A型肉毒素对病理性瘢痕的防治机制研究进展

李翠(综述)，罗斌杰，纪赓(审校)

病理性瘢痕组织学上以成纤维细胞过度增生和细胞外胶原纤维大量沉积为主要特点，临床上指具有瘙痒或疼痛、可造成明显功能障碍、严重影响外观，且往往需要进一步处理的瘢痕类型，包括增生性瘢痕(HS)与瘢痕疙瘩(keloids)。目前针对病理性瘢痕的防治方法众多，手术切除、加压治疗、硅胶制剂、药物、放射治疗等传统方法效果显著；新型治疗方法如激光、自体脂肪移植、免疫疗法、基因疗法等亦具有较好的防治作用[1]。

1 肉毒素概述

肉毒素(botulinum toxin，BT)是由肉毒杆菌在生长繁殖过程中产生的外毒素，主要包括A、B、C(C1、C2)、D、E、F、G 7个血清型；由于不同血清型肉毒素的毒力和靶向作用物质不同，目前仅有A、B两型可作为药物使用。BTXA理化性质稳定、毒力强、易于生产,故其是用于科研与临床的主要类型。BTXA的经典作用机制为：特异性地作用于周围胆碱能运动神经元的突出前膜，通过(1)与突触外膜受体结合形成复合体；(2)吞饮复合体进入细胞质；(3)裂解前膜上SNARE(soluble NSF—attachment protein receptor)蛋白；(4)抑制乙酰胆碱的量子式释放等一系列过程，从而减少突触间隙乙酰胆碱含量，达到降低肌张力，缓解肌痉挛等治疗效果。并且，BTXA在作用过程中对神经、肌肉的传导性和兴奋性未产生损害，仅暂时抑制了乙酰胆碱的释放，通常3～6个月后神经细胞可芽生出新的神经轴突，形成新的神经肌肉连接，肌肉便又可恢复其收缩功能[2]。表明BTXA改善肌肉收缩的作用具有较短的时效性，临床上常需要定期反复使用。

BTXA主要作为神经松弛剂而被应用于治疗各种肌肉痉挛性疾病，如眼睑痉挛、喉痉挛、神经原性膀胱痉挛、肛门痉挛、抽搐、震颤等。随着研究的不断深入，部分学者发现，BTXA在防治瘢痕、缓解慢性疼痛、治疗腋臭或多汗症等方面亦具有良好的效果，并指出这与BTXA可减小切口张力、抑制成纤维细胞增殖、抑制P物质(substance P，SP)的释放、减少腺体分泌等作用机制有关[3-6]。

2 BTXA对病理性瘢痕的防治效果

在病理性瘢痕的防治过程中，局部注射BTXA具有创伤小、操作简单、不良反应小等优点。在部分研究显示，BTXA对减轻早期增生性瘢痕的痒痛症状、抑制瘢痕挛缩、促进瘢痕软化等方面效果显著。

2.1 BTXA对增生性瘢痕的预防作用 BTXA用于预防瘢痕的研究应用已有近二十年历史，在2000年，Gassner等[7]在灵长类动物中所进行的一项随机、双盲、对照实验中指出，伤口内单一注射BTXA可有效改善长尾猕猴额部瘢痕的外观，如高度、长度、色泽等；并指出这可能与BTXA作用于皮下肌肉，通过化学固定的作用减小切口张力有关。在Hu等[8]进行的一项前瞻性、随机、双盲、自身对照研究结果显示，较生理盐水注射侧而言，BTXA注射的一侧瘢痕更窄，外观更不明显；并且所有患者均无明显不良反应。除此之外，部分学者分别对甲状腺术后切口、内眦赘皮术后切口进行了类似的研究，结果均表明，注射BTXA可有效抑制瘢痕形成，明显提高患者满意度[3，9]。结合上述研究结果表明，早期在伤口或术后切口内注射BTXA可有效缩小新生瘢痕的宽度，改善瘢痕的整体外观。

2.2 BTXA对增生性瘢痕的治疗作用 较生理性瘢痕而言，增生性瘢痕的瘢痕组织高于皮肤表面且形状不规则，可有局部增厚变硬伴过度角化、溃疡、挛缩等临床表现；在增生性瘢痕的增生期，患者还有局部皮肤发红、瘙痒、疼痛等明显不适。Elhefnaw等[10]针对BTXA治疗增生性瘢痕这一方案进行了前瞻性临床试验，选取20例患有增生性瘢痕至少1年的患者，每个月向瘢痕内注射1次BTXA(注射浓度：5 IU/0.1 ml，注射剂量：2.5 IU/cm3，最大剂量≤100 IU/次)，连续注射3个月，随访6个月后对比评价患者治疗前后瘢痕变化情况，结果显示所有患者的瘢痕外观、质地较前明显改善，皮肤发红、瘙痒症状亦较前减轻，患者满意度明显提高，且所有患者无明显不良反应。

2.3 BTXA对瘢痕疙瘩的治疗作用 瘢痕疙瘩又被称为“蟹足肿”或“瘢痕瘤”，其可被视为一种皮肤纤维组织肿瘤，临床表现为高出皮面的暗紫色质硬肿块，常伴有持久性瘙痒与疼痛感；其还具有增生能力强、侵袭性强、扩张性强、易复发的特点。2009年，国内研究者首次将BTXA用于治疗瘢痕疙瘩，研究对象为12例有瘢痕疙瘩患者，在BTXA注射治疗后，所有患者的瘢痕疙瘩较治疗前明显缩小、变平，且在1年的随访期内，所有患者无复发迹象[11]。Shaarawy等[12]将BTXA和曲安奈德对瘢痕疙瘩治疗效果进行对比研究指出，BTXA和曲安奈德均可缩小瘢痕的体积，软化瘢痕质地，并且BTXA可更明显改善患者瘢痕瘙痒、疼痛症状。

3 BTXA联合其他药物对病理性瘢痕的作用

目前应用于病理性瘢痕的注射治疗药物主要有BTXA、皮质类固醇(包括地塞米松和曲安奈德)、维拉帕米和5-氟尿嘧啶(5-FU)等，由于单种药物治疗的局限性，目前研究者更倾向于联合使用不同药物治疗病理性瘢痕。Sun等[13]综合近年来部分研究进行的Meta分析结果亦表明，相较于单种药物或其他药物联合注射而言，BTXA联合皮质类固醇注射对病理性瘢痕具有更好的治疗效果。然而，另一项随机双盲对照研究指出，与单用曲安奈德相比，BTXA和曲安奈德联合治疗组对瘢痕疙瘩高度、柔韧性和色素沉着评分方面无显著性差异，但BTXA的加入能显著改善疼痛和瘙痒症状[14]。这也可能与作者随访时间较短(仅1个月)有关。

另外，考虑到间充质干细胞(Mesenchymal stem cells，MSCs)具有改变成纤维细胞骨架，抑制增生性瘢痕形成等作用，有学者通过体外实验和动物模型对比研究间充质干细胞条件培养液或BTXA单独给药以及二者联合给药方案对增生型瘢痕的治疗作用[15]，结果显示：联合方案可降低增生性瘢痕中成纤维细胞Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原和α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的mRNA和蛋白水平，降低成纤维细胞增殖活性，增加细胞凋亡，显著改善胶原纤维的排列，减少胶原沉积，抑制成纤维细胞的收缩能力，对瘢痕的治疗产生积极作用。这一结果为BTXA防治病理性瘢痕提供了新的思路。

4 BTXA防治病理性瘢痕的可能机制

BTXA在病理性瘢痕的预防与治疗方面取得了一定的效果，但其具体作用机制尚未完全阐明，就目前研究来看，主要涉及如下几个方面：

4.1 减小切口张力 切口边缘张力大小是决定瘢痕最终外观的主要因素，当切口垂直于人体皮肤张力线时，皮下肌肉收缩对切口产生持续的机械牵拉作用，使得切口两侧张力则明显增大，最终导致瘢痕的发生率升高，瘢痕宽度变宽。我们已经知道BTXA可抑制乙酰胆碱释放，引起肌肉暂时性松弛麻痹。在瘢痕形成过程中，切口周围张力的持续作用可刺激炎性反应、增加成纤维细胞的迁移并抑制其凋亡，最终导致增生性瘢痕的形成。但当BTXA作用于切口周围后，切口周围张力降低，进而直接或间接地抑制组织纤维化和严重瘢痕形成[16]。基于此机制，众多学者将BTXA应用于切口或伤口内以预防瘢痕形成，均取得了良好的效果[5，8-9]。

4.2 抑制成纤维细胞增殖、分化，促进其凋亡 成纤维细胞是创面修复的主要细胞，当机体受到损伤时，其可迅速活化、增殖、合成胶原以修复创面；同时，当成纤维细胞功能异常时，则可导致病理性瘢痕的出现。体外研究显示，经BTXA作用后的瘢痕组织内可见胶原含量减少，G0～G1期的成纤维细胞数量明显增加，而在G2、S、M期的细胞数量则明显减少[17]。经BTXA作用后的瘢痕组织内可见胶原含量减少，G0～G1期的成纤维细胞数量明显增加，而在G2、S、M期的细胞数量则明显减少；部分研究亦显示，与对照组相比，经BTXA处理后的成纤维细胞活力降低、数量明显减少；电镜下观察BTXA处理后的成纤维细胞，见部分细胞的胞膜皱缩、胞核固缩坏死并呈凋亡状态；并且BTXA对成纤维细胞周期的改变还随着BTXA浓度的升高和作用时间的延长而进一步增强[18-19]。总的来看，BTXA可抑制成纤维细胞的增殖，促进其凋亡，减少胶原合成，从而起到防治瘢痕的作用。

4.3 减少细胞外胶原含量 胶原是细胞外基质的主要组成成分，参与构成真皮结构骨架，为皮肤或瘢痕组织提供张力的作用。在病理性瘢痕中，Ⅲ型胶原的含量以及Ⅲ型与Ⅰ型胶原的比例明显增高。在以增生性瘢痕为作用对象的研究中，BTXA可显著减少Ⅰ型和Ⅲ型胶原合成，但仅对I型胶原有显著影响。而在瘢痕疙瘩的研究中，Ⅰ型胶原转录则保持不变，Ⅲ型胶原转录降低[20-21]。Hao等[17]进行的体外实验显示，BTXA处理后，瘢痕疙瘩成纤维细胞TGF-β1和MMP-9蛋白的表达随BTXA剂量的增加而逐渐下降，而MMP-1和MMP-2则表达增强；由此推测BTXA通过抑制TGF-β1的表达，促进瘢痕疙瘩中MMP-1、MMP-2的表达及细胞外基质的降解，促进瘢痕愈合。综上来看，BTXA对瘢痕胶原含量的影响可能与增生性瘢痕和瘢痕疙瘩自身胶原种类与降解的比例等有关，而其中具体机制目前尚未明确。

4.4 抑制α-平滑肌肌动蛋白与肌球蛋白Ⅱ的表达 α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin，α-SMA)表达增强是成纤维细胞向肌成纤维转化的重要特点，并且α-SMA含量越多，肌成纤维细胞的收缩能力越强；肌球蛋白Ⅱ则是构成细胞骨架微丝的主要成分，参与细胞的变形、黏附和收缩等过程。在瘢痕修复过程中，机体通过调节局部因子如TGF-β1的含量，进一步诱导α-SMA与肌球蛋白Ⅱ的表达，从而引起伤口收缩；这种收缩作用的持续过度存在是导致瘢痕挛缩的重要原因[22]。一项研究显示，BTXA处理后的瘢痕内，α-SMA与肌球蛋白Ⅱ较对照组明显减少，并且这种抑制作用与BTXA的浓度成正相关[19]。这在一定程度上解释了BTXA对防治瘢痕挛缩的分子机制，但其中具体调节机制，以及BTXA的适宜浓度范围尚有待进一步探索。

4.5 减少P物质、降钙素基因相关肽在创面愈合过程中的释放 BTXA不仅可改善瘢痕外观，而且可有效改善瘢痕顽固性痛痒症状。SP和降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide，CGRP)是来自周围感觉神经末梢的感觉神经肽，不仅可传递痛感觉，还可刺激内皮细胞、动脉平滑肌细胞和皮肤成纤维细胞增殖；同时，SP还可与血小板、肥大细胞上的神经激肽受体结合，引起5-HT、组胺的释放，从而刺激相邻神经末梢，引起痛痒感觉[23]。血浆酶免疫分析显示，增生型瘢痕患者真皮内CGRP、SP的基础水平显著升高，并且患者痒痛感觉与二者的含量具有显著相关性[5]。另外在动物模型实验中发现，予以BTXA注射的瘢痕组织内，SP、CGRP、TGF-β1等含量减少。综合相关研究提示BTXA可通过减少上述神经肽的含量，从而起到缓解患者痒痛症状的作用。

5 结 语

综合大量动物实验与临床研究表明，BTXA对预防瘢痕形成、软化瘢痕组织、改善瘢痕患者顽固性痛痒等方面具有较好的治疗效果。但BTXA防治瘢痕的实际临床应用与具体机制目前尚无统一定论。就基础研究来看，BTXA对成纤维细胞周期调节方式、胶原的合成与降解途径、相关生长因子释放等多个方面的作用，仍有待进一步探究。就临床应用来看，BTXA的应用范围、注射剂量与时间、具体疗效及安全性等方面，亦需要大量的对比研究。随着研究的继续深入，BTXA有望成为瘢痕防治的重要手段之一。