病理性瘢痕相关炎性因素的研究

刘琪琪，韩玉丽，辛 燕

(1.内蒙古医科大学，内蒙古 呼和浩特 010110；2.内蒙古医科大学第三临床医学院皮肤性病科，内蒙古 包头 014010；3.深圳市宝安区福永人民医院皮肤性病科，广东 深圳 518103)

病理性瘢痕（pathological scars）是由皮肤损伤或刺激引起的，包括创伤、昆虫叮咬、烧伤、手术、疫苗接种、皮肤刺穿、痤疮、毛囊炎、水痘和带状疱疹感染等[1]。每年数以百万计的外伤病例会出现病理性瘢痕，严重的出现毁容和/或功能障碍，这些瘢痕患者通常会伴有局部瘙痒、疼痛、活动受限以及其他身体和社会心理问题。病理性瘢痕可能会在外观上、功能上以及心理上给患者带来沉重的负担。由于病理性瘢痕发病机理不明，现有药物治疗效果差，使人们更加关注病理性瘢痕形成的生物学机制。虽然病理性瘢痕发病机理不明，但其病理特征表现有炎性细胞增殖、成纤维细胞（fibroblasts，FB）数量增加、新生血管和胶原蛋白沉积[1]，而炎性因素参与病理性瘢痕病理特征的形成，这些炎性因素包括相关的炎性介质和炎症细胞等，本文就影响病理性瘢痕病理过程的炎性介质和炎症细胞的研究作一综述。

1 炎性介质

1.1 环氧合酶 环氧合酶（cyclooxygenase，COX）是位于内质网和核膜腔侧的环氧合酶家族，是催化花生四烯酸合成前列腺素的限速酶。COX 具有环氧合酶和过氧化酶两种酶效应，主要有两种亚型COX-1 和COX-2。COX-1 是结构酶，几乎在所有的正常组织中表达，其提供用于稳态调节的PG 前体，也参与炎症反应。COX-2 是一种诱导酶，是一种重要的炎性介质，只有在组织损伤、炎症等的作用下，才迅速合成或表达，参与炎症、纤维化及肿瘤等的发生和发展，可通过诱导血管生成而促进瘢痕增生[2]。Abdou AG 等[3]研究发现，以增生性瘢痕（hypertrophic scar，HS）和瘢痕疙瘩（keloid，KL）为代表的病理性瘢痕中COX-1 表达显著上调，证明COX-1 在病理性瘢痕形成中可能发挥了积极作用。COX-2 在瘢痕形成中具有功能性活性，因其在正常或病理性的瘢痕中均表达，但COX-2 在病理性瘢痕中表达的强度更高。Zhou J 等[4]研究认为，COX-2 在人HS 组织中表达增加，同时沉默转化生长因子-β1（TGF-β1）和COX-2可激活成纤维细胞凋亡，进而减少人皮肤HS 的形成。Abdou AG 等[3]研究认为，COX-1 和COX-2 在病理性瘢痕组织中平行表达，这提示其可能彼此增强。同样，Rossiello L 等[5]研究表明，与正常皮肤相比，COX-1 在HS 组织中表达显著增高，与HS 组织和正常皮肤相比，COX-2 在KL 组织真皮和表皮中过度表达。总之，HS 和KL 之间COX-2 表达的显著差异可能指向这两种疾病存在不同的发病机理。

1.2 肿瘤坏死因子 肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）包括TNF-α 和TNF-β，前者主要由活化的单核巨噬细胞产生，后者主要由活化的T 细胞产生。TNF-α 具有多种生物学活性，可促使血管扩张、白细胞趋化，从而使组织与血液中的吞噬细胞增多，释放内毒素，进而加重炎症反应，TNF-α 的分泌量与炎症程度正相关。TNF-α 除了可以活化巨噬细胞，也可以与多种细胞因子（如IL-1、IL-6、IL-8 等）相互作用，从而参与多种免疫反应[6]。Yang JH 等[7]研究表明，HS 组织中TNF-α 和IL-4 的mRNA 水平升高，表明TNF-ɑ 可能参与瘢痕的形成。Chen L 等[8]研究了伤口愈合和HS 形成过程中细胞因子TNF-ɑ、IL-6 和TGF-β1的动态变化，结果发现在受伤后0～2 d，TNF-α 和IL-6 的mRNA 水平升高，而在受伤后2～7 d 下降，且伤口和HS 组织中的IL-6 比正常皮肤高3～300 倍。Grellner W 等[9]研究证实，与对照组皮肤相比，伤口中的TNF-α 和IL-6 分别增加了8.5倍和11 倍，这些细胞因子从受伤后几秒或几分钟开始直到24 h 前持续增加，24 h 后开始减少。总之，采用TNF-α 治疗的瘢痕皮肤中FB 数量减少，且TNF-α 可抑制FB 产生的平滑肌肌动蛋白表达，提示其可能具有双相或组合的效应。

1.3 白细胞介素 白细胞介素（interleukin，IL）由白细胞产生又在白细胞间发挥调节作用，故命名为白细胞介素。其中有很多种IL 参与了炎症反应过程，如IL-1 可诱导炎症细胞黏连游走，促进炎症反应，刺激HS 中FB 合成胶原，更重要的是影响ECM 降解，引起间质纤维化。IL-4 可趋化炎症细胞积聚，促进炎症反应；拮抗INF-γ 和IL-12 的作用；直接促进HS 中FB 增生、胶原基因表达和胶原合成增加。IL-6 为炎症促进因子，主要由巨噬细胞、单核细胞、活化T 淋巴细胞及FB 产生，可刺激炎症细胞聚集。IL-8 可活化中性粒细胞，引起炎症反应，刺激HS 中FB 增殖、胶原合成和ECM 沉积。IL-10 可抑制IL-6、IL-8 等促炎因子合成，减轻炎症反应，减少胶原产生。IL-13 可促进HS 中FB 合成胶原和纤维连接蛋白等。

研究表明[10]，KL 组织中IL-1β、IL-6 和TNF-α等促炎因子的表达上调。IL-4 是强纤维化介质，HS和其他纤维化组织中均发现IL-4 水平升高[11]。IL-4作用于Th2 细胞，刺激FB 产生胶原蛋白和纤连蛋白，而IL-13 与IL-4 以相同的方式影响免疫细胞，因为它们共享相同的信号传导途径。在皮肤伤口愈合中，IL-4 和IL-13 促进成纤维细胞趋化和增殖、肌成纤维细胞分化以及胶原蛋白和ECM 大分子的生成[12]。然而，目前尚不了解IL-13 在HS 发病机理中的作用。此外，IL-6 的过度表达可能通过促进角质形成细胞、肌成纤维细胞和FB 的增殖而导致瘢痕形成。研究显示[13]，IL-6 表达的增加可促进皮肤瘢痕形成，进而推测其与瘢痕的形成有一定的关系。郭果香等[14]通过对人KL 中FB 的研究表明，IL-6 与KL 的形成有密切的关系。Jundi K 等[15]研究发现，KL和HS 组织中HIF-1α、IL-6、IL-8、hs-CRP 等促炎细胞因子mRNA 表达含量显著高于正常皮肤组。IL-10 能够抑制巨噬细胞合成多种促炎性细胞因子，包括IFN-γ、IL-1 和TNF-α 等，从而限制了免疫反应和炎症反应。IL-10 的内在缺乏可能导致炎性细胞因子持续扩增、FB 持续增殖以及胶原蛋白沉积异常。Xie F 等[16]研究认为，IL-10 修饰的骨髓间充质干细胞可阻止兔耳HS 的形成，并认为IL-10 修饰的骨髓间充质干细胞可通过JNK/NF-κB 途径抑制炎症。综上所述，许多白细胞介素参与病理性瘢痕的形成过程，对这些细胞因子的表达进行调控有望对病理性瘢痕的预防和治疗产生积极作用。

1.4 干扰素 干扰素（interferon，IFN）是具有抗增殖活性的细胞因子家族，它们在各种纤维化疾病中发挥调控作用。目前已发现10 余种属于干扰素家族的细胞因子。IFN-c 上调表皮细胞中的促凋亡基因p53，从而减少I 型胶原mRNA 的表达，导致修复过程的终止[17]。IFN-α2b 通过使胶原、糖胺聚糖和胶原酶合成和活性正常化来实现其抗纤维化特性[18]。Yang Z 等[19]实验表明，在兔耳HS 模型与人HS 中使用IFN-α 治疗均表现出抑制瘢痕的作用。Wang J 等[20]研究显示，烧伤后HS 中FB 增加，而IFN-α2b 治疗后烧伤患者瘢痕组织中FB 数量和外周血单核细胞分化均减少了。Yang L 等[21]通过观察HS 中FB 的培养，结果发现IFN-α2b 和IFN-γ 均会降低胶原mRNA 的表达，提示IFN-α2b 通过下调细胞骨架肌动蛋白β 和肌动蛋白γ 亚型来降低FB 胶原蛋白收缩的速度和程度，并减少伤口收缩。

2 炎症细胞

2.1 巨噬细胞 巨噬细胞是启动炎症反应，并导致炎症蔓延的重要细胞。伤口愈合在病理上包括炎症期、增生期和重塑期。当炎症期延长时，可形成HS[22]。巨噬细胞在炎症期过渡到增生期期间发挥着关键作用，它可以调控并延缓伤口的愈合过程，最终调控瘢痕的形成程度[23]。

Lucas T 等[23]开发了一种小鼠模型，该模型可以在伤口愈合的各个阶段中消耗巨噬细胞，结果发现在炎症反应早期消耗巨噬细胞可最大程度地减少瘢痕的形成。此外，Zhu Z 等[24]在裸鼠HS 模型的实验中发现，伤口愈合亚急性期消耗巨噬细胞，伤口愈合良好，瘢痕形成减少。M1 巨噬细胞在早期伤口组织中占主导地位，M2 巨噬细胞在之后的伤口组织和HS 的增生期中占主导地位，且TNF-α 和IL-6 的mRNA 表达与M1 巨噬细胞的密度呈正相关，而M2巨噬细胞与HS 持续时间呈负相关[8]。Lateef Z 等[25]研究发现，烧伤后第7 天巨噬细胞大量流入，M1 型巨噬细胞第14 天达到高峰，后M2 型巨噬细胞在3～4 周达到高峰。Braga TT 等[26]认为，在KL 中聚集的M2 型巨噬细胞与FB 激活、胶原蛋白形成和纤维性疾病相关。消除伤口早期组织中的M1 巨噬细胞，伤口愈合后期以及HS 形成的增殖阶段的M2巨噬细胞，可能是抑制HS 形成和发展的有效方法。由此可见，病理性瘢痕的炎症反应在很大程度上取决于巨噬细胞极化成促炎性M1 还是消炎性M2 巨噬细胞。

2.2 肥大细胞 肥大细胞来源于外周血中的肥大细胞前体，其分布很广。肥大细胞与变应原结合活化后，可通过脱颗粒释放酶类物质和组胺等血管活性胺类物质，同时合成分泌TNF-α、IL-5、IL-13 等细胞因子参与炎症反应。肥大细胞是与皮肤瘢痕和纤维化有关的炎性细胞类型[27]，其不仅可以分泌细胞因子参与炎症反应，还能够通过释放TGF-β1、TNFα 和IL-4 来促进FB 的增殖，表明肥大细胞可通过分泌不同的炎性介质在HS 形成中发挥作用。此外，Wulff BC 等[28]研究表明，组织中肥大细胞数目或肥大细胞活化较低时，瘢痕形成较少，如由于口腔粘膜组织中肥大细胞较少，其伤口比皮肤的伤口更能够达成无创愈合的结果。此外，胎儿皮肤肥大细胞的数量很少，受伤后不会脱颗粒，使其在发育的早期阶段经历了无瘢愈合。相比之下，在年长的胎儿形成的纤维化伤口中含有较多的肥大细胞，这些肥大细胞会在损伤后大量脱颗粒。Chen H 等[29]研究证明，肥大细胞存在于HS 中，其通过激活TGF-β1/Smads信号通路促进HS 成纤维细胞增殖和胶原合成。此外，与野生型小鼠相比，肥大细胞缺陷型小鼠伤口愈合后瘢痕形成较少[28]。因此，改变伤口中肥大细胞数量或活性可在临床中减少瘢痕形成。

2.3 中性粒细胞 中性粒细胞约占外周血白细胞总数的60%～70%。在受伤后几分钟内，嗜中性粒细胞被活化的内皮细胞和肥大细胞表达的C5a、PDGF 和CXCL8 等细胞因子吸引，快速聚集在伤口部位。研究证实[25]，从烧伤后第1 天到第42 天，伤口和瘢痕组织中嗜中性粒细胞分化抗原的免疫荧光染色很明显，在第7 天时染色最深，表明在第1 周时伤口中聚集的中性粒细胞最多，停留在伤口局部的中性粒细胞在2～3 周内转变为巨噬细胞。中性粒细胞除了具有摄取和破坏微生物与颗粒的能力外，还具有产生促炎性细胞因子的能力，如产生IL-1 和TNF-α。Ma L 等[30]研究表明，可通过调节NF-κB/IκB 信号通路抑制炎症，减轻中性粒细胞浸润，进而减少瘢痕形成。曲尼斯特有抗纤维化和抗变态反应的作用，Medina JL 等[31]认为，当曲尼司特以超过5.0×10-5mol/L 的剂量处理细胞时，会抑制中性粒细胞活性，进而抑制KL 形成。

2.4 淋巴细胞 淋巴细胞是慢性炎症病灶中浸润的一种炎症细胞。淋巴细胞在黏附分子和化学趋化因子介导下从血液中渗出并迁移到炎症病灶处。淋巴细胞主要包含T 淋巴细胞和B 淋巴细胞，KL 的表皮及真皮以FB 和淋巴细胞浸润为特征。Jiao H 等[32]研究发现，KL 真皮中存在B 淋巴细胞和T 淋巴细胞，T淋巴细胞浸润在KL 的血管周围。T 淋巴细胞通过分泌细胞因子，如IL-4、IL-5、IL-6、IL-10 和IL-13 来刺激FB 合成胶原而促进纤维化，而B 淋巴细胞可通过局部作用（如抗原呈递、细胞因子释放、T 细胞分化、树突状细胞调节和细胞接触）或通过抗体的远距离作用直接或间接诱导组织纤维化。此外，B 淋巴细胞还可产生直接促进纤维化反应的细胞因子IL-4、IL-6、IL-13 和转化生长因子β1。HS 真皮内有较高水平的CD4T 淋巴细胞浸润，T 淋巴细胞可上调细胞增殖、TGF-β 表达、肌成纤维细胞转化和前胶原Ⅰ、Ⅲ和Ⅴ生成[33]。邵家松等[34]认为，给实验兔饲喂环磷酰胺可减少白细胞和淋巴细胞的数量，从而抑制HS的增殖活性，对早期预防兔耳HS 有重要作用，这提示可通过减少淋巴细胞的数量预防HS。

2.5 单核细胞 单核巨噬细胞系统的激活是慢性炎症形成过程的一个重要组成部分。急性炎症24～48 h 后，单核细胞在黏附分子和化学趋化因子的作用下，从血管中渗出并聚集到炎症灶，在伤口愈合中起重要作用。Wong VW 等[35]研究证明，在将单核细胞趋化蛋白-1 表达分离的鼠类模型中，其炎症反应和纤维化明显减弱。其后续实验使用小分子黏着斑激酶抑制剂（可减弱单核细胞趋化蛋白-1 信号传导）证实了这种机制。Wang CH 等[36]实验证明，烧伤猪瘢痕模型中检测到单核细胞趋化蛋白-1 阳性，并且在烧伤伤口愈合过程中存在TGF-β 的过度生成。抑制单核细胞趋化蛋白-1 的表达可以减少瘢痕形成和挛缩。Liu XJ 等[37]研究发现，苯并吡喃天然产物Xiamenmycin 在机械拉伸诱导的小鼠模型中可以显著减少HS 的形成，该化合物通过减少纤维化灶中的单核细胞和CD4 淋巴细胞来抑制局部炎症，并阻止FB 与单核细胞的粘附。氯沙坦是一种血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂，常用于治疗高血压，Murphy A 等[38]研究发现，其可降低肌成纤维细胞活性，减少单核细胞在大鼠HS 中的浸润，缩小了瘢痕面积。由上可知，单核细胞可能参与病理性瘢痕的形成过程，抑制单核细胞的活性可能对病理性瘢痕的预防和治疗有益。

3 总结

目前病理性瘢痕的发病机制尚未完全阐明，普遍认为其可通过对炎性介质及炎症细胞的调控干预病理性瘢痕的发生发展，如COX、TNF-α、IL、巨噬细胞及淋巴细胞等。本文就病理性瘢痕炎症反应相关的炎性介质和炎症细胞进行总结，以期通过减轻炎症反应来预防或治疗病理性瘢痕，消除传统治疗方法如手术修复、激光疗法以及局部激素注射所带来的易复发、成本高、副作用大等缺点。随着人们对病理性瘢痕相关炎性因素的深入研究，越来越多的药物将通过抑制炎症反应预防或治疗病理性瘢痕。