沈一蕊 丁飛雪 劉菲 楊軍

【提要】 皮膚傷口愈合過(guò)程中過(guò)度的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致異常的血管生成，或受損的血管退化阻礙了傷后愈合而形成瘢痕。瘢痕組織比正常皮膚真皮含有更多的微血管，大量研究證實(shí)了抗血管化療法抑制病理性瘢痕的有效性。本文對(duì)近年來(lái)血管生成在瘢痕形成中的作用以及抗血管化療法的機(jī)制進(jìn)行綜述，以期為瘢痕治療提供新的靶點(diǎn)。

皮膚傷口愈合是一個(gè)復(fù)雜的病理生理過(guò)程，通常分為止血期、炎癥期、增生期和重塑期，受到多種細(xì)胞、細(xì)胞因子和生長(zhǎng)因子的調(diào)控[1]。病理性瘢痕是皮膚傷口異常愈合的結(jié)果，其特點(diǎn)為成纖維細(xì)胞的異常增殖和細(xì)胞外基質(zhì)的過(guò)度沉積[2]。研究顯示，過(guò)度的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致的異常血管生成或受損的血管退化都會(huì)阻礙傷口愈合，導(dǎo)致瘢痕的形成和功能障礙[3]。病理性瘢痕組織比正常皮膚真皮含有更多的微血管，臨床上也可觀察到增生期瘢痕有著更豐富的血供[4-5]。在皮膚以外的組織中，血管生成也與纖維化有關(guān)(如肝纖維化、肺纖維化)[6-7]。大量研究證實(shí)了抗血管化療法抑制增生性瘢痕的有效性[8-11]，本文旨在對(duì)近年來(lái)血管生成在瘢痕形成中的作用，以及抗血管化療法的機(jī)制研究進(jìn)行綜述，以期為瘢痕治療提供新的治療思路及靶點(diǎn)。

1 血管生成在瘢痕形成中的作用

血管生成是皮膚傷口愈合的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，新生血管(Neovascularisation)的形成對(duì)組織修復(fù)至關(guān)重要，血管床能夠?yàn)榻M織提供充足的氧氣、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并保證代謝廢物的排泄[12]。血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(Vascular endothelial growth factor，VEGF)是最有效的促血管生成因子，一氧化氮(Nitric oxide，NO)與之相互作用。VEGF通過(guò)增加內(nèi)皮一氧化氮合酶(Endothelial nitric oxide synthase，eNOS)的表達(dá)來(lái)增加NO的表達(dá)，并通過(guò)減少黏附和聚集來(lái)進(jìn)一步影響內(nèi)皮細(xì)胞的遷移。反之，NO也刺激角質(zhì)形成細(xì)胞中VEGF的表達(dá)，導(dǎo)致VEGF和NO的快速積累。皮膚內(nèi)皮細(xì)胞在VEGF的作用下生成毛細(xì)血管，隨著毛細(xì)血管的生成增多，內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)eNOS并產(chǎn)生更多的NO[13-14]。此外，在傷口愈合早期，巨噬細(xì)胞通過(guò)釋放成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子2(Fibroblast growth factor-2，F(xiàn)GF-2)、血管生成素(Angiopoietin)、VEGF-A和轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β1(Transforming growth factor-β1，TGF-β1)促進(jìn)傷口愈合。各種基質(zhì)金屬蛋白酶(Matrix metalloproteinase，MMP)在血管生成過(guò)程中也起著重要作用，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的重塑[15]。但是，異常的促血管生成刺激水平也可能加劇瘢痕的形成，從而導(dǎo)致組織器官功能障礙和引發(fā)疼痛。異常的傷口愈合不僅表現(xiàn)為延遲愈合，還可以表現(xiàn)為過(guò)度愈合，其主要特征是大量細(xì)胞外基質(zhì)沉積，異常的血管形成和細(xì)胞增殖。過(guò)去普遍認(rèn)為傷口愈合需要強(qiáng)有力的血管生成反應(yīng)，而近期的多個(gè)研究表明，血管生成減少并不影響傷口的良好愈合，甚至對(duì)傷口愈合的長(zhǎng)期結(jié)果是有益的。例如，胎兒皮膚和口腔黏膜內(nèi)的傷口愈合迅速且無(wú)瘢痕生成，與正常愈合的成人皮膚傷口相比，傷口內(nèi)血管化、纖維化及炎癥反應(yīng)都少得多[16-17]。通過(guò)部分阻止毛細(xì)血管生成不僅可以控制血管密度、減少水腫以及血管消退的需要，還能減少瘢痕的形成[18-21]。

2 VEGF在傷口愈合及瘢痕形成中的作用

VEGF是一種40～45 kDa大小的異二聚體肝素結(jié)合蛋白，最初被發(fā)現(xiàn)可調(diào)節(jié)血管的通透性[22]，后被發(fā)現(xiàn)是一種有效的促血管生成介質(zhì)。VEGF結(jié)合兩個(gè)高親和力酪氨酸激酶受體，即血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體1(Vascular endothelial growth factor receptor-1，VEGFR-1)和VEGFR-2，以發(fā)揮其對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞的作用。VEGF通過(guò)這些受體發(fā)出信號(hào)調(diào)控內(nèi)皮細(xì)胞的增殖、遷移及分化，強(qiáng)烈地促進(jìn)了新生血管的萌發(fā)[23-24]。表皮中的角質(zhì)形成細(xì)胞被認(rèn)為是傷口愈合過(guò)程中VEGF的主要來(lái)源，但VEGF也可以由皮膚成纖維細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生[25]。Liu等[26]研究了重組人VEGF165蛋白對(duì)遺傳性糖尿病小鼠(db/db)全層皮膚傷口的影響。研究證明，經(jīng)VEGF處理的傷口在12 d后會(huì)加速修復(fù)，隨著上皮化、基質(zhì)沉積的增加，細(xì)胞增殖增強(qiáng)，肉芽組織中血小板源性生長(zhǎng)因子B(Platelet derived growth factor B，PDGF-B)和FGF-2上調(diào)。由此認(rèn)為VEGF可以通過(guò)局部上調(diào)組織修復(fù)關(guān)鍵生長(zhǎng)因子，并系統(tǒng)地動(dòng)員骨髓來(lái)源的干細(xì)胞(包括有助于血管形成的細(xì)胞群)來(lái)改善傷口愈合。Zacchigna等[27]研究了表達(dá)VEGF165的腺相關(guān)病毒(Adeno-associated virus，AAV)載體對(duì)傷口愈合的基因治療的效果，VEGF165在大鼠全層切除皮膚傷口中明顯誘導(dǎo)了新血管的形成，從而縮短了愈合時(shí)間并加速了表皮和真皮的重塑。

盡管已有大量研究表明VEGF-A在皮膚傷口愈合過(guò)程中起著關(guān)鍵作用，然而VEGF可能不僅僅起到新血管生成的介導(dǎo)作用，還很可能在傷口愈合過(guò)程中起著更加多樣化的作用，甚至?xí)绊戱：劢M織的形成。多個(gè)研究證明，在增生性瘢痕組織、瘢痕疙瘩組織及成纖維細(xì)胞中，VEGF均有高水平表達(dá)[28-30]。針對(duì)成年小鼠皮膚傷口的實(shí)驗(yàn)顯示，通過(guò)抗VEGF抗體治療可使傷口血管化峰值減少50%，并使傷口瘢痕寬度顯著減小[31]。Kwak[11]等利用增生性瘢痕的兔耳模型，局部注射貝伐珠單抗(Bevacizumab，一種用于治療各種惡性腫瘤的人源化抗VEGF抗體)進(jìn)行干預(yù)，結(jié)果兔耳瘢痕血管減少，瘢痕體積減小，并且組織學(xué)顯示膠原蛋白排列較不緊密。上述研究表明，VEGF可能是減少增生性瘢痕形成的可行靶標(biāo)。

3 VEGF促進(jìn)瘢痕形成的可能機(jī)制

已有眾多研究證明了炎癥在傷口愈合過(guò)程中會(huì)影響瘢痕形成[32-34]。由于VEGF能夠促進(jìn)炎癥細(xì)胞的募集[35]，皮膚中較高水平的VEGF會(huì)導(dǎo)致真皮中各種炎癥細(xì)胞的數(shù)量增加，包括肥大細(xì)胞和巨噬細(xì)胞[36]。用VEGF抗體治療后瘢痕形成的減少可能是炎癥減少的結(jié)果。但研究也顯示，抗VEGF抗體治療在改善急性炎癥方面沒(méi)有明顯作用，這也表明瘢痕形成的減少并非完全是炎癥減少的結(jié)果[31]。

VEGF可能是通過(guò)刺激內(nèi)皮細(xì)胞來(lái)促進(jìn)瘢痕組織形成。在血管新生的過(guò)程中，必須產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶和其他蛋白酶以降解原始血管周圍的細(xì)胞外基質(zhì)(Extracellular matrix，ECM)，以利于細(xì)胞遷移到組織中，并引導(dǎo)新血管的形成。ECM成分的降解可能會(huì)刺激鄰近的成纖維細(xì)胞產(chǎn)生代償性膠原蛋白，從而導(dǎo)致更多的瘢痕組織沉積[37]。

VEGF可能在傷口愈合過(guò)程中直接影響了成纖維細(xì)胞，從而增加瘢痕的形成。對(duì)胎兒傷口愈合的研究顯示，用VEGF干預(yù)傷口愈合后，傷口內(nèi)總成纖維細(xì)胞和α平滑肌肌動(dòng)蛋白(α-Smooth muscle actin，α-SMA)陽(yáng)性成肌纖維細(xì)胞數(shù)量均顯著增加[31]。Wu等[38]也證明了VEGF誘導(dǎo)瘢痕疙瘩成纖維細(xì)胞增殖的能力，并暗示在成纖維細(xì)胞上存在功能性的VEGF受體。

4 其他血管抑制劑在瘢痕治療中的作用

METH-1是凝血酶敏感蛋白1(Thrombin sensitive protein-1，TSP-1)的結(jié)構(gòu)類似物，是一種新發(fā)現(xiàn)的血管形成抑制劑[39]。陳煜華[40]利用慢病毒介導(dǎo)的重組血管生成抑制劑 LV-METH-1作用于早期的兔耳增生性瘢痕，發(fā)現(xiàn)瘢痕組織體積減小，同時(shí)血管密度也減少，認(rèn)為METH-1可能通過(guò)對(duì)內(nèi)皮細(xì)胞的直接作用抑制了血管形成，從而減少了增生性瘢痕的形成。內(nèi)皮抑素(Endostatin)是一種強(qiáng)大的內(nèi)源性血管生成抑制劑，通過(guò)抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖和血管生成，從而抑制腫瘤生長(zhǎng)。一項(xiàng)使用Endostatin對(duì)人皮膚成纖維細(xì)胞進(jìn)行干預(yù)的實(shí)驗(yàn)表明，Endostatin通過(guò)抑制PDGFR/ERK通路明顯減少了Ⅰ型膠原、α-SMA的表達(dá)，抑制了由TGF-β1和PDGF-BB誘導(dǎo)的纖維化[41]。另有研究顯示，重組人血管內(nèi)皮抑素(Endostar)通過(guò)下調(diào)VEGF和TIMP-1減少了增生性瘢痕的形成[10]。血管內(nèi)皮細(xì)胞能夠釋放大量生長(zhǎng)因子，如VEGF、PDGF、TGF-β1和內(nèi)皮素 1(Endothelin 1，ET-1)等，后三者具有促進(jìn)成纖維細(xì)胞增殖和膠原合成的作用[42-44]。還有研究發(fā)現(xiàn)，一些能夠抑制血管內(nèi)皮細(xì)胞活性、遷移及成管能力的中藥，在治療增生性瘢痕的體內(nèi)及體外試驗(yàn)中均有效。例如，穗花杉雙黃酮(Amentoflavone)可以抑制內(nèi)皮細(xì)胞誘導(dǎo)的血管新生，并可促進(jìn)增生性瘢痕成纖維細(xì)胞的凋亡[45]；地衣酸(usnic acid)用于治療兔耳增生性瘢痕，可以明顯抑制瘢痕組織中CD31的表達(dá)，并使膠原組織的聚積及瘢痕指數(shù)(Scar elevation index，SEI)降低[46]。

5 瘢痕的臨床治療

目前，臨床上對(duì)增生性瘢痕及瘢痕疙瘩的治療主要包括加壓療法、瘢痕內(nèi)皮質(zhì)類固醇激素注射、放射療法、激光療法以及手術(shù)切除等[47]。 除了手術(shù)切除外，其余治療方法的有效性都部分通過(guò)了抑制血管生成而實(shí)現(xiàn)的。例如，放射療法可以有效地治療及預(yù)防瘢痕的形成及復(fù)發(fā)，血管內(nèi)皮細(xì)胞相比成纖維細(xì)胞對(duì)輻射更敏感，所以有理由推測(cè)放射療法通過(guò)抑制血管形成而起作用[48]。皮質(zhì)類固醇激素除了直接的抗炎作用外，還可以誘導(dǎo)血管收縮，從而能夠減少瘢痕中的血流量[49]。激素治療還可以迅速緩解由瘢痕引發(fā)的瘙癢與疼痛，這可能是由于血管收縮導(dǎo)致引起這些癥狀的炎癥因子在血管內(nèi)的傳遞減少。脈沖染料激光(Pulsed dye laser)和長(zhǎng)脈沖Nd∶YAG激光能減輕瘢痕的主觀及客觀癥狀，而激光的靶點(diǎn)正是病灶內(nèi)的血管[50]。 因此，激光抑制病理性瘢痕的機(jī)制很有可能是通過(guò)減少瘢痕血管數(shù)量，從而抑制炎癥因子從血管內(nèi)釋放。

6 總結(jié)與展望

傷口愈合是一個(gè)多方面的、嚴(yán)密調(diào)控的復(fù)雜過(guò)程。盡管血管生成是促進(jìn)組織損傷修復(fù)必不可少的環(huán)節(jié)，但是如果血管生成不受控制，便會(huì)刺激瘢痕形成并促進(jìn)其他病理過(guò)程，如纖維化或腫瘤等。皮膚軟組織受到創(chuàng)傷后的一系列炎癥反應(yīng)、肉芽組織生成、組織重塑以及瘢痕形成過(guò)程中，血管及其相關(guān)生物活性物質(zhì)都發(fā)揮了重要作用，許多生長(zhǎng)因子參與并調(diào)控了創(chuàng)傷修復(fù)的過(guò)程。盡管我們對(duì)控制生理性和病理性血管生成之間的平衡過(guò)程的了解有所增加，但仍有許多機(jī)制有待闡明。我們需要進(jìn)一步研究如何調(diào)節(jié)血管的形成和消退，以及炎癥、血管生成與瘢痕形成之間的相互影響，為瘢痕的治療提供新的治療思路及靶點(diǎn)。