术后放疗在瘢痕疙瘩治疗中的研究进展

洪敏 张帅君 余道江 张舒羽

1 苏州大学医学部放射医学与防护学院，215123；2 核工业四一六医院核医学科，成都 610051

瘢痕疙瘩是一种以成纤维细胞过量增殖和胶原蛋白过度沉积为特征的真皮纤维化疾病，是继发于皮肤创伤或炎症反应的异常修复[1]。因具有较高的复发率和对治疗的抵抗性，该疾病目前仍是整形外科和皮肤科亟待解决的难题之一。术后放疗是治疗瘢痕疙瘩最安全有效的方法，其利用射线将能量传递给细胞，通过直接和间接作用引起细胞结构和活性改变，从而杀死细胞并降低疾病的复发率。用于治疗瘢痕疙瘩的放疗方式有电子束治疗、X 射线治疗和近距离放疗等。尽管不同放疗方式间疗效的差异可能无统计学意义，但它们各具优缺点[2]。我们就术后放疗在瘢痕疙瘩治疗中的研究进展进行综述。

1 瘢痕疙瘩的临床表现及治疗现状

瘢痕疙瘩常由皮肤损伤（如手术、烧伤、耳穿刺、蚊虫叮咬和预防接种等）引起，通常在损伤后数周或数月内迅速发展，呈持续性生长，超出创口边缘并浸润周围正常皮肤组织，颜色偏红、质硬，伴有瘙痒、疼痛和收缩感等症状，可造成患者外观畸形和皮肤功能障碍，严重影响患者的身心健康。目前，临床中治疗瘢痕疙瘩的方法众多，包括皮质激素治疗、硅酮类治疗、5-氟尿嘧啶治疗、激光治疗、压力治疗、手术切除、冷冻治疗和放疗等[1]。但单一治疗方法的疗效均不理想。患者单纯接受手术切除治疗后的复发率高达45%～100%[2]，故应在早期采取以手术治疗为主的综合治疗方案。近年来的文献报道显示，在控制剂量的条件下，放疗可有效预防术后瘢痕疙瘩的复发，且安全性较高，其治疗有效率可达67%～98%[3]。2018 年发布的《中国瘢痕疙瘩临床治疗推荐指南》[4]也推荐将放疗作为预防术后瘢痕疙瘩复发的一线治疗方法。

2 瘢痕疙瘩的发病机制

由于瘢痕疙瘩只发生在人类身上，无合适的动物模型，故在一定程度上限制了人们对其机制的了解。虽然瘢痕疙瘩的发病机制尚未完全明确，但研究者对其相关的遗传因素、炎症因素以及分子信号通路等方面进行了探索。

2.1 遗传因素

大部分研究者认为，瘢痕疙瘩为常染色体显性遗传伴不完全外显，并非简单的孟德尔单基因疾病，而是一种复杂的多基因遗传病[5-6]。Nakashima 等[5]通过在日本人群中进行全基因组关联分析发现，瘢痕疙瘩的发生与3 个染色体区域（1q41、3q22.3-23和15q21.3）的4 个单核苷酸多态性位点（rs873549、rs1511412、rs940187 和rs8032158）有显著相关性。Dmytrzak 等[6]通过对以上4 个单核苷酸多态性位点进行详细研究发现，与亚洲人群相比，具有欧洲血统的患者只有位于15q21.3 染色体区域的rs8032158位点与瘢痕疙瘩的易感性相关。了解遗传学如何影响瘢痕疙瘩的发病机制有助于进一步阐明基因组如何影响瘢痕疙瘩的发生和发展，这将为临床医师提供新的诊疗途径。

2.2 炎症因素

适当的炎症反应是正常创面愈合机制的重要组成部分，但此过程的持续进行则会导致瘢痕疙瘩的形成。研究结果表明，大多数瘢痕疙瘩组织中含有大量的炎性细胞，包括巨噬细胞、中性粒细胞、肥大细胞以及淋巴细胞等，免疫细胞因子和生长因子的持续释放会导致成纤维细胞的持续增殖以及细胞外基质的沉积[7]。Fujita 等[8]发现，无论是在基因水平上还是在蛋白水平上，神经前体细胞表达发育下调基因4 转录本变异体3（NEDD4 TV3）在瘢痕疙瘩组织中均高表达，且其能够通过与适配器蛋白相互作用，共同激活核因子κB，从而导致炎症反应的发生，这提示该转录本变异体可能是瘢痕疙瘩潜在的诊断标志物和治疗靶点。

2.3 分子信号通路

2.3.1 转化生长因子β（transforming growth factor-β，TGF-β）通路

TGF-β 定位于19q13.1 染色体区域，其可通过与受体结合激活Smad 通路，从而实现多种生物学功能。具体过程为TGF-β 与Ⅱ型受体结合，招募并磷酸化TGF-βⅠ型受体，Ⅰ型受体磷酸化Smad2和Smad3，两者与Smad4 结合形成Smad2/3/4 复合物，然后转位进入细胞核内，参与靶基因（特别是瘢痕疙瘩细胞增殖相关基因）的调控[9]。TGF-β 通路是已知的与瘢痕疙瘩关系最密切且最具代表性的分子信号通路。有研究者发现，在同样的缺氧条件下，瘢痕疙瘩组织中缺氧诱导因子1 的表达水平明显高于正常皮肤组织，其可同时激活TGF-β/Smad通路以及toll 样受体4（TLR4）/髓样分化因子88（MyD88）/核因子κB 通路，这两条通路相互作用能够共同促进瘢痕疙瘩的形成[10]。与此同时，缺氧后TGF-β1/Smad3 信号通路的激活还能够促进真皮成纤维细胞向肌成纤维细胞转化，进一步导致胶原蛋白的合成[11]。TGF-β/Smad 信号通路在瘢痕疙瘩的发病机制中至关重要，靶向该通路信号分子的免疫治疗具有较好的发展前景。

2.3.2 丝 裂 原 活 化 蛋 白 激 酶（mitogen activated protein kinase，MAPK）通路

MAPK 是一种细胞内的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶。MAPK 通路存在于大多数细胞中，其由细胞外信号调节激酶、c-Jun 氨基末端激酶和p38 蛋白组成，主要作用是将信号从细胞表面传递至细胞核，介导细胞发生一系列反应，从而参与细胞生物学功能的调控。最近，有研究结果表明，多配体聚糖1 在瘢痕疙瘩组织中显著过表达，其可通过调控TGF-β1/Smad 通路和MAPK 通路影响瘢痕疙瘩细胞的增殖和细胞外基质的沉积[12]。激活的MAPK通路还能磷酸化Smad2 和Smad3，从而增强瘢痕疙瘩细胞的侵袭性[13]。由此可见，MAPK 通路能够通过介导TGF-β1/Smad 通路发挥作用，但两者间的相互作用十分复杂且具有细胞特异性，故其机制仍未完全明确。

2.3.3 哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mammalian target of rapamycin，mTOR）通路

mTOR 是一种丝氨酸/苏氨酸激酶，可参与调节细胞的基本生物学功能。研究结果表明，过度活化的mTOR 是瘢痕疙瘩潜在的治疗靶点[14]。mTOR的活化形式在瘢痕疙瘩中过表达，但在正常的皮肤组织中不表达，特异性阻断mTOR 通路可抑制瘢痕疙瘩细胞中胶原合成基因的表达，mTOR 抑制剂在体外培养的瘢痕疙瘩细胞中也表现出很强的抗纤维化活性。Chen 等[15]发现，mTOR 复合物1 和mTOR 复合物2 在瘢痕疙瘩角质形成细胞中过度活化，而mTOR 抑制剂OSI-027 能够明显抑制瘢痕疙瘩角质形成细胞的增殖和迁移。

除以上通路外，亦有Wnt 和整合素等通路在瘢痕疙瘩的形成过程中发挥重要作用，尽管其作用机制尚未明确，但可以肯定的是，瘢痕疙瘩的形成受多条通路的复杂调控。可针对通路间的连接区域进一步寻找潜在的治疗靶点并开发药物，从而为有效预防和治疗瘢痕疙瘩提供新的策略。

3 瘢痕疙瘩的放疗方式

术后放疗是目前临床中治疗瘢痕疙瘩最有效的方法，其可通过诱导生物体发生电离反应生成自由基，从而引起体内分子、代谢和基因等多方面发生变化。术后切口以幼稚成纤维细胞和不稳定的胶原纤维为主要成分，对射线较为敏感，通过电离作用使其受到损伤，可导致细胞的迁移、增殖和合成分泌功能发生障碍，从而影响切口愈合和胶原合成，进而抑制瘢痕疙瘩复发。临床中用于治疗瘢痕疙瘩的放疗方式有电子束治疗、X 射线治疗以及近距离放疗等。

3.1 电子束治疗

电子束治疗的照射剂量稳定、可控且安全性高，已广泛应用于瘢痕疙瘩的治疗。电子束治疗可通过线性加速器将能量传递至瘢痕疙瘩2～6 cm 深的部位，相比于X 射线，更窄且更集中的辐射覆盖面更适合治疗瘢痕疙瘩等局部浅表性病变，其在处理表面疤痕的同时，不会对深层组织造成严重损伤。电子束治疗瘢痕疙瘩采用的能量为4～6 MeV，瘢痕疙瘩经手术切除后行电子束治疗能明显降低复发率，其效果与所采用的治疗方案以及瘢痕疙瘩发生的部位密切相关[16]。Ogawa 等[17]提出，电子束能够有效治疗瘢痕疙瘩，对于术后耳垂部位的瘢痕疙瘩，其放疗总剂量为10 Gy，在2 d 内分2 次完成，局部复发率为5.7%；对于术后胸部、肩背部和耻骨上区等部位的瘢痕疙瘩，其放疗总剂量为20 Gy，在4 d 内分4 次完成，局部复发率为14.3%～20%；对于术后其他部位的瘢痕疙瘩，其放疗总剂量为15 Gy，在3 d 内分3 次完成，局部复发率为16.7%。Wang 等[18]对58 例21～76 岁的患者在手术切除瘢痕疙瘩4 h 内进行了电子束治疗，对于耳垂和颈部的瘢痕疙瘩，治疗方案为总剂量12 Gy，分4 次完成；对于其他部位的瘢痕疙瘩，治疗方案为总剂量16 Gy，分4 次完成；追踪随访22 个月，所有患者均恢复良好，复发率为8.6%。因此，放疗剂量的选择取决于瘢痕疙瘩的位置，相比位于低张力区（颈部和耳廓）的瘢痕疙瘩，位于高张力区（胸部、肩胛区和耻骨上区）的瘢痕疙瘩可能需要更高的剂量。此外，电子束治疗因辐射覆盖面更窄而被认为是比X 射线治疗更合适的治疗扁平和块状瘢痕疙瘩的方法。

3.2 X 射线治疗

自20 世纪60 年代起，X 射线已广泛应用于瘢痕疙瘩和增生性瘢痕的治疗。X 射线可由电子激发装置产生，通常向病变部位传递浅层低剂量辐射。Son 等[19]对15 例患者不同部位的20 个瘢痕疙瘩进行了单剂量8 Gy，50 kV 的X 射线治疗并追踪随访6 个月，结果显示，瘢痕疙瘩的复发率为6.25%。相较于其他放疗方式，X 射线的治疗时间较短且所需剂量较低，故能够明显降低急性皮肤并发症的发生率。然而，关于X 射线治疗瘢痕疙瘩的研究也存在一些不足，如因X 射线的穿透力更强，其对周围正常组织的损伤较大；缺乏严格的放疗方案、组织病理学结果证实、瘢痕评估标准以及明确的并发症讨论；随访时间不足，仅通过复发率评估疗效，导致统计结果存在偏差等。在过去的几十年里，随着放疗技术水平的提高，术后放疗方案有了很大改进，X 射线治疗逐渐被取代，目前已很少用于瘢痕疙瘩的治疗。

3.3 近距离放疗

近距离放疗对经手术切除的瘢痕疙瘩也有较好的疗效，此疗法可将放射源置于靶区或靠近靶区的部位，从而对病灶组织进行更集中的放疗，且更好地保留正常组织[20]。近距离放疗可分为间质型近距离放疗和表面型近距离放疗。

间质型近距离放疗使用中空导管在瘢痕疙瘩切除后插入伤口并闭合，放射源通过该装置将辐射能量传递至患者的皮肤表面。间质型近距离放疗根据剂量的差异可分为低剂量率和高剂量率两种模式。低剂量率近距离放疗使用低剂量放射源，患者需要在铅室中治疗20～72 h，虽然其可有效治疗瘢痕疙瘩，但由于操作不便，现已被高剂量率近距离放疗取代。高剂量率近距离放疗使用高剂量放射源，可通过导管在短时间（＜10 min）内给药，适用于门诊治疗。在一项对24 例患者共计32 个瘢痕疙瘩的研究中，患者接受瘢痕疙瘩切除手术并行3 次192Ir 短程治疗，剂量为6 Gy，治疗深度为5 mm，平均随访时间为29.4 个月，结果表明，其局部控制率为94%[21]。虽然高剂量率近距离放疗具有很强的适用性，但其存在导管易脱落的缺点，这促使了表面型近距离放疗的出现。

表面型近距离放疗是将放射性核素（一般使用β 射线发射体如32P、90Sr 或90Y）均匀吸附于滤纸或银箔上，按病变的形状和大小制成专用的敷贴器，并将其紧贴于病变表面来对浅表病变进行外照射治疗的方式。Wagner 等[22]对139 例患者的166 个瘢痕疙瘩行手术切除和90Sr-90Y 一体化表面敷贴器治疗，患者于术后48 h 内接受表面型近距离放疗，中位总剂量为14（7.5～28.5） Gy，结果表明，复发率为80%，且不同患病部位的复发率不同，面部和颈部的复发率最低（2%），胸部的复发率最高（49%）。表面型近距离放疗具有无创伤、操作简便、不良反应少、价格低以及敷贴器形状可变性强等优点，因此已广泛应用于瘢痕疙瘩的治疗。

3.4 重离子治疗

近年来，重离子治疗已应用于难治性肿瘤和抗放射性肿瘤的临床治疗中，但其在瘢痕疙瘩术后治疗中的应用却少有报道。Chen 等[23]首次对瘢痕疙瘩术后行碳离子治疗进行了研究报道，16 例患者在术后接受总剂量为16 Gy、分8 次完成的碳离子治疗，平均随访29.7 个月，结果显示，其治愈率高达95%，且患者均无并发症。重离子治疗可获得理想的剂量分布和生物学效应，通过精准给予肿瘤部位足够的剂量，可破坏肿瘤细胞的DNA 双链，细胞杀伤效果明显，并可大幅减少对正常组织和危及器官的损伤，其有效性和安全性很高。因此，重离子治疗或可成为一种潜在的临床治疗瘢痕疙瘩的方式。

4 放疗的作用机制

术后行放疗治疗瘢痕疙瘩能显著降低其复发率。目前，关于电离辐射影响瘢痕疙瘩细胞的机制，国内外研究者提供了多种理论基础。Tosa 等[24]将从5 例患者的瘢痕疙瘩中分离出的原代成纤维细胞置于15 Gy 的电子线下照射，15 min 后将其与未经照射的原代成纤维细胞和正常成纤维细胞进行比较，结果显示，经照射后，瘢痕疙瘩成纤维细胞的28 个基因的表达上调，占基因总数的29.2%，包括重组人热休克蛋白β2（HSPB2）、细胞色素C1（CYC1）、DNA 损伤结合蛋白（DDB2）以及含天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶2 和受体相互作用蛋白激酶1 域死亡域衔接蛋白（CRADD）的编码基因等；同时，68个基因的表达下调，占基因总数的70.8%，包括正丝氨酸蛋白酶抑制剂E2（SERPINE2）和白细胞介素6（interleukin-6，IL-6）的编码基因等。其中，多个下调的基因参与了细胞增殖的调控和细胞外基质的产生，而一些上调的基因则参与了细胞凋亡的调控和细胞外基质的降解。他们还在瘢痕疙瘩成纤维细胞中发现了IL-6及其特异性受体（IL-6Rα）的共表达，这表明在这些细胞中存在IL-6 自分泌环路，电离辐射可通过调节IL-6 途径进一步阻碍瘢痕疙瘩的形成。Ji 等[25]发现，放疗可使瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖和凋亡失调，与正常成纤维细胞相比，辐射可抑制瘢痕疙瘩成纤维细胞的增殖，且经照射后处于G0/G1 期的瘢痕疙瘩细胞比例升高，细胞出现G1 期阻滞；同时，经4 Gy X 射线照射72 h 后，细胞衰老特异性β 半乳糖苷酶的阳性率上升，瘢痕疙瘩细胞呈衰老表型且胶原产生能力降低，从而抑制疾病的复发。Li 等[26]发现，miR-21 在瘢痕疙瘩组织中的表达水平明显升高，经15 Gy 电子线照射后，其表达水平下降。Smad7 作为miR-21 的直接靶标，可通过调控p38 蛋白的磷酸化影响Ⅰ型胶原蛋白的合成，而这一过程受到电子束照射的影响，因此，电子束照射可通过miR-21/Smad7 进一步激活p38 蛋白来减少Ⅰ型胶原蛋白的产生，该研究首次探讨了电子束照射对miRNA 的影响，为发现放疗治疗瘢痕疙瘩的分子机制提供了一种新的思路。Yan 等[27]的研究结果表明，电离辐射能够通过降低miR-21-5p 的表达水平抑制瘢痕疙瘩细胞的自噬并促进其凋亡，而miR-21-5p 可通过人第10 号染色体缺失的磷酸酶及张力蛋白同源物（PTEN）和磷酸化蛋白激酶B（p-AKT）信号通路调节该过程，从而防止瘢痕疙瘩的局部侵袭和复发。

5 疗效的影响因素

正常情况下，成纤维细胞的倍增时间是43.5 h，而瘢痕疙瘩细胞的倍增时间缩短至29.5 h。快速增殖的细胞对射线较为敏感[28]，因此，行放疗应越早越好，及时有效的治疗可以取得较好的临床效果，且安全性高，临床研究结果表明，术后24 h 内行放疗的效果最好[29]。

除了放疗时机的选择外，剂量及模式的选择对最终治疗效果也至关重要。剂量过高可能损伤靶区周围的正常组织，造成严重的不良反应；剂量过低可能达不到最佳治疗效果。分割治疗可以使正常皮肤细胞得以恢复，瘢痕疙瘩细胞则由耐辐射阶段过渡到辐射敏感期。目前，有两种分割治疗模式被广泛推荐。（1）多次分割模式：总剂量为17.5～20.0 Gy，分4 或5 次完成，每日1 次；（2）少次分割模式：总剂量为18 Gy，分2 次完成，每次间隔1 周。前者为传统的瘢痕疙瘩术后放疗模式，其安全性和有效性已被证实；但有研究者认为，后者的治疗效果更佳，可尝试应用于难治性和高复发率的瘢痕疙瘩术后复发的预防[30]。目前，预防术后瘢痕疙瘩复发的合适放射剂量尚无定论，仍需权衡治疗的有效性和潜在的不良反应风险进行选择。

6 放疗的安全性及所致的不良反应

放疗作为一种局部控制的治疗方式，诱发恶性肿瘤的可能性一直受到广泛关注。在1990 年之前的X 射线时代，有报道称X 射线治疗具有零致癌率[31]，这为其潜在的应用提供了支持性证据。在Preston 等[32]的一项研究中，18～64 岁的人群全身暴露于1 Gy 的照射剂量下，1 万人中有670 人（6.7%）发生了皮肤癌，皮肤癌的总病死率为1/500，故暴露于1 Gy 全身照射下而死于皮肤癌的概率为1/7500（0.0134%）。基于这种概率，Ogawa等[33]采用的耳垂瘢痕疙瘩术后放疗方案会导致患者全身约0.05%的皮肤受到8 Gy 的照射剂量，因此，在近4000 例接受该方案治疗的患者中，预计有1 例发展为皮肤癌（发病率为0.0268%），而这种继发性癌变的病死率仅为1/2 000 000（0.000 055%）。

在瘢痕疙瘩的治疗中，放疗除了具有诱发癌变的可能性，也可能引起相关的并发症，根据症状出现的时间差异可分为早期并发症和晚期并发症。早期并发症包括红斑、脱屑以及短暂的色素沉着等，这类不良反应几乎在所有患者治疗后的7～10 d 内可见[34]；晚期并发症是在治疗后几周观察到的症状，包括永久性色素沉着、毛细血管扩张、皮下纤维化以及慢性创伤等，放疗后发生并发症的风险与照射剂量呈正相关[35]。在临床中，一般会在放疗后使用润肤剂或类固醇软膏，或在保持总剂量不变的情况下减少分次剂量以及延长时间间隔来减少并发症的发生。综上所述，与患者解释放疗的安全性和所致的不良反应，并征得其知情同意，该风险在临床上可控且可接受。

7 小结与展望

目前，国内外虽对术后放疗治疗瘢痕疙瘩的研究众多，但尚未统一量化评估标准，不同的研究可能采用了不同的标准，这对结果的比较造成了一定困难。迄今为止，瘢痕疙瘩是人类特有的疾病，缺少相关的动物模型，这在一定程度上阻碍了预防与治疗瘢痕疙瘩相关研究的进展。因此，需要研究者从分子生物学角度揭示瘢痕疙瘩对电离辐射的响应机制，进而寻找相关的靶基因，增强瘢痕疙瘩细胞对辐射的敏感性，从而在根本上解决其复发率高的难题。重离子治疗因具有独特的优越性，或可成为一种潜在的治疗方式。此外，短半衰期的α 核素由于可以增强生物学效应而可能具有更好的疗效。随着相关研究的不断深入，研究者和临床医师对瘢痕疙瘩的认知水平会不断提高，相信更多高效、便捷的治疗方法将会应用于临床。

利益冲突本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，不涉及任何利益冲突。

作者贡献声明洪敏、张帅君负责综述的撰写；余道江、张舒羽负责综述的修订与审阅。