皮膚創(chuàng)面愈合與瘢痕形成機制
瘢痕研究的主要內(nèi)容之一就是探討清楚瘢痕的形成機制，為
瘢痕防治提供理論依據(jù)和可行方法。有關(guān)此方面的研究最為火熱，目前從組織學(xué)研究、細胞學(xué)研究已深入到分子生物學(xué)研究水平，并已取得較大進展，如已知成纖維細胞、肌成纖維細胞等細胞成分；膠原的代謝與排列失常等基質(zhì)成分；生長因子，基因表達，細胞凋亡，免疫，微循環(huán)等因素均參與了創(chuàng)面愈合與瘢痕的形成和轉(zhuǎn)歸過程。以上諸多因素又以個體的差異，其表達有所不同。當(dāng)人體皮膚遭受外傷或其它原因破壞時，傷口修復(fù)過程同時開始，最終形成皮膚瘢痕。傷口修復(fù)過程中任何階段的異常均可能導(dǎo)致病理性瘢痕的產(chǎn)生。但遺憾的是，到目前為止，瘢痕形成的確切機制尚未完全闡明。
目前有關(guān)創(chuàng)面愈合和瘢痕形成的機制，以皮膚創(chuàng)傷創(chuàng)面愈合和瘢痕形成為例，主要認(rèn)識如下：
1．止血階段 血小板發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。血小板聚集后脫顆粒，釋放和激活一系列有力的生長因子，包括表皮生長因子（EGF）、胰島素樣生長因子-Ⅰ（IGF-Ⅰ）、血小板衍化生長因子（PDGF）和TGF-β等。趨化炎癥細胞如嗜中性粒細胞、巨噬細胞、肥大細胞以及上皮細胞、血管內(nèi)皮細胞、成纖維細胞等向傷口處聚集。血小板也同時產(chǎn)生纖維粘連蛋白，后者作為替代性傷口基質(zhì)，可引導(dǎo)炎癥細胞的游走。炎癥細胞隨后激活肉芽組織的形成。研究表明，血小板功能的紊亂可以增加纖維粘連蛋白和肉芽組織量，引起傷口組織的過度增生，導(dǎo)致傷口的過度愈合。
成纖維細胞表現(xiàn)有高度纖溶酶原激活物活性和低度纖溶酶原激活物抑制物-1活性，可協(xié)同作用于纖溶酶的產(chǎn)生，決定了纖維蛋白的降解。研究表明與正常成纖維細胞相比，瘢痕疙瘩成纖維細胞表現(xiàn)為低水平纖溶酶原激活物和高水平纖溶酶原激活物抑制物-1活性，導(dǎo)致血漿中纖溶酶濃度較低，從而不能有效地溶解纖維蛋白。
TGF-β也可抑制纖維蛋白的溶解，在正常成纖維細胞中可下調(diào)纖溶酶原激活物和上調(diào)纖溶酶原激活物抑制物-1的活性。
2．炎癥階段 損傷激活凝血系統(tǒng)、激肽系統(tǒng)和補體系統(tǒng)，進而導(dǎo)致大量血管活性介質(zhì)和趨化因子的釋放，同時刺激炎癥細胞的游走。嗜中性粒細胞和巨噬細胞對傷口進行清理，并釋放一些生長因子，傷口局部炎癥反應(yīng)增強，局部的促纖維化細胞因子，如PDGF，TGF-β和IGF-Ⅰ的濃度增加，可導(dǎo)致增生性瘢痕和?！『鄹泶竦男纬伞?/span>
?。?span>1）巨噬細胞：巨噬細胞在炎癥反應(yīng)和肉芽生長的過程中起著重要的作用。除了釋放上述的促纖維化細胞因子外，也可以產(chǎn)生白介素（IL）-1α和1β等，后者不僅僅誘導(dǎo)炎癥細胞粘連和游走，更重要在于影響細胞外基質(zhì)的降解。如IL-1刺激基質(zhì)金屬蛋白酶的釋放，與炎癥細胞釋放的干擾素-γ（IFN-γ）和腫瘤壞死因子-α（TNF-α）協(xié)同誘導(dǎo)膠原酶活性。因此傷口中IL-1水平的降低將導(dǎo)致細胞外基質(zhì)堆積和瘢痕形成。
?。?span>2）免疫細胞：表皮的郎格罕氏細胞、角質(zhì)形成細胞、T-淋巴細胞和外周淋巴結(jié)組成一個完整的系統(tǒng)，為皮膚提供了一個獨特的免疫監(jiān)視功能。在增生性瘢痕的表皮和真皮中，郎格罕氏細胞和T-淋巴細胞數(shù)目明顯增多。在增生性瘢痕真皮浸潤的炎癥細胞，均為HLA-DR強陽性，可激活T-淋巴細胞和巨噬細胞。同時，在角質(zhì)形成細胞和成纖維細胞中有HLA-DR的異常表達。在瘢痕成熟過程中彌散分布于瘢痕中的T-淋巴細胞在血管周圍形成不同密度的袖口狀結(jié)構(gòu)，并為巨噬細胞釋放的IL-1、IL-6和TNF所趨化。瘢痕疙瘩患者可檢測到針對成纖維細胞、上皮細胞、內(nèi)皮細胞的來源不同的抗核抗體。
?。?span>3）肥大細胞：瘢痕疙瘩患者與增生性瘢痕患者相比，過敏癥狀發(fā)生頻率更高，此與肥大細胞有關(guān)。肥大細胞散布于真皮膠原纖維束之間，在增生性瘢痕中肥大細胞數(shù)目明顯多于一般瘢痕。
不同種族、性別、年齡患者過度增生瘢痕的發(fā)生率與血清IgE的水平直接相關(guān)。IgE刺激肥大細胞脫顆粒，釋放組胺、肝素、5-羥色胺、酸水解酶、食糜酶和多種生長因子等，大部分參與真皮基質(zhì)的產(chǎn)生。如組胺能夠促進成纖維細胞產(chǎn)生膠原，在瘢痕疙瘩組織中組胺水平增高。
3.肉芽形成階段 在止血和炎癥階段后，成纖維細胞和內(nèi)皮細胞移行到傷口區(qū)域，產(chǎn)生血管豐富的結(jié)締組織，新鮮組織呈現(xiàn)肉芽外觀。與此同時，角質(zhì)形成細胞由傷口邊緣向中心生長，以新的表皮層覆蓋傷口。
?。?span>1）新血管形成：在增生性瘢痕和瘢痕疙瘩中，新生的微血管較正常瘢痕者過度增生。由于內(nèi)皮細胞過度增生，微血管向傷口裸露的表面生長，并且使管腔閉塞。膠原沉積從傷口底部開始，并且在新生微血管的側(cè)支之間聚集。在過度增生的瘢痕組織中，可形成不同形態(tài)和大小的膠原結(jié)節(jié)。在肉芽形成階段的晚期，微血管閉塞，過度增生瘢痕中的氧濃度降低，后者亦有可能是由于組織新陳代謝率過高或傷口區(qū)域的氧彌散度下降所致。結(jié)果，缺氧刺激血管生成，激活巨噬細胞釋放因子，促進成纖維細胞增生和產(chǎn)生膠原。在瘢痕成熟的過程中，微血管逐漸降解、吸收，與膠原結(jié)節(jié)的形成和增大密切相關(guān)。
（2）基質(zhì)產(chǎn)生：傷口由血凝塊轉(zhuǎn)變?yōu)槿庋拷M織過程中，只有基質(zhì)降解和合成之間達到精細平衡，才能完成最理想的傷口愈合。成纖維細胞合成的膠原、纖維粘連蛋白和蛋白聚糖組成了細胞外基質(zhì)。細胞外基質(zhì)的降解是由巨噬細胞、肥大細胞、內(nèi)皮細胞和成纖維細胞釋放的膠原酶和其它蛋白水解酶完成的?；|(zhì)降解不充分或合成過度或兩者同時存在，均可引起增生性瘢痕和瘢痕疙瘩的產(chǎn)生。
?。?span>3）傷口收縮：在瘢痕組織形成的同時，傷口通過收縮減少表面積。成纖維細胞在這一過程中發(fā)揮著重要的作用。在肉芽組織形成過程中它們經(jīng)歷了一系列的表型改變，以不斷調(diào)整它們與細胞外基質(zhì)間的相互作用。首先，它們有遷移表型，原纖維化表型，后者產(chǎn)生了大量Ⅰ型膠原和Ⅲ型膠原以及其它基質(zhì)成分。在傷口愈合最初的9天內(nèi)，它們逐漸地發(fā)展為最終的表型，即肌成纖維細胞。肌成纖維細胞的特點是含有大量的α-平滑肌肌動蛋白微絲束，存在于血管周圍、真皮深層、肉芽組織以及早期的增生性瘢痕。當(dāng)傷口收縮停止以及完全上皮化后，肌成纖維細胞表型將會消失。然而，在增生性瘢痕中，它們持續(xù)存在于膠原結(jié)節(jié)中，是瘢痕收縮最重要的因素。傷口區(qū)域的局部因子影響了它們的表達，其中最重要的TGF-β1，其可誘導(dǎo)α-平滑肌肌動蛋白的表達，并且引起纖維基質(zhì)凝膠的收縮。此外，其還刺激血小板衍生因子自分泌，參與到成纖維細胞活化和傷口收縮。
（4）再上皮化：如果創(chuàng)面完成再上皮化的時間超過3周，瘢痕增生極可能發(fā)生。與正常皮膚相比，除真皮厚度增加外，增生性瘢痕和瘢痕疙瘩的表皮厚度也增加，而且缺乏表皮突，兩者的角質(zhì)形成細胞均有HLA-2和細胞間粘附分子-1（ICAM-1）的表達，而正常瘢痕角質(zhì)形成細胞未見表達，這也是免疫因素參與形成病理性瘢痕的依據(jù)。這種表達與真皮單核細胞浸潤的密度密切相關(guān)，同時增加角質(zhì)形成細胞向T-淋巴細胞的抗原呈遞活性。角質(zhì)形成細胞是生長因子的重要來源，后者大部分參與傷口區(qū)的免疫過程，部分在肉芽組織形成和瘢痕重塑過程中發(fā)揮重要作用，但是確切作用機制還不是很清楚。
4．重塑階段 在早期細胞外傷口基質(zhì)沉積后，通過細胞凋亡和成熟過程，基質(zhì)中的膠原骨架和蛋白聚糖填充物開始重塑，以獲得瘢痕張力。
?。?span>1）透明質(zhì)酸：透明質(zhì)酸是細胞外填充物的一部分，也是早期肉芽組織的主要組成部分。它促進細胞在細胞外基質(zhì)中活動和分裂。創(chuàng)傷早期透明質(zhì)酸聚集增加，5～10天后下降，以后殘留物相對穩(wěn)定，同時硫酸糖胺聚糖，包括硫酸-4-軟骨素和硫酸皮膚素增加。在過度增生的纖維化組織中，透明質(zhì)酸和蛋白聚糖持續(xù)處于超正常水平狀態(tài)。在增生性瘢痕中透明質(zhì)酸主要存在于真皮乳頭的狹長帶中，而在瘢痕疙瘩中透明質(zhì)酸主要存在于增厚的表皮顆粒層和棘層中，說明二者生物學(xué)特性有所不同。
?。?span>2）蛋白聚糖：在重塑過程中，透明質(zhì)酸被硫酸蛋白聚糖替代，它們均含有硫酸皮膚素和硫酸軟骨素側(cè)鏈。這些硫酸蛋白聚糖由成熟的瘢痕成纖維細胞產(chǎn)生，決定組織的彈性。蛋白聚糖的分布和它們所在的傷口環(huán)境對修復(fù)過程是非常重要的。例如，核心蛋白聚糖在含玻連蛋白基質(zhì)中時可誘導(dǎo)金屬蛋白酶的表達，可通過附著于Ⅰ型膠原纖維表面，可影響原纖維的形成，而且其分布與TGF-β一致。在增生性瘢痕中硫酸軟骨素水平較高,其主要分布于活躍的增生結(jié)節(jié)內(nèi)，并與膠原增生有關(guān)。此外它還與血管周圍的T-淋巴細胞浸潤有關(guān)。在正常瘢痕中，核心蛋白聚糖在整個真皮中強烈表達,而在過度增生的瘢痕中，缺乏核心蛋白聚糖，而雙糖鏈蛋白聚糖的表達顯著上調(diào)，尤其是在結(jié)節(jié)區(qū)域。
（3）膠原：膠原纖維構(gòu)成真皮結(jié)構(gòu)骨架，給皮膚和瘢痕組織提供張力。傷口早期的張力來源于纖維蛋白、纖維粘連蛋白、膠原、糖胺聚糖以及成纖維細胞之間的相互作用。后期的張力則由新的膠原不斷沉積、重塑，以及通過改變分子間交連方式形成更大的膠原束而逐漸獲得。在傷口修復(fù)的第2至3天，Ⅲ型膠原首先進入傷口；隨后的第6至7天，Ⅰ型膠原進入；而Ⅴ型膠原的增加與組織血管生成并行。Ⅰ型和Ⅲ型膠原總量均增加，然而，Ⅲ型膠原的比例從損傷后一周的60%下降至成熟瘢痕的28%。在增生性瘢痕和瘢痕疙瘩中，Ⅲ型膠原的相對數(shù)量、或Ⅲ型與Ⅰ型膠原比例仍高于正常瘢痕和正常皮膚。
增生性瘢痕中合成的膠原原纖維較瘢痕疙瘩者更纖細，更規(guī)則，原纖維間距離也更寬。與增生性瘢痕不同，瘢痕疙瘩中膠原纖維方向不一致，這可能與瘢痕疙瘩不能引起瘢痕攣縮有關(guān)。與正常瘢痕相比，過度增生的瘢痕中的膠原纖維更易被酸溶解，依賴賴氨酰氧化酶交連的復(fù)合體數(shù)量減少。瘢痕疙瘩中，膠原酶抑制物如α2-巨球蛋白和α1-抗胰蛋白酶積聚。
膠原纖維的形成和降解也受蛋白聚糖濃度的影響。透明質(zhì)酸和其它蛋白聚糖如核心蛋白聚糖、雙糖鏈蛋白聚糖能夠結(jié)合膠原纖維，并影響其三維分布。核心蛋白聚糖和雙糖鏈蛋白聚糖能夠和Ⅰ型膠原纖維互相作用，影響它們的原纖維形成。它們還可以抑制成纖維細胞與基質(zhì)粘附，并可與TGF-β結(jié)合。
可見，創(chuàng)面愈合和瘢痕形成機制是一個相當(dāng)復(fù)雜的生物學(xué)過程。成纖維細胞是創(chuàng)面愈合的主要修復(fù)細胞，它在創(chuàng)面修復(fù)過程中活化、增殖、合成膠原，其功能異常直接導(dǎo)致增生性瘢痕和瘢痕疙瘩的形成。肌成纖維細胞，其具有成纖維細胞和平滑肌細胞的特征和功能，在創(chuàng)傷愈合和瘢痕形成中具有重要作用。中性粒細胞、巨噬細胞、肥大細胞及血小板等的功能狀態(tài)，膠原、透明質(zhì)酸、蛋白聚糖等細胞外基質(zhì)改變，也調(diào)節(jié)和影響著創(chuàng)面愈合與瘢痕形成和消退。如膠原的合成與分解動態(tài)平衡的紊亂，合成代謝超過了分解，導(dǎo)致了瘢痕膠原纖維的堆積和排列異常，是引起瘢痕增生臨床表現(xiàn)的基礎(chǔ)。細胞因子因素，基因表達因素，微循環(huán)因素，免疫因素等都影響著創(chuàng)面愈合和瘢痕的形成。且這些細胞之間，細胞與細胞外基質(zhì)之間，細胞、細胞外基質(zhì)與細胞因子之間等相互影響，構(gòu)成了十分復(fù)雜的調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)，致使人們目前尚未找到其關(guān)鍵之處，難以調(diào)控創(chuàng)面愈合和瘢痕形成于適當(dāng)?shù)某潭?，值得進一步深入研究。
整形十六科（瘢痕綜合治療一中心）供稿
