皮肤创伤后无瘢痕愈合的研究进展

李鹏远，郭海霞，白朝

（天津市中医药研究院附属医院，天津300120）

皮肤是人体最大的器官，较为脆弱，一旦出现烧伤、创伤等情况时，愈合后极易引起瘢痕，导致躯干、四肢的形态或功能异常。随着人们生活水平的提升，对美的追求，而瘢痕则会影响美观，从而引起不同程度的心理障碍。因此，对于瘢痕的愈合方法，已成为很多学者关注的重点，但迄今为止，其治疗效果仍不理想。有相关研究学者证实，胎豚鼠皮肤组织在受到创伤后可无瘢痕修复，因此提出无瘢痕愈合（Scarless wound healing）方式[1]。该种创伤修复方法得到许多学者的关注，且有学者做实验并得出结论：在胚胎及成体伤口愈合中存在无瘢痕愈合方式[2-4]。但在研究中，认为胚胎期无瘢痕愈合并非存在于整个孕期，大量动物实验证实[5-7]，只有孕1/3～1/2期，受到创伤后，可完全再生修复，达到无瘢痕愈合的效果；在孕后期，创伤后则再次转为瘢痕愈合，主要是由于真皮增厚，伤口周围少量平行胶原束沉积，但真皮胶原构架基本完整，皮肤附属器缺如。另外组织再生还与创伤大小有关，且与胚胎和成体所处环境不同有关，属于不稳定性组织。因此需要了解胶原蛋白、透明质酸、转化生长因子（TGF）-β以及同源盒异型基因在创面无瘢痕愈合中作用，如何诱导胶原蛋白的有序排列，实现无瘢痕愈合。

1 胶原蛋白

Ⅰ型和Ⅲ型胶原组成胶原束存在于皮肤组织中。成人皮肤中的2种胶原蛋白与胎儿中的有很多不同之处，如排列规律、沉积速率、含量。在胚胎的早、中期Ⅰ/Ⅲ型胶原有较高的比例，随着出生后Ⅲ型胶原占比从30%～60%降至10%～20%。胶原术比较纤细，在胚胎早、中期的沉淀形状为三维网格状，虽然有较高的胶原，然而并无过分的沉积；胶原束在瘢痕形成期间非常粗大，沉积格式为无序、平行状，同时有非常慢的沉积速率，而且有过分沉积。有关研究显示，胶原束的粗细程度、排列规律受Ⅲ型胶原的含量影响，继而出现瘢痕[8]。现阶段预防、治疗瘢痕的关键点在与找到胶原产生的相同和不同之处，从而对胶原的代谢进行控制。

肽链上的醛基（-CHO）是胶原蛋白分子内与分子间形成共价键的桥梁，从而相交连接组成胶原纤维。胶原酶喜欢破坏没有组成交联的多肽链分子结构。胶原合成中的限速酶为脯氨酰羟化酶。成纤维细胞在不同阶段分泌脯氨酰羟化酶的量不同，成人和胚胎晚期的分泌量显著低于胚胎早期。在20孕周以前，其含量比较高，后逐渐下降，至出生后与成人水平一致，促进胶原交联的是赖氨酰氧化酶[9]。对赖氨酰氧化酶的活性进行抑制，从而使得胶原蛋白的交联降低，继而改善瘢痕出现。有研究指出，胎鼠在孕龄17 d与孕龄19 d时赖氨酰氧化酶的含量不同，其中17 d时只有一点点增加，而在19 d时增加2倍且保持很久[10]。临床抑制产生瘢痕是通过铜离子与D-青霉胺、β-氨基丙腈螯合，从而达到对赖氨酰氧化酶抑制的目的。

2 透明质酸

细胞外基质中透明质酸是重要部分。透明质酸是一种糖胺聚糖，有葡糖醛酸和葡糖双糖结构反复交联而成，主要参与细胞的分裂、分化、炎性细胞的游走、迁移及细胞因子合成等，在伤口愈合中，能够起到抗炎、调控胶原合成、促进伤口愈合的作用。有研究认为，胚胎皮肤与成人皮肤中透明质酸在含量和分布时有显著不同，成人表皮和真皮含量显著低于胚胎[11]。胎体内的透明质酸在伤口愈合期间出现一直升高，但成人则显著减少。因此成人伤口愈合过程中，增加外缘性透明质酸可有效缓解出现瘢痕。反之，对体外培养胎儿成纤维细胞中透明质酸的表达进行降低，就可得到与成人伤口愈合相似表型。所以，伤口愈合瘢痕形成程度与透明质酸的浓度、透明质酸相对分子质量的大小有关。大分子透明质酸在年龄增长的影响下，价值透明质酸酶和活性氧的作用，就会变成不同大小的片段。高分子透明质酸在伤口愈合期间对炎性反应和纤维组织增生有很好的抑制作用，降低纤维化产生。而低分子透明质酸及其残余片段，则可引发纤维化，产生炎性反应，破坏相应组织，影响伤口愈合。

透明质酸激活PI3激酶/AKT和MEK1/ERK1-2是通过介导细胞表面RHAMM/HMM，CD44，LYVE1和Toll样受体（TLR）2/4受体激活，从而对纤维化产生进行抑制。若受体出现表达异常，将影响伤口愈合。诸如伤口愈合早期ERK1-2表达缺失，可延缓成纤维细胞、间充质细胞迁移分化速度，延迟炎性反应及血管化，减慢伤口愈合速度；CD44受体异常表达，可降低胶质细胞增殖速率，降低炎性反应，减慢上皮化速率；TLR2/4受体缺如可延迟伤口愈合[12-14]。

3 TGF-β

TGF-β 其含有 27 类因子，TGF-61、TGF-62和TGF-63是参与皮肤组织伤口愈合的主要因子。胚胎期有高水平的内源性成纤维细胞生长因子，通过对角质产生刺激形成大量的成纤维细胞，促使TGF-63分泌量倍增，加快皮肤组织的扩张与重塑。成体内有较高水平的血小板衍生因子，TGF-61、TGF-62的含量高。因此，成人皮肤组织的TGF-61、TGF-62含量高，而胚胎期皮肤组织的TGF-63含量高。通过对成体及胚胎期创伤愈合实施双向干预实验[15-17]，证实 TGF-β1、TGF-β2/TGF-β3 比值与瘢痕形成或改善密切相关，局部应用TGF-β1、TGF-β2中和抗体，在伤口愈合中可见瘢痕明显改善，但如存在广泛的 TGF-β1、TGF-β2、TGF-β3 则不能改善瘢痕，因此认为中和TGF-β3会恶化伤口愈合。TGF-β3可促进成纤维细胞迁移，使其呈网状结构排列，细胞外基质沉积，从而构建真正的正常结构，达到无瘢痕愈合。相关实验证明，TGF-63促进成纤维细胞呈网状结构排列并迁移，细胞外基质沉积，真皮组织结构得到重新构建，实现无瘢痕愈合效果[18]。目前，临床试验中已经使用一种抗瘢痕治疗药物阿伏特明，其属于人工合成TGF-63，实验结果证明，在伤口处边缘皮下注射阿伏特明可促进皮肤再生，改善瘢痕形成[19]。

4 同源盒异型基因

在组织器官形态发展中同源盒异型基因起到重要的作用，其高度保守性已经成为创面无瘢痕愈合研究的重点区域。该基因分为同源框基因（HOX）源盒异型基因与歧异同源盒异型基因，其中的Hoxb13、PRX-2因子均可能会参与到胎儿皮肤形成、组织瘢痕愈合、细胞分化迁移中。

相关研究学者提出，Hoxb13基因的低表达和PRX-2基因高表达与胎儿无瘢痕愈合，通过在小鼠皮下埋置胚胎及成人皮肤12 h，检测到过氧化物酶（PRX）-2高表达，成纤维细胞的增殖，收缩能力增强，提示该基因可促进真皮增殖，而Hoxb13低表达，可静态维持真皮组织构架，提示对真皮增殖抑制[20]。

另有学者进行实验，孕15 d和18 d小鼠体内检测到Hoxb3和Hoxb8基因，孕15 d小鼠的Hoxb3高表达，3 d后表达增加，而孕15 d和18 d小鼠体内的Hoxb8基因表达一致，孕15 d小鼠伤后其明显增加，孕18 d伤后无变化[21]。推断出胎儿无瘢痕愈合机制可能与Hoxb8基因高表达相关。同源盒异型基因在胚胎期高度活跃，可能与孕期无瘢痕愈合序列的首发因素相关，还需要继续研究无瘢痕愈合的调控机制[22-23]。

5 结论

通常认为最为理想的组织修复方法是再生式，而瘢痕愈合代表着组织再生失败。瘢痕愈合与组织再生均可观察到，例如将成体哺乳动物的肝脏组织切除2/3后，剩余的1/3肝脏组织会完全再生，但是肝脏穿刺后的伤口组织会呈现瘢痕组织愈合[24]。使用微小的针刺伤皮肤表面或者大面积纹身均是以组织修复方式愈合，但是小面积切割伤会以瘢痕愈合方式修复，并且于其他部位相比，胸骨、胸肩部位出现的瘢痕程度更深。由此可见，再生与瘢痕愈合2种方式均存在于成体之中，因损伤方式、损伤部位、组织类型等方面存在的差异，导致瘢痕严重程度、修复方式也不尽相同。因此，目前医者面临的问题是如何抑制瘢痕愈合基因位点表达，诱导皮肤组织再生基因位点表达，促进胶原的有序排列，达到无瘢痕愈合。