bFGF在皮膚慢性潰瘍修復(fù)中的研究進(jìn)展

★ 王雨歡 易軍 鄭向龍 趙燕靈 王萬春（.江西中醫(yī)藥大學(xué)研究生院 南昌 330004；.江西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 南昌 330006）

近幾年來，隨著高血壓、糖尿病等慢性基礎(chǔ)疾病發(fā)病率的增加及老齡化程度的加劇，我國皮膚慢性潰瘍（chronic skin ulcer，CSU）疾病的發(fā)生率同樣呈現(xiàn)出增長的趨勢。根據(jù)其病因分類，多為糖尿病性潰瘍、動(dòng)靜脈血管性和壓力性潰瘍等［1］。對于CSU的治療，臨床中通常給予皮膚化腐清創(chuàng)、定期換藥、植皮或皮瓣轉(zhuǎn)移修復(fù)等方法處理，其目前發(fā)病機(jī)制尚未清晰，診療方案仍未統(tǒng)一，不僅病程較長、且費(fèi)用昂貴，給患者家庭帶來了沉重的負(fù)擔(dān)。因此，CSU成為臨床治療中的一大難題。

在臨床觀察中可以發(fā)現(xiàn)，CSU的發(fā)病機(jī)制呈現(xiàn)出多樣性與復(fù)雜性的特點(diǎn)，其中，在某些創(chuàng)傷和疾病的條件下，局部皮膚組織的修復(fù)細(xì)胞發(fā)生過度凋亡［2］，從而導(dǎo)致慢性炎癥、血液循環(huán)障礙，細(xì)胞衰老、嚴(yán)重的細(xì)菌定植或蛋白酶水平升高，影響細(xì)胞的分化及再生等，會(huì)影響慢性潰瘍性創(chuàng)面的愈合速度［3］。堿性成纖維細(xì)胞生長因子（basic fibroblast growth factor，bFGF）是已知生長因子中最強(qiáng)的促細(xì)胞生成因子［4］，它作為有絲分裂蛋白，參與調(diào)節(jié)機(jī)體正常細(xì)胞的增殖、分化和器官生長［5］，可促進(jìn)細(xì)胞聚集、組織修復(fù)、表皮細(xì)胞增殖以及表皮生長因子的分泌，以加快慢性潰瘍性創(chuàng)面的愈合。

1 CSU的發(fā)病以及愈合機(jī)制

皮膚慢性潰瘍，又稱難治性潰瘍，是指臨床上相對于正常生理狀態(tài)下的組織愈合過程而言，創(chuàng)面的修復(fù)時(shí)間超過1個(gè)月，而無明顯愈合傾向的創(chuàng)面［6］，其病因多樣復(fù)雜，病程較長，且易復(fù)發(fā)，甚至有癌變的可能。

創(chuàng)面愈合是創(chuàng)面出現(xiàn)之后組織修復(fù)的病理過程的總稱，是一個(gè)縝密而精細(xì)的多階段過程，涉及到機(jī)體的多種細(xì)胞類型。創(chuàng)面修復(fù)的過程包括炎癥反應(yīng)階段、肉芽組織形成階段以及瘢痕組織形成階段，以上病理階段之間無時(shí)間節(jié)點(diǎn)，多重疊發(fā)生［7］。已有大量研究表明，一些生長因子，如血小板源性生長因子（platelet derived growth factor，PDGF）、成纖維細(xì)胞生長因子（fibroblast growth factor，F(xiàn)GF）、表 皮 生 長 因 子（epidermal growth factor，EGF）、轉(zhuǎn)化生長因子（transforming growth factor-β，TGF-β）和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激 因 子（granulocyte-macrophage colony stimulating factor，GM-CSF）等［8-10］，能夠在無法恢復(fù)正常功能和解剖的難治性潰瘍創(chuàng)面中起到促進(jìn)愈合的作用。其中來自FGF蛋白家族的bFGF因其廣泛的臨床研究價(jià)值而備受重視。

2 bFGF的基因、生物學(xué)特性以及臨床意義

bFGF是在一種在牛腦垂體中發(fā)現(xiàn)的、等電點(diǎn)為9.6～9.8的堿性多肽。人源性bFGF基因定位于4q27，為單拷貝基因。目前已發(fā)現(xiàn)了五種由同一mRNA翻譯而來bFGF形式，分別為一種低分子量和4種高分子量形式的bFGF，它含有兩個(gè)肝素結(jié)合結(jié)構(gòu)域，故對肝素和肝素樣分子具有較高的親和力［11］，與肝素結(jié)合后不易變性和被降解。bFGF由腫瘤細(xì)胞和巨噬細(xì)胞產(chǎn)生，廣泛分布于中胚層和中性胚層來源的組織中［12］。由于缺少信號肽序列，所以它只能通過自分泌或者旁分泌的形式滲透至細(xì)胞外。而外源性bFGF則可以易位至機(jī)體細(xì)胞內(nèi)與靶蛋白或基因發(fā)生相互作用。

研究發(fā)現(xiàn)，bFGF對成纖維細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞具有高度的血管生成和趨化作用［13］。因其具有較強(qiáng)的有絲分裂特性，故能促進(jìn)傷口創(chuàng)面中內(nèi)皮細(xì)胞、真皮成纖維細(xì)胞和角化細(xì)胞的分裂和增殖，其趨化特性可通過影響這些細(xì)胞在傷口愈合過程中的遷移、上皮細(xì)胞的生長和血管平滑肌細(xì)胞的增殖從而形成毛細(xì)血管腔。此外，bFGF能夠提高機(jī)體白細(xì)胞的吞噬功能，加強(qiáng)傷口愈合的炎癥反應(yīng)；它還強(qiáng)烈刺激主要的細(xì)胞外大分子如膠原蛋白和透明質(zhì)酸的生成和代謝，通過成纖維細(xì)胞，從而形成疤痕組織［14］。在臨床治療中，它有利于促進(jìn)血管生成，促進(jìn)骨、軟骨的生長，促進(jìn)創(chuàng)傷愈合和組織損傷修復(fù)以及神經(jīng)再生，是一種多效能的細(xì)胞生長因子。

3 bFGF在CSU愈合中的作用

3.1 bFGF在治療糖尿病潰瘍創(chuàng)面中的運(yùn)用

研究表明，因糖尿病相關(guān)性潰瘍的創(chuàng)面中生長因子的減少，減緩了CSU的愈合以及組織修復(fù)進(jìn)度，因此，局部應(yīng)用bFGF可誘導(dǎo)潰瘍創(chuàng)面中成纖維細(xì)胞的增殖，是糖尿病患者傷口修復(fù)的一種合理手段，對創(chuàng)面愈合具有潛在的促進(jìn)作用［15］。

但由于bFGF半衰期短，且無法控制其在創(chuàng)面中的釋放速度，臨床中運(yùn)用bFGF的自由形態(tài)時(shí)很難達(dá)到治療慢性潰瘍創(chuàng)面的滿意效果。Richard J L等［16］對17名糖尿病足患者進(jìn)行了試驗(yàn)性、隨機(jī)、雙盲的研究，比較了bFGF和安慰劑的局部應(yīng)用效果。結(jié)果表明局部應(yīng)用bFGF治療足部慢性神經(jīng)性糖尿病潰瘍與安慰劑相比沒有優(yōu)勢，推測使用單一生長因子可能不足以加速糖尿病潰瘍的傷口愈合。

基于慢性潰瘍性創(chuàng)面發(fā)病機(jī)制的多樣性和復(fù)雜性，以及bFGF在臨床上運(yùn)用的局限性，隨即衍生出諸多給藥模式以及多種生長因子聯(lián)合使用以產(chǎn)生“雞尾酒”效應(yīng)來促進(jìn)創(chuàng)面的愈合。Choi S M等［17］制作了一種將ST-EGF和ST-bFGF浸潤到透明質(zhì)酸膠原敷料基質(zhì)上的敷料，使得更高純度和更持續(xù)的ST-bFGF得以釋放，觀察糖尿病小鼠在此敷料的治療下創(chuàng)面愈合程度。實(shí)驗(yàn)證實(shí)，通過此種給藥模式，ST-bFGF能夠加速創(chuàng)面愈合、刺激再上皮化、新生血管化和膠原沉積，且該敷料可以在室溫下長期保存。Losi P等［18］研究發(fā)現(xiàn)，使用含有血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）和bFGF納米顆粒的纖維蛋白支架，可以刺激肉芽組織的形成、膠原蛋白的沉積以及再上皮化，顯著提高了糖尿病小鼠開放性傷口的愈合速度。

3.2 bFGF治療下肢靜脈性慢性潰瘍的效用

下肢靜脈性潰瘍?yōu)槁造o脈性疾病的常見并發(fā)癥。在美國，有一半以上的靜脈性潰瘍患者需治療12個(gè)月以上［19］，為難愈性潰瘍，潰爛處多為小腿中下段前內(nèi)側(cè)面。其復(fù)發(fā)率高，嚴(yán)重時(shí)深及筋膜，易并發(fā)濕疹樣皮炎，經(jīng)久不愈［20］。原發(fā)性靜脈疾病的病因多為遺傳因素和環(huán)境因素，患者下肢局部組織因靜脈血液反流與梗阻，導(dǎo)致靜脈淤滯、靜脈高壓，同時(shí)伴有血管壁通透性增高和炎癥因子的變化［21］。

有研究表明，下肢靜脈潰瘍患者的靜脈潰瘍成纖維細(xì)胞表現(xiàn)出與衰老細(xì)胞類似的細(xì)胞周期蛋白表達(dá)［22-24］，而這種衰老細(xì)胞的表達(dá)，與磷細(xì)胞周期蛋白依賴的激酶抑制蛋白p21過高分泌和磷酸化的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白下調(diào)有關(guān)［25］。Seidman C等［26］通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，bFGF可促進(jìn)靜脈潰瘍成纖維細(xì)胞衰老表型的逆轉(zhuǎn)：磷酸化的視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤蛋白上調(diào)，同時(shí)激酶抑制蛋白p21顯著下調(diào)。并且它能夠克服在成纖維細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞增殖障礙，促進(jìn)慢性潰瘍創(chuàng)面的愈合。

林裕華等［27］通過貝復(fù)劑溶液和維斯克溶液濕敷，比較下肢靜脈性潰瘍患者的愈合速度，發(fā)現(xiàn)貝復(fù)劑溶液治療組的慢性潰瘍性創(chuàng)面的愈合速度要顯著高于維斯克溶液治療組，說明了bFGF能夠通過刺激上皮細(xì)胞增殖、血管內(nèi)皮增長以及濡養(yǎng)神經(jīng)等作用加速慢性潰瘍性創(chuàng)面的愈合。

3.3 bFGF治療結(jié)核性皮膚潰瘍慢性創(chuàng)面的最新進(jìn)展

結(jié)核性創(chuàng)面為結(jié)核分枝桿菌侵犯機(jī)體除肺部外的其他臟器、組織，造成周圍淋巴結(jié)核、胸壁結(jié)核和骨、關(guān)節(jié)結(jié)核等，導(dǎo)致皮膚或局部軟組織的潰破［28-29］，發(fā)病率約為全部結(jié)核病患者的十分之一［30］，多發(fā)為慢性難愈性潰瘍，表現(xiàn)為局部創(chuàng)面肉芽蒼白水腫，伴有膿水稀薄，或夾有敗絮樣組織，呈干酪樣壞死，病情纏綿難愈，多伴有竇道。其病因多為患者內(nèi)源性的結(jié)核病蔓延、外源性的結(jié)核分枝桿菌感染以及卡介苗疫苗接種感染［31］。

相較于其他CSU，結(jié)核性創(chuàng)面的發(fā)病率低，易誤診、漏診，人們對結(jié)核分枝桿菌的傳染性也有一定的畏懼心理［32］。國內(nèi)對其治療以全身抗結(jié)核治療為主，但長期服用抗結(jié)核藥不僅具有一定的肝毒性，且到達(dá)局部潰瘍創(chuàng)面時(shí)，藥物濃度已無法有效地促進(jìn)結(jié)核性創(chuàng)面的愈合。

張同威等［33］通過建立新西蘭兔的結(jié)核性創(chuàng)面模型，觀察bFGF單獨(dú)或聯(lián)合抗結(jié)核藥（6 mL異煙肼注射液和0.15 g利福平粉針劑）使用后創(chuàng)面的大體情況。研究發(fā)現(xiàn)，與空白對照組相比，兩組新西蘭兔上皮細(xì)胞增殖速度都顯著提高，纖維細(xì)胞排列較為稠密規(guī)則且微血管數(shù)明顯增加，證明了bFGF單獨(dú)或聯(lián)合抗結(jié)核藥物使用治療結(jié)核性創(chuàng)面潰瘍，能夠明顯促進(jìn)CSU的愈合，縮短病程。

3.4 bFGF治療壓力性潰瘍的作用機(jī)制

壓力性潰瘍的產(chǎn)生多是由于長期臥床、行動(dòng)不便的病人局部皮膚的長期受壓，而使局部組織的血液循環(huán)產(chǎn)生障礙、缺血缺氧而引起。Ⅲ度壓瘡在臨床中多屬于難愈性創(chuàng)面［34］。隨著局部組織的缺血缺氧的程度增加，受損創(chuàng)面的相關(guān)生長因子如VEGF和bFGF等分泌也呈正相關(guān)減少，從而導(dǎo)致壓力性潰瘍的繼續(xù)發(fā)展繼而難以愈合［35］。

王瑩等［36］通過蘇木精-伊紅染色法觀察不同創(chuàng)面組織的形態(tài)學(xué)特征，發(fā)現(xiàn)壓力性潰瘍面的中心部位bFGF的表達(dá)明顯低于潰瘍面的邊緣部位，說明從壓力性潰瘍面的中心部位至潰瘍面的邊緣部位，其創(chuàng)面修復(fù)能力逐漸遞增，但值得注意的是，無論是中心部位還是邊緣組織，bFGF的表達(dá)都明顯低于急性創(chuàng)面，這證明了bFGF的減少是導(dǎo)致CSU創(chuàng)面難愈的重要原因之一，這與上文中糖尿病相關(guān)性創(chuàng)面的難愈性相關(guān)研究吻合。

Shi H X等［37］通過測試大鼠DTI模型發(fā)現(xiàn)，與生理鹽水相比，使用bFGF進(jìn)行創(chuàng)面修復(fù)治療，提高了肌源性標(biāo)記蛋白MyHC和肌生成素的表達(dá)并提高了肌生成相關(guān)蛋白p-Akt和p-mTOR的水平，表明bFGF可以通過激活PI3K/Akt/mTOR信號通路來促進(jìn)受傷的骨骼肌再生，可以認(rèn)為臨床上給予使用bFGF是治療壓力性潰瘍骨骼肌損傷的潛在途徑。

3.5 bFGF對病理性瘢痕的預(yù)防及治療作用

瘢痕組織生成時(shí)期是CSU愈合過程的一個(gè)重要階段。在瘢痕組織中，成纖維細(xì)胞與內(nèi)皮細(xì)胞相互作用：成纖維細(xì)胞刺激分泌bFGF，從而刺激血管內(nèi)皮細(xì)胞增生，促使毛細(xì)血管增長；反之，增生的血管內(nèi)皮細(xì)胞同樣可以提高bFGF的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)膠原蛋白的分泌［38］。膠原蛋白是瘢痕生成階段中重要的一環(huán)，在瘢痕組織和增生性瘢痕的發(fā)生發(fā)展中起到了至關(guān)重要的作用［39-41］。

另外，bFGF通過各種機(jī)制調(diào)控細(xì)胞外基質(zhì)的合成和降解，防止膠原在真皮過度沉積，有助于預(yù)防病理性瘢痕形成。研究表明，bFGF可以加速傷口愈合和上皮化，與對照創(chuàng)面組相比，在切除皮膚腫瘤后立即沖洗創(chuàng)口或注射bFGF到縫合切口處可顯著降低愈合后瘢痕增生或瘢痕增寬的可能性［42］，因此Abdelhakim M等［7］認(rèn)為bFGF的局部應(yīng)用可以防止創(chuàng)傷和燒傷的病理性瘢痕的形成。

4 展望

bFGF應(yīng)用于CSU的治療，已顯示出較好的效果。其刺激成纖維細(xì)胞的增殖、微血管的生長和促進(jìn)再上皮化等功能，對難愈性創(chuàng)面的治療和預(yù)后具有較好的研究前景。但由于bFGF有半衰期短、無法控制在創(chuàng)面中的釋放速度等局限性，其給藥方式也隨著生物科技的發(fā)展而產(chǎn)生變化。如Notodihardjo S C等［43］開發(fā)了一種新型人造真皮PelnacGplus，其能夠維持bFGF10 d的生物穩(wěn)定性，并根據(jù)慢性潰瘍性創(chuàng)面的生物降解情況對創(chuàng)面持續(xù)釋放bFGF；Hihara M等［44］通過使用浸漬bFGF的明膠水凝膠片，發(fā)現(xiàn)其可以有效促進(jìn)小鼠皮瓣的血管生成并改善皮瓣的存活率。有關(guān)bFGF的臨床實(shí)驗(yàn)和藥物創(chuàng)新不斷出現(xiàn)，可以證明bFGF在治療CSU方面有良好的臨床療效和廣闊的研究前景，它還有許多未知的領(lǐng)域等待著人們的探索。