皮肤创面愈合与瘢痕形成机制
瘢痕研究的主要内容之一就是探讨清楚瘢痕的形成机制，为
瘢痕防治提供理论依据和可行方法。有关此方面的研究最为火热，目前从组织学研究、细胞学研究已深入到分子生物学研究水平，并已取得较大进展，如已知成纤维细胞、肌成纤维细胞等细胞成分；胶原的代谢与排列失常等基质成分；生长因子，基因表达，细胞凋亡，免疫，微循环等因素均参与了创面愈合与瘢痕的形成和转归过程。以上诸多因素又以个体的差异，其表达有所不同。当人体皮肤遭受外伤或其它原因破坏时，伤口修复过程同时开始，最终形成皮肤瘢痕。伤口修复过程中任何阶段的异常均可能导致病理性瘢痕的产生。但遗憾的是，到目前为止，瘢痕形成的确切机制尚未完全阐明。
目前有关创面愈合和瘢痕形成的机制，以皮肤创伤创面愈合和瘢痕形成为例，主要认识如下：
1．止血阶段 血小板发挥了关键的作用。血小板聚集后脱颗粒，释放和激活一系列有力的生长因子，包括表皮生长因子（EGF）、胰岛素样生长因子-Ⅰ（IGF-Ⅰ）、血小板衍化生长因子（PDGF）和TGF-β等。趋化炎症细胞如嗜中性粒细胞、巨噬细胞、肥大细胞以及上皮细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞等向伤口处聚集。血小板也同时产生纤维粘连蛋白，后者作为替代性伤口基质，可引导炎症细胞的游走。炎症细胞随后激活肉芽组织的形成。研究表明，血小板功能的紊乱可以增加纤维粘连蛋白和肉芽组织量，引起伤口组织的过度增生，导致伤口的过度愈合。
成纤维细胞表现有高度纤溶酶原激活物活性和低度纤溶酶原激活物抑制物-1活性，可协同作用于纤溶酶的产生，决定了纤维蛋白的降解。研究表明与正常成纤维细胞相比，瘢痕疙瘩成纤维细胞表现为低水平纤溶酶原激活物和高水平纤溶酶原激活物抑制物-1活性，导致血浆中纤溶酶浓度较低，从而不能有效地溶解纤维蛋白。
TGF-β也可抑制纤维蛋白的溶解，在正常成纤维细胞中可下调纤溶酶原激活物和上调纤溶酶原激活物抑制物-1的活性。
2．炎症阶段 损伤激活凝血系统、激肽系统和补体系统，进而导致大量血管活性介质和趋化因子的释放，同时刺激炎症细胞的游走。嗜中性粒细胞和巨噬细胞对伤口进行清理，并释放一些生长因子，伤口局部炎症反应增强，局部的促纤维化细胞因子，如PDGF，TGF-β和IGF-Ⅰ的浓度增加，可导致增生性瘢痕和瘢 痕疙瘩的形成。
（1）巨噬细胞：巨噬细胞在炎症反应和肉芽生长的过程中起着重要的作用。除了释放上述的促纤维化细胞因子外，也可以产生白介素（IL）-1α和1β等，后者不仅仅诱导炎症细胞粘连和游走，更重要在于影响细胞外基质的降解。如IL-1刺激基质金属蛋白酶的释放，与炎症细胞释放的干扰素-γ（IFN-γ）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）协同诱导胶原酶活性。因此伤口中IL-1水平的降低将导致细胞外基质堆积和瘢痕形成。
（2）免疫细胞：表皮的郎格罕氏细胞、角质形成细胞、T-淋巴细胞和外周淋巴结组成一个完整的系统，为皮肤提供了一个独特的免疫监视功能。在增生性瘢痕的表皮和真皮中，郎格罕氏细胞和T-淋巴细胞数目明显增多。在增生性瘢痕真皮浸润的炎症细胞，均为HLA-DR强阳性，可激活T-淋巴细胞和巨噬细胞。同时，在角质形成细胞和成纤维细胞中有HLA-DR的异常表达。在瘢痕成熟过程中弥散分布于瘢痕中的T-淋巴细胞在血管周围形成不同密度的袖口状结构，并为巨噬细胞释放的IL-1、IL-6和TNF所趋化。瘢痕疙瘩患者可检测到针对成纤维细胞、上皮细胞、内皮细胞的来源不同的抗核抗体。
（3）肥大细胞：瘢痕疙瘩患者与增生性瘢痕患者相比，过敏症状发生频率更高，此与肥大细胞有关。肥大细胞散布于真皮胶原纤维束之间，在增生性瘢痕中肥大细胞数目明显多于一般瘢痕。
不同种族、性别、年龄患者过度增生瘢痕的发生率与血清IgE的水平直接相关。IgE刺激肥大细胞脱颗粒，释放组胺、肝素、5-羟色胺、酸水解酶、食糜酶和多种生长因子等，大部分参与真皮基质的产生。如组胺能够促进成纤维细胞产生胶原，在瘢痕疙瘩组织中组胺水平增高。
3.肉芽形成阶段 在止血和炎症阶段后，成纤维细胞和内皮细胞移行到伤口区域，产生血管丰富的结缔组织，新鲜组织呈现肉芽外观。与此同时，角质形成细胞由伤口边缘向中心生长，以新的表皮层覆盖伤口。
（1）新血管形成：在增生性瘢痕和瘢痕疙瘩中，新生的微血管较正常瘢痕者过度增生。由于内皮细胞过度增生，微血管向伤口裸露的表面生长，并且使管腔闭塞。胶原沉积从伤口底部开始，并且在新生微血管的侧支之间聚集。在过度增生的瘢痕组织中，可形成不同形态和大小的胶原结节。在肉芽形成阶段的晚期，微血管闭塞，过度增生瘢痕中的氧浓度降低，后者亦有可能是由于组织新陈代谢率过高或伤口区域的氧弥散度下降所致。结果，缺氧刺激血管生成，激活巨噬细胞释放因子，促进成纤维细胞增生和产生胶原。在瘢痕成熟的过程中，微血管逐渐降解、吸收，与胶原结节的形成和增大密切相关。
（2）基质产生：伤口由血凝块转变为肉芽组织过程中，只有基质降解和合成之间达到精细平衡，才能完成最理想的伤口愈合。成纤维细胞合成的胶原、纤维粘连蛋白和蛋白聚糖组成了细胞外基质。细胞外基质的降解是由巨噬细胞、肥大细胞、内皮细胞和成纤维细胞释放的胶原酶和其它蛋白水解酶完成的。基质降解不充分或合成过度或两者同时存在，均可引起增生性瘢痕和瘢痕疙瘩的产生。
（3）伤口收缩：在瘢痕组织形成的同时，伤口通过收缩减少表面积。成纤维细胞在这一过程中发挥着重要的作用。在肉芽组织形成过程中它们经历了一系列的表型改变，以不断调整它们与细胞外基质间的相互作用。首先，它们有迁移表型，原纤维化表型，后者产生了大量Ⅰ型胶原和Ⅲ型胶原以及其它基质成分。在伤口愈合最初的9天内，它们逐渐地发展为最终的表型，即肌成纤维细胞。肌成纤维细胞的特点是含有大量的α-平滑肌肌动蛋白微丝束，存在于血管周围、真皮深层、肉芽组织以及早期的增生性瘢痕。当伤口收缩停止以及完全上皮化后，肌成纤维细胞表型将会消失。然而，在增生性瘢痕中，它们持续存在于胶原结节中，是瘢痕收缩最重要的因素。伤口区域的局部因子影响了它们的表达，其中最重要的TGF-β1，其可诱导α-平滑肌肌动蛋白的表达，并且引起纤维基质凝胶的收缩。此外，其还刺激血小板衍生因子自分泌，参与到成纤维细胞活化和伤口收缩。
（4）再上皮化：如果创面完成再上皮化的时间超过3周，瘢痕增生极可能发生。与正常皮肤相比，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，两者的角质形成细胞均有HLA-2和细胞间粘附分子-1（ICAM-1）的表达，而正常瘢痕角质形成细胞未见表达，这也是免疫因素参与形成病理性瘢痕的依据。这种表达与真皮单核细胞浸润的密度密切相关，同时增加角质形成细胞向T-淋巴细胞的抗原呈递活性。角质形成细胞是生长因子的重要来源，后者大部分参与伤口区的免疫过程，部分在肉芽组织形成和瘢痕重塑过程中发挥重要作用，但是确切作用机制还不是很清楚。
4．重塑阶段 在早期细胞外伤口基质沉积后，通过细胞凋亡和成熟过程，基质中的胶原骨架和蛋白聚糖填充物开始重塑，以获得瘢痕张力。
（1）透明质酸：透明质酸是细胞外填充物的一部分，也是早期肉芽组织的主要组成部分。它促进细胞在细胞外基质中活动和分裂。创伤早期透明质酸聚集增加，5～10天后下降，以后残留物相对稳定，同时硫酸糖胺聚糖，包括硫酸-4-软骨素和硫酸皮肤素增加。在过度增生的纤维化组织中，透明质酸和蛋白聚糖持续处于超正常水平状态。在增生性瘢痕中透明质酸主要存在于真皮乳头的狭长带中，而在瘢痕疙瘩中透明质酸主要存在于增厚的表皮颗粒层和棘层中，说明二者生物学特性有所不同。
（2）蛋白聚糖：在重塑过程中，透明质酸被硫酸蛋白聚糖替代，它们均含有硫酸皮肤素和硫酸软骨素侧链。这些硫酸蛋白聚糖由成熟的瘢痕成纤维细胞产生，决定组织的弹性。蛋白聚糖的分布和它们所在的伤口环境对修复过程是非常重要的。例如，核心蛋白聚糖在含玻连蛋白基质中时可诱导金属蛋白酶的表达，可通过附着于Ⅰ型胶原纤维表面，可影响原纤维的形成，而且其分布与TGF-β一致。在增生性瘢痕中硫酸软骨素水平较高,其主要分布于活跃的增生结节内，并与胶原增生有关。此外它还与血管周围的T-淋巴细胞浸润有关。在正常瘢痕中，核心蛋白聚糖在整个真皮中强烈表达,而在过度增生的瘢痕中，缺乏核心蛋白聚糖，而双糖链蛋白聚糖的表达显著上调，尤其是在结节区域。
（3）胶原：胶原纤维构成真皮结构骨架，给皮肤和瘢痕组织提供张力。伤口早期的张力来源于纤维蛋白、纤维粘连蛋白、胶原、糖胺聚糖以及成纤维细胞之间的相互作用。后期的张力则由新的胶原不断沉积、重塑，以及通过改变分子间交连方式形成更大的胶原束而逐渐获得。在伤口修复的第2至3天，Ⅲ型胶原首先进入伤口；随后的第6至7天，Ⅰ型胶原进入；而Ⅴ型胶原的增加与组织血管生成并行。Ⅰ型和Ⅲ型胶原总量均增加，然而，Ⅲ型胶原的比例从损伤后一周的60%下降至成熟瘢痕的28%。在增生性瘢痕和瘢痕疙瘩中，Ⅲ型胶原的相对数量、或Ⅲ型与Ⅰ型胶原比例仍高于正常瘢痕和正常皮肤。
增生性瘢痕中合成的胶原原纤维较瘢痕疙瘩者更纤细，更规则，原纤维间距离也更宽。与增生性瘢痕不同，瘢痕疙瘩中胶原纤维方向不一致，这可能与瘢痕疙瘩不能引起瘢痕挛缩有关。与正常瘢痕相比，过度增生的瘢痕中的胶原纤维更易被酸溶解，依赖赖氨酰氧化酶交连的复合体数量减少。瘢痕疙瘩中，胶原酶抑制物如α2-巨球蛋白和α1-抗胰蛋白酶积聚。
胶原纤维的形成和降解也受蛋白聚糖浓度的影响。透明质酸和其它蛋白聚糖如核心蛋白聚糖、双糖链蛋白聚糖能够结合胶原纤维，并影响其三维分布。核心蛋白聚糖和双糖链蛋白聚糖能够和Ⅰ型胶原纤维互相作用，影响它们的原纤维形成。它们还可以抑制成纤维细胞与基质粘附，并可与TGF-β结合。
可见，创面愈合和瘢痕形成机制是一个相当复杂的生物学过程。成纤维细胞是创面愈合的主要修复细胞，它在创面修复过程中活化、增殖、合成胶原，其功能异常直接导致增生性瘢痕和瘢痕疙瘩的形成。肌成纤维细胞，其具有成纤维细胞和平滑肌细胞的特征和功能，在创伤愈合和瘢痕形成中具有重要作用。中性粒细胞、巨噬细胞、肥大细胞及血小板等的功能状态，胶原、透明质酸、蛋白聚糖等细胞外基质改变，也调节和影响着创面愈合与瘢痕形成和消退。如胶原的合成与分解动态平衡的紊乱，合成代谢超过了分解，导致了瘢痕胶原纤维的堆积和排列异常，是引起瘢痕增生临床表现的基础。细胞因子因素，基因表达因素，微循环因素，免疫因素等都影响着创面愈合和瘢痕的形成。且这些细胞之间，细胞与细胞外基质之间，细胞、细胞外基质与细胞因子之间等相互影响，构成了十分复杂的调节网络，致使人们目前尚未找到其关键之处，难以调控创面愈合和瘢痕形成于适当的程度，值得进一步深入研究。
整形十六科（瘢痕综合治疗一中心）供稿
