王力業(yè)，高鶯,2

(1.山西醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)學(xué)院，太原 030001； 2.山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院口腔科，太原 030001)

糖尿病患者的葡萄糖代謝能力降低導(dǎo)致血糖升高，最終使傷口愈合過(guò)程受阻。由于缺乏預(yù)防和控制措施，糖尿病患者愈合延遲的發(fā)生率在全球范圍內(nèi)呈上升趨勢(shì)，全世界每年有2.5%～15%的衛(wèi)生預(yù)算用于治療糖尿病，其中治療糖尿病創(chuàng)面占很大一部分,據(jù)世界衛(wèi)生組織推測(cè)，糖尿病將成為2030年第七大死亡原因[1]。創(chuàng)面愈合可分為炎癥反應(yīng)、細(xì)胞增殖、組織重塑等不同階段，是有序而復(fù)雜的生物學(xué)過(guò)程，需要多種細(xì)胞、生長(zhǎng)因子以及細(xì)胞外基質(zhì)共同參與?？谇活M面部有豐富的血管供應(yīng)以促進(jìn)創(chuàng)面愈合，但糖尿病長(zhǎng)期高血糖狀態(tài)可能通過(guò)多種途徑造成各類參與愈合的細(xì)胞功能缺陷并誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡，細(xì)胞因子被糖基化產(chǎn)物修飾失去正常功能以及愈合相關(guān)信號(hào)通路無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)等多方面的破壞最終導(dǎo)致難愈創(chuàng)面的形成[2]。堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(basic fibroblast growth factor，bFGF)是血管內(nèi)皮細(xì)胞和成纖維細(xì)胞的促有絲分裂因子，能夠促進(jìn)細(xì)胞分裂和增殖，參與新生血管生成，加快肉芽組織形成，對(duì)創(chuàng)面愈合具有積極作用[3]。bFGF在皮膚創(chuàng)傷修復(fù)及美容中的應(yīng)用被廣泛研究，但bFGF在糖尿病患者口腔黏膜創(chuàng)面愈合領(lǐng)域的研究仍不完善?，F(xiàn)就bFGF在糖尿病口腔黏膜愈合中的研究進(jìn)展予以綜述。

1 bFGF的生物學(xué)特性

目前已經(jīng)證實(shí)，成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子(fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)家族由23種序列相同、結(jié)構(gòu)相似的多肽組成，可分為5個(gè)旁分泌和1個(gè)自分泌亞族，其中bFGF因廣泛的生物學(xué)活性成為研究的重點(diǎn)[4]。bFGF的分子量為18 000，信號(hào)通路的激活以旁分泌為主，bFGF與硫酸肝素蛋白多糖結(jié)合后以復(fù)合物形式儲(chǔ)存于細(xì)胞外基質(zhì)中，以提高自身的穩(wěn)定性，必要時(shí)可被肝素酶或蛋白酶水解后與bFGF受體結(jié)合而發(fā)揮作用[5]。bFGF分布于腦、神經(jīng)、視網(wǎng)膜、胎盤等組織中，對(duì)來(lái)源于中胚層和神經(jīng)外胚層的細(xì)胞(如血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、神經(jīng)元、上皮細(xì)胞)具有促進(jìn)分裂、輔助增殖的功能，可提高肉芽組織中新生血管形成速度，加快創(chuàng)面愈合進(jìn)程[6]。

2 bFGF促進(jìn)口腔黏膜愈合的理論基礎(chǔ)

血管內(nèi)皮細(xì)胞是口腔黏膜中bFGF的主要來(lái)源，當(dāng)黏膜受損時(shí)，血管內(nèi)皮細(xì)胞釋放大量的bFGF，bFGF具有強(qiáng)大的促有絲分裂功能，在血管新生、組織修復(fù)方面發(fā)揮重要作用，參與口腔黏膜創(chuàng)面愈合過(guò)程中的炎癥反應(yīng)、細(xì)胞增殖以及組織重塑等不同階段[7]。炎癥反應(yīng)階段，bFGF可以促進(jìn)中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞向創(chuàng)面遷移。Zittermann和Issekutz[8]用放射性核素標(biāo)記白細(xì)胞后并注射于bFGF預(yù)處理的炎癥反應(yīng)大鼠模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，bFGF可通過(guò)上調(diào)血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附分子的表達(dá)趨化中性粒細(xì)胞、T細(xì)胞及單核細(xì)胞從血液中進(jìn)入組織，而炎癥細(xì)胞遷移至創(chuàng)面后可進(jìn)一步釋放表皮生長(zhǎng)因子、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子等，誘發(fā)級(jí)聯(lián)效應(yīng)，縮短創(chuàng)面愈合時(shí)間。細(xì)胞增殖階段，bFGF可以單獨(dú)或協(xié)同其他細(xì)胞因子促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等在創(chuàng)面的遷移與增殖。陳立紅等[9]將不同濃度的bFGF負(fù)載于殼聚糖/聚乳酸支架，同時(shí)與大鼠牙周膜細(xì)胞進(jìn)行體外培養(yǎng)，結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)組G0/G1期細(xì)胞百分比低于空白組，而S期、G2/M+S期細(xì)胞比例均高于空白組，表明bFGF的使用可以使牙周膜成纖維細(xì)胞處于增殖活躍狀態(tài)，且10 μg/L bFGF的效果最佳。組織重塑階段，bFGF可刺激成纖維細(xì)胞增殖，調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)中膠原的合成和沉積，從而提高修復(fù)組織的機(jī)械力。Oda等[10]在大鼠上腭制造直徑4 mm的黏膜缺損，并于術(shù)后立即沿黏膜缺損邊緣注射bFGF，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使用bFGF后創(chuàng)面最大直徑較對(duì)照組顯著縮小，新生肉芽組織中成熟膠原蛋白含量更高，且成熟速度更快，同時(shí)創(chuàng)面上皮化程度顯著增加。

3 糖尿病對(duì)口腔黏膜愈合的影響及bFGF的作用機(jī)制

3.1糖尿病口腔黏膜創(chuàng)面愈合困難 高血糖可引起多種口腔并發(fā)癥，組織修復(fù)受損、口腔干燥、念珠菌病、齲齒、牙齦炎和牙周炎、根尖周膿腫、灼口綜合征等是糖尿病患者常見(jiàn)的口腔疾病。糖尿病患者生化代謝異常、長(zhǎng)期處于高血糖狀態(tài)，使多元醇通路活性增高、晚期糖基化終末產(chǎn)物過(guò)量積累、氨基己糖通路活性上調(diào)以及蛋白激酶C激活，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞功能障礙、細(xì)胞因子活性改變以及細(xì)胞外基質(zhì)成分破壞，對(duì)創(chuàng)面愈合各個(gè)階段均產(chǎn)生不利的影響[11]。有學(xué)者通過(guò)剝脫細(xì)胞學(xué)來(lái)評(píng)估2型糖尿病患者口腔上皮細(xì)胞的數(shù)量和質(zhì)量變化，并計(jì)算細(xì)胞核質(zhì)比，結(jié)果顯示，糖尿病組口腔黏膜上皮細(xì)胞形態(tài)學(xué)改變主要包括核增大、核破裂、多形核白細(xì)胞的雙核化和炎性浸潤(rùn)[12]。口腔黏膜創(chuàng)面愈合過(guò)程中成纖維細(xì)胞和血管內(nèi)皮細(xì)胞的參與至關(guān)重要，成纖維細(xì)胞增殖分化并分泌多種細(xì)胞因子及細(xì)胞外基質(zhì)為創(chuàng)面愈合創(chuàng)造合適的環(huán)境，血管內(nèi)皮細(xì)胞則通過(guò)遷移增殖形成新生血管以保證創(chuàng)面氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸送[13]。有學(xué)者證實(shí)，糖尿病通過(guò)多種途徑激活胞內(nèi)p38促分裂原活化的蛋白激酶、磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，導(dǎo)致核轉(zhuǎn)錄因子活化，促進(jìn)合成并釋放大量促炎因子和細(xì)胞黏附因子，造成血管內(nèi)皮細(xì)胞功能異常、血管壁炎癥和血管損傷[14]。Ren等[15]用不同濃度的葡萄糖體外培養(yǎng)人牙齦成纖維細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞的噻唑蘭測(cè)定值隨血糖濃度的增高而降低，與空白對(duì)照組相比，牙齦成纖維細(xì)胞增殖功能受到顯著抑制，考慮與糖尿病狀態(tài)下組織破壞、愈合能力減弱有關(guān)。

膠原是細(xì)胞外基質(zhì)的主要成分，易被糖基化，膠原糖基化后生物特性發(fā)生改變，不易被酸和酶降解，高糖環(huán)境同時(shí)激活膠原酶活性，造成創(chuàng)面正常膠原成分大量降解[16]。Liao等[17]研究發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，糖基化膠原基質(zhì)組成纖維細(xì)胞達(dá)到增殖平臺(tái)期的時(shí)間延長(zhǎng)，且峰值細(xì)胞數(shù)和細(xì)胞遷移深度均顯著降低。Retamal等[18]證明，糖基化膠原可刺激人牙齦成纖維細(xì)胞標(biāo)志物平滑肌肌動(dòng)蛋白含量增加以及膠原基質(zhì)收縮，導(dǎo)致牙齦結(jié)締組織彈性降低、韌性增加、力學(xué)性能降低，異常的組織結(jié)構(gòu)和功能可能最終破壞組織穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致愈合延遲。葡萄糖濃度增高還能夠直接改變細(xì)胞外基質(zhì)中基質(zhì)金屬蛋白酶的表達(dá)，糖尿病創(chuàng)面基質(zhì)金屬蛋白酶的含量幾乎是正常創(chuàng)面的60倍，而過(guò)量的基質(zhì)金屬蛋白酶可導(dǎo)致組織破壞，抑制正常的修復(fù)過(guò)程[19]。

糖尿病狀態(tài)下，口腔唾液環(huán)境發(fā)生改變，表現(xiàn)為唾液流量降低以及唾液成分改變[20]。López-Pintor等[21]的回顧分析發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者唾液量顯著低于正常人群，口干癥發(fā)病率也遠(yuǎn)高于非糖尿病人群，而唾液中含有多種抗菌肽和蛋白，低流量可能引起口腔黏膜創(chuàng)面細(xì)菌感染。Xiang等[22]研究發(fā)現(xiàn)，糖尿病小鼠的頜下腺腺泡增大、導(dǎo)管萎縮、顆粒曲管數(shù)量減少，線粒體出現(xiàn)嵴排列紊亂以及ATP含量降低、功能異常，且唾液流量較正常組顯著降低了67.2%；進(jìn)一步體外培養(yǎng)大鼠頜下腺細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，線粒體在高糖狀態(tài)下培養(yǎng)24 h后組織學(xué)改變及功能受損與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果相一致，證實(shí)糖尿病引起的線粒體功能障礙直接影響了唾液分泌。Maciejczyk等[23]研究發(fā)現(xiàn)，與正常大鼠相比，高糖飼養(yǎng)8周大鼠腮腺及頜下腺組織中的蛋白濃度分別降低了16%和36%，淀粉酶活性分別了降低87.8%和82%，高蔗糖飲食破壞了唾液腺功能，損害了口腔系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)。有學(xué)者直接獲取糖尿病患者和非糖尿病患者的全唾液樣本進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，糖尿病患者唾液中谷胱甘肽水平顯著降低，清除自由基的能力大幅降低，而低水平的清除劑和高水平的自由基則可能引起更多的氧化應(yīng)激反應(yīng)，延長(zhǎng)糖尿病口腔黏膜創(chuàng)面愈合時(shí)間[24]。

3.2bFGF促進(jìn)糖尿病口腔黏膜創(chuàng)面愈合 糖尿病患者內(nèi)源性bFGF生成不足難以滿足創(chuàng)面愈合的需求。有學(xué)者對(duì)糖尿病和非糖尿病動(dòng)物創(chuàng)面生長(zhǎng)因子表達(dá)情況進(jìn)行分析，結(jié)果證實(shí)，bFGF在糖尿病創(chuàng)面愈合早期階段基因表達(dá)水平顯著降低，導(dǎo)致修復(fù)相關(guān)細(xì)胞結(jié)構(gòu)改變、周期停滯、凋亡增加，創(chuàng)面炎癥反應(yīng)延遲，愈合進(jìn)程緩慢[25]。Brizeno等[26]設(shè)計(jì)大鼠頰側(cè)黏膜創(chuàng)面模型，結(jié)果顯示，糖尿病組大鼠的血管數(shù)量、肌成纖維細(xì)胞數(shù)量以及bFGF免疫染色陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量均顯著低于對(duì)照組，糖尿病導(dǎo)致創(chuàng)面愈合過(guò)程中血管新生、纖維合成和膠原形成顯著延遲。

高血糖狀態(tài)下，bFGF可被過(guò)度積累的晚期糖基化終末產(chǎn)物修飾而導(dǎo)致活性降低，使愈合過(guò)程中信號(hào)通路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)受阻、促細(xì)胞分化與增殖的能力減弱，對(duì)創(chuàng)面愈合產(chǎn)生不利影響[27]。Facchiano等[28]報(bào)道，在體外用濃度為12.5～50 mmoL的葡萄糖培養(yǎng)bFGF，并作用于血管內(nèi)皮細(xì)胞，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，bFGF以時(shí)間和劑量依賴的方式迅速發(fā)生糖基化，bFGF與受體結(jié)合的能力顯著下降，同時(shí)促血管內(nèi)皮細(xì)胞分裂和趨化活性減弱，喪失了約45%的血管生成活性。Nawrocka等[29]為尋找糖基化bFGF促血管生成作用減弱的原因，通過(guò)流式細(xì)胞儀觀察發(fā)現(xiàn)，糖基化bFGF與細(xì)胞結(jié)合顯著減少；進(jìn)一步使用125I放射免疫分析發(fā)現(xiàn)，bFGF糖基化通過(guò)修飾其賴氨酸殘基引起結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)而降低了與酪氨酸激酶受體結(jié)合的能力，最終影響bFGF血管生成信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)特性，降低了bFGF的促有絲分裂活性。

外源性bFGF輔助應(yīng)用于糖尿病創(chuàng)面愈合十分必要，既可彌補(bǔ)創(chuàng)面生長(zhǎng)因子數(shù)量不足，又能逆轉(zhuǎn)細(xì)胞功能缺陷。Shi等[30]探討bFGF在糖尿病條件下對(duì)成纖維細(xì)胞遷移的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在高糖條件下成纖維細(xì)胞的遷移能力顯著受損，而bFGF能夠通過(guò)增加高極性指數(shù)的細(xì)胞數(shù)量、磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B/Rac1/c-Jun氨基端激酶途徑產(chǎn)生活性氧類，逆轉(zhuǎn)由高糖導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡和炎癥反應(yīng)，并恢復(fù)成纖維細(xì)胞的遷移能力。此外，外源性bFGF還可抑制高血糖引起的炎癥標(biāo)志物胱天蛋白酶-3與腫瘤壞死因子-α的過(guò)表達(dá)，逆轉(zhuǎn)高糖對(duì)c-Jun氨基端激酶和胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶通路的激活，減少創(chuàng)面細(xì)胞凋亡，并推測(cè)外源性bFGF可與糖基化bFGF競(jìng)爭(zhēng)性結(jié)合，修復(fù)相關(guān)的細(xì)胞受體，進(jìn)而啟動(dòng)信號(hào)通路，使“休眠”細(xì)胞進(jìn)入增殖周期，恢復(fù)創(chuàng)面愈合[31]。

4 bFGF促進(jìn)創(chuàng)面愈合的臨床應(yīng)用

目前臨床上bFGF多用于燒傷創(chuàng)面、糖尿病足、糖尿病褥瘡等患者，主要是以局部應(yīng)用的方式促進(jìn)創(chuàng)面愈合。Lou等[32]將bFGF應(yīng)用于外傷性骨膜穿孔患者的治療中，計(jì)算愈合率和愈合時(shí)間，結(jié)果顯示，bFGF處理組的愈合率遠(yuǎn)高于對(duì)照組[91.7%(11/12)比52.9%(9/17)]，表明bFGF直接應(yīng)用于外傷性骨膜穿孔患者的治療是可行的，并可以使一些患者避免進(jìn)行鼓膜成形術(shù)。在瘢痕和皮膚深度創(chuàng)面整復(fù)中，將人工真皮于bFGF溶液中浸泡30 min后縫合于創(chuàng)面皮膚，可縮短創(chuàng)面愈合時(shí)間，提高愈合質(zhì)量，提升患者救治的成功率[33]。在非缺血性糖尿病難愈性皮膚潰瘍創(chuàng)面局部使用bFGF，可通過(guò)促進(jìn)創(chuàng)面肉芽生成和上皮化，有效改善血供，縮小潰瘍面積，加速愈合[34]。雖然口腔環(huán)境無(wú)法保證bFGF與黏膜表面形成穩(wěn)定的黏附，但仍有學(xué)者嘗試將bFGF局部應(yīng)用于口腔黏膜創(chuàng)面，以加速其愈合。例如，王文興等[35]選取口腔黏膜復(fù)發(fā)性阿弗他潰瘍患者為研究對(duì)象，試驗(yàn)組在常規(guī)治療基礎(chǔ)上聯(lián)用重組牛bFGF，對(duì)照組采用常規(guī)治療，結(jié)果顯示，試驗(yàn)組疼痛消失時(shí)間、潰瘍面積、創(chuàng)面愈合時(shí)間等臨床指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照組，因此，推薦臨床應(yīng)用重組牛bFGF治療復(fù)發(fā)性阿弗他口腔潰瘍，以減輕患者痛苦、加速創(chuàng)面愈合。Yoshinuma等[36]在牙周翻瓣術(shù)中將0.3%的bFGF涂布于暴露的牙根表面，在治療前和治療后36周分別進(jìn)行X線檢查，結(jié)果顯示，牙槽骨高度增加86.9%，臨床附著水平增加3 mm，牙周袋深度減少2 mm，證實(shí)bFGF局部治療可能對(duì)牙周炎患者的牙周再生有效。也有研究者將bFGF應(yīng)用于再植術(shù)中脫位牙的預(yù)處理，隨訪發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，牙根表面涂抹bFGF后其牙周膜愈合效果及再植成功率均顯著提高，且能夠有效減少再植后牙吸收的發(fā)生，但因?yàn)椴±龜?shù)較少、隨訪期較短，因此最終效果仍需進(jìn)一步臨床驗(yàn)證[37]。

盡管基礎(chǔ)和臨床試驗(yàn)均已證實(shí)bFGF可促進(jìn)口腔黏膜多種創(chuàng)面愈合，尤其對(duì)糖尿病狀態(tài)下難愈性創(chuàng)面有較好的治療效果，但bFGF具有半衰期短、易降解、價(jià)格昂貴以及局部使用易被稀釋等缺點(diǎn)，因此如何維持足夠濃度并延長(zhǎng)作用時(shí)間是未來(lái)需要解決的主要問(wèn)題。目前越來(lái)越多的學(xué)者將研究著重于bFGF的載體緩釋技術(shù)、材料技術(shù)、基因工程等方面。例如，宋奕等[38]利用靜電紡絲技術(shù)制備bFGF，在緩釋bFGF的同時(shí)，又有足夠機(jī)械強(qiáng)度的手術(shù)縫紉線，較好地維持了bFGF的生物學(xué)活性并延長(zhǎng)了作用時(shí)間。Xuan等[39]開(kāi)發(fā)了一種含銀載活性bFGF的創(chuàng)面敷料，結(jié)果證明，該水凝膠以銀為基質(zhì)不僅可以有效抑制細(xì)菌活性，還可以控制釋放bFGF，促進(jìn)形成肉芽和再上皮化，在局部治療方面具有很大的潛力。劉雙喜等[40]在大鼠硬腭軟組織缺損模型中置入靶向結(jié)合bFGF的膠原膜，與游離結(jié)合相比更能促進(jìn)血管形成，改善創(chuàng)面營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)，促進(jìn)修復(fù)。王麗華等[41]制備載有bFGF和神經(jīng)生長(zhǎng)因子基因納泡，在超聲輻照下可釋放bFGF，顯著提高了局部生長(zhǎng)因子基因的表達(dá)，加速創(chuàng)面愈合。Mai等[42]研制了一種具有抗菌活性和皮膚再生功能的水凝膠納米給藥系統(tǒng)(其內(nèi)包埋了bFGF)，并將其應(yīng)用于光動(dòng)力抗微生物化療治療燒傷，結(jié)果在燒傷創(chuàng)面發(fā)現(xiàn)多種再生因子增加，部分促炎因子減少，同時(shí)有效抑制了細(xì)菌生長(zhǎng)，促進(jìn)了創(chuàng)面愈合，而且具有輕便、光觸發(fā)、抗菌等特點(diǎn)，為臨床治療燒傷感染提供了一種新策略。隨著組織工程技術(shù)的日益完善以及對(duì)生長(zhǎng)因子作用機(jī)制研究的全面開(kāi)展，未來(lái)會(huì)產(chǎn)生更加有效的制劑及相關(guān)材料為臨床應(yīng)用提供選擇。

5 小 結(jié)

難愈性創(chuàng)面目前仍是糖尿病患者治療的難點(diǎn)，嚴(yán)重的創(chuàng)面愈合延遲通常會(huì)影響患者的生活質(zhì)量，威脅患者的生命安全。糖尿病難愈性創(chuàng)面的形成機(jī)制極其復(fù)雜，高血糖通過(guò)多種途徑直接或間接損傷修復(fù)細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞的遷移分化過(guò)程受阻以及內(nèi)源性bFGF分泌不足，并可使已分泌的bFGF在體內(nèi)糖基化失去活性或活性降低，而唾液腺細(xì)胞的損傷使得唾液分泌不足以及唾液成分改變，這些均妨礙糖尿病口腔黏膜創(chuàng)傷的愈合。外源性bFGF的使用既可以補(bǔ)充細(xì)胞因子的缺失，還可以逆轉(zhuǎn)細(xì)胞損傷，激活愈合相關(guān)信號(hào)通路，加速肉芽組織成熟，促進(jìn)創(chuàng)面閉合。但糖尿病患者口腔黏膜創(chuàng)面的治療仍需以嚴(yán)格控制血糖、維持血糖穩(wěn)定以及改善血液循環(huán)為前提，并應(yīng)用新的生物學(xué)技術(shù)以加速愈合。