氧化酶、蛋白酶、胶原酶和金属蛋白酶抑制剂的参与。有学者建立新西兰白兔耳HS模型，将BTXA注射于其瘢痕组织内，与对照组比较，BTXA能明显改善兔耳HS的厚度及减少其瘢痕组织内的胶原纤维[12]。李卫华等[13]应用体外细胞培养实验不仅证实了BTXA能减慢FB的增殖，还证实其能减弱HSFs合成胶原蛋白的能力。

四、 BTXA与CTGF

CTGF是一种在纤维化疾病中发挥重要作用的生长因子，在病理情况下，CTGF的过度表达会促进FB增殖、调节细胞外基质基因表达、促进肉芽组织形成和纤维化，介导细胞黏附及刺激细胞迁移和促进新生血管形成等。跟正常皮肤相比，HS组织中CTGF蛋白质和mRNA的表达明显增强。CTGF作为TGFβ1的直接下游效应介质，能够像TGFβ1一样直接诱导结缔组织中FB的增殖和以胶原为主的细胞外基质合成并沉积，增殖的FB又不断分泌CTGF，最终导致纤维化并维持纤维化的发展，促进HS的形成。李喆等[14-15]研究发现，在体外CTGF能使FB形态发生变化，细胞横径增大，细胞质增多，不再表现为典型的梭形，且CTGF在体外能促进FB向mFB转化。另有学者发现，BTXA能够减少HSF中CTGF蛋白的表达，可能与其抑制FB增殖有关[8-10]。

五、 BTXA与α-SMA

α-SMA由mFB表达，是使FB收缩的主要相关蛋白之一。作为mFB的标记蛋白，α-SMA是构成细胞骨架微丝的主要成分，其通过跨膜复合物Fibronexus与FB外黏连蛋白相连，后者可与细胞外基质或其他FB相连，从而把FB的收缩传导至整块组织，引起整个创面或瘢痕的收缩[16]。在活体皮肤，有研究显示仅有HSF表达α-SMA，mFB仅出现在与肉芽组织形成相关的HS组织。王琳等[17]的大鼠实验研究显示，用BTXA注射过的大鼠皮肤的α-SMA mRNA表达量减少，提示BTXA可能对瘢痕的增生挛缩有抑制作用。颜彤彤等[18]的体外细胞培养实验证实BTXA能减少α-SMA的表达，且随着BTXA的浓度增加其抑制作用愈强。Jeong等[19]发现BTXA能够抑制HS中FB向mFB转化，进而减少α-SMA mRNA及蛋白的表达，表明BTXA可用于治疗HS。

六、 BTXA与皮肤张力

皮肤表面张力也是HS形成的主要因素之一，此前的研究已经表明，机械张力导致肉芽组织中FB数量的增加，同时能够刺激HSF转化为mFB，从而加剧瘢痕的收缩[20]。Aarabi等[21]对小鼠HS模型进行了研究，结果显示，由于机械张力的存在，瘢痕的细胞凋亡减少，炎症细胞和机械张力同时促进纤维化。Gurtner等[22]的研究显示，对红色杜洛克猪创面使用动态减张设备，能通过减小皮肤张力来减轻瘢痕的形成。Ziade等[23]对30例接受面部手术的患者进行了观察，于其术后肌内注射BTXA，1年后随访发现BTXA能够明显改善这些患者的面部瘢痕增生，考虑可能与BTXA能减小面部皮肤张力有关。

七、小　结

纵观HS的发生、发展过程，通过干预参与瘢痕组织形成过程的细胞和细胞因子的作用，抑制胶原等细胞外基质的过度产生和沉积，可达到减轻瘢痕组织形成的目的。综上所述，学者们的相关研究有助于我们理解HS的新型治疗方法，为预防及治疗HS提供更好的策略。目前，BTXA用于预防及治疗HS的具体机制仍未清楚，尚需要进行遗传学、细胞生物学、分子学等方面大量的随机对照研究。

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(本文编辑：洪悦民)

Research progress of effects of botulinum toxin type A on hypertrophic scar

ChenXiaojuan,ZhouGuofu，XiangXiaoyan,ZhangLan.

DepartmentofBurnandPlastic,AffiliatedHospitalofNorthSichuanMedicalUniversity,Nanchong637000,China

Correspondingauthor,XiangXiaoyan,E-mail:xxy-28@163.com

Hypertrophic scar is a hyper-proliferative disorder of the fibrous connective tissues, which protrudes above the skin surface. Patients with hypertrophic scars are clinically characterized with deformity, restricted range of motion, pain and pruritus. Although multiple treatments are currently available including surgical excision, steroid injection, radiation therapy, laser and pressure therapy, the most effective option remains to be explored. In recent years, many scholars have demonstrated that botulinum toxin type A can prevent and treat hypertrophic scar. This article reviewed the research progress on the relationship between botulinum toxin type A and hypertrophic scar, and briefly summarized the correlation between botulinum toxin type A, cytokines and skin tension.

Botulinum toxin type A；Hypertrophic scar; Transforming growth factor beta 1；

10.3969/j.issn.0253-9802.2016.09.001

637000 南充，川北医学院附属医院整形烧伤科(陈晓娟，周国富，向小燕)；637000 南充，南充市中心医院 川北医学院第二附属医院(张兰)

，向小燕，E-mail：xxy-28@163.com

2016-06-06)