慢性难愈合创面的基础研究及临床应用进展

    唐乾利 唐强 龚元勋

    [专家介绍]唐乾利，二级教授，主任医师，医学博士，广西特聘专家，广西优秀专家，享受国务院政府特殊津贴，博士生导师、博士后合作导师。广西重点学科（外科学）学科带头人，广西肝胆疾病临床医学研究中心主任，广西医学高层次领军人才。现任右江民族医学院党委常委、副校长，兼任中国中西医结合学会烧伤（与创面修复）专业委员会主任委员、广西科协常委、广西卫生法学会会长及党委书记，广西中西医结合学会副会长兼外科分会主任委员等学术职务。擅长于普外科手术及中西医结合治疗外科疾病，主要研究方向为胆石症防治、创面修复的基础研究与临床应用。先后主持11项国家级科研项目，其中国家自然科学基金项目8项，主持省（部）级科研课题29项，9项成果鉴定为国内、国际领先水平。获专利授权6项，获省部级以上科研成果奖21项。主编、参编专著16部，参编全国统编教材、规划教材15部（其中任副主编6部），发表专业论文330余篇，其中SCI论文23篇。应邀在区内外180多家单位主讲专题讲座200余场次。培养硕士生64名、博士生23名、博士后6名。

    【摘要】 创面修复是一个复杂且严格遵循修复程序进行的过程，对于维持皮肤的屏障功能至关重要;在创面修复的过程中，如果受到一种或多种致病因素的作用，将会影响正常修复程序顺利进行，导致慢性难愈合创面的发生。创面的经久不愈不仅使患者遭受严重的身心不适和经济困扰，同时也耗费了医疗系统的大量资源。为解决这一难题，目前已经开展了大量的基础研究和临床应用研究，实施了一系列的临床诊疗方案。该综述通过回顾慢性难愈合創面的基础研究和临床应用进展，以期为慢性难愈合创面的研究及治疗提供可靠的理论依据和实践经验总结。

    【关键词】 创面修复;慢性难愈合创面;基础研究;临床治疗

    中图分类号：R64 ? 文献标志码：A ? DOI：10.3969/j.issn.1003-1383.2020.11.001

    【Abstract】 ? Wound repair is complicated. It strictly follows repair process and is very essential to maintain skin barrier function. In the process of wound repair， if affected by one or more pathogenic factors， it will affect the normal repair process， and then lead to the occurrence of chronic refractory wounds. The prolonged wound repair not only makes patients suffer from serious physical and mental discomfort and economic distress， but also consumes a lot of resources of the medical system. In order to solve this problem， a large number of basic researches and clinical application researches have been carried out， and a series of clinical diagnosis and treatment programs have been implemented. This article aims at providing reliable theoretical basis and practical experience summary for the research and treatment of chronic refractory wounds by reviewing the progress on basic researches and clinical applications of chronic refractory wounds.

    【Key words】 wound repair; chronic refractory wound; basic research; clinical treatment

    临床上常把由各种原因引起的经过1个月以上的治疗仍未愈合，并且无愈合趋势的创面称之为慢性难愈合创面[1]，常由糖尿病、血管性疾病、感染、放射性损伤及长期卧床等多种原因引起[2]。近几年，随着人口老龄化及疾病谱的改变，各种疾病导致的慢性难愈合创面患者数量呈现出上升的趋势，且其发病机制复杂，治疗难度大，治疗周期长，治疗费用高，严重影响临床患者的身心健康和生活质量。据相关流行病学统计，在美国，这类伤口罹患人数已超过600万人，且每年投入治疗的费用高达30亿美元[3]。在中国，慢性创面患者占外科住院患者的1.5%～3%，并呈逐年增高趋势，例如糖尿病性溃疡的发病率则由10年前的不足5%上升至36%左右[4]。为解决这一难题，学者们展开了大量的基础实验探究慢性难愈合创面的病理机制，临床上亦开展了诸多针对性的治疗方案，并取得了不同程度的疗效。现将慢性难愈合创面的基础研究及临床应用进展概述如下。

    1 生理性创面修复

    生理性创面修复是由一系列严谨而复杂的程序组成的，其主要目的是保持组织的完整性和促进皮肤生理功能的恢复[5];然而在临床上常见到的那些本应进行生理性修复的创面在修复过程中遭受一种或者多种因素作用，使生理性修复程序发生紊乱或者停止[6];临床上常见的情况有静脉或动脉供血不足，如糖尿病、肾病和创伤等;还有局部因素，如局部组织缺血缺氧、异物、组织浸润、渗出液、感染、炎症过程调节受到破坏，以及包括营养或免疫状况受损在内的全身性因素等。生理性创面修复主要包括快速止血，局部炎症，间充质细胞分化、增殖及迁移，组织的重塑四个过程。在此过程中，主要的细胞类型是血小板和间质细胞，它们能够募集炎性细胞并形成临时基质，多种细胞共同参与调节细胞因子的生长环境，从而影响细胞增殖反应和伤口的愈合[7～8]。现将各阶段具体内容简略介绍如下：

    1.1 快速止血

    当皮肤完整性遭到破坏后，原本包裹在组织中的胶原蛋白暴露，激活机体内外凝血级联反应的发生。首先发生的是血小板的聚集和血管的收缩，二者的发生可以大大减少血液的丢失;同时部分渗出的血液可在伤口处形成血块以填充伤口床，血块填充形成的伤口床可作为不同细胞因子迁移所需的临时基质。当血管收缩5至10分钟后，即从收缩状态转为扩张状态，血小板和白细胞都迁移到临时基质中[5]，并激活补体级联反应，从而激活炎症细胞并杀死细菌[9]。在此阶段中，各种细胞因子和生长因子会被激活释放到伤口中，介导细胞间相互作用并协同参与调节不同细胞的活性，从而完成创面修复任务[10]。

    1.2 炎症反应

    皮肤受到损伤，使原本常驻皮肤细胞（例如角质形成细胞、巨噬细胞、树突状细胞和肥大细胞）暴露于危险信号，而这些危险信号会被特定的模式识别受体所识别，通常机体中存在两大类识别模式：（1）损伤相关分子模式（DAMP），即由经历坏死的应激细胞释放的分子，例如细胞内的蛋白质、DNA和RNA;（2）病原体相关分子模式（PAMP），是宿主中未发现的病原体特异性分子，例如细菌必需的多糖和多核苷酸[11]。

    Toll-like受体（TLR）是目前研究中最明显的模式识别信号特征。已知TLR在宿主细胞上组成性表达，刺激TLR，能够诱导细胞内信号通路的激活，如B细胞的核因子κ-轻链增强子（NF-κB）和促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路，导致大量基因（包括细胞因子、趋化因子和抗菌肽）的表达，从而引发并维持炎症反应。此时的趋化因子，产生的补体、细菌降解的副产物及嗜中性粒细胞，这些产物都将聚集至伤口部位[12～13]。在此期中的趋化因子功能作用强大，其主要能够通过诱导内皮细胞上黏附分子[包括细胞间黏附分子1（ICAM1）、血管细胞黏附分子1（VCAM1）和e-选择素（SELE）]的表达，这样就能够介导嗜中性粒细胞黏附于血管壁，并發挥其功能[14]。紧接着内皮细胞黏附和趋化因子的暴露改变嗜中性粒细胞的细胞骨架，进而导致嗜中性粒细胞外渗。外渗的嗜中性粒细胞就会暴露于趋化因子的梯度中，并向较高浓度迁移，即这些趋化因子释放的部位（即伤口部位）。不仅是嗜中性粒细胞，所有白细胞都是通过此种方式来定位的。如果伤口没有被感染，中性粒细胞通常会保留2～5天。此时存在的中性粒细胞能够发挥吞噬作用以去除病原体和细胞碎片[15]，被吞噬的病原体和细胞碎片将被有毒的阳离子酶和氧代谢物杀死并消化。中性粒细胞还会产生细胞因子，例如肿瘤坏死因子（TNF）-α、白介素（IL）-1β和IL-6[16]，以增强炎症反应。而且，它们通过释放各种抗菌物质（例如阳离子肽和蛋白酶）来发挥清创作用。尽管炎症细胞还会产生诸如蛋白酶和活性氧（ROS）之类的不利物质，但是只要这些物质的含量在一定范围内，机体可以完成正常的修复过程。

    1.3 间充质细胞分化、增殖及迁移和组织重塑

    增殖期通常在炎症期之后，亦可与炎症期重叠共同作用，其特征在于上皮的增殖和修复细胞在伤口内临时基质上的迁移（重新上皮化）[16]。在修复性真皮中，成纤维细胞和内皮细胞是最重要的细胞类型，它们支持毛细血管生长，胶原蛋白形成以及损伤部位肉芽组织的形成[17]。成纤维细胞能够在伤口床中产生胶原蛋白以及糖胺聚糖和蛋白聚糖（这些均是细胞外基质，即ECM的主要成分）。在大量细胞的增殖和ECM合成之后，创面修复将进入最终的重塑阶段，该阶段可能会持续数年。在这个阶段，许多新生的毛细血管会出现退化，进而伤口的血管密度恢复至正常。重塑阶段的一个关键特征是将ECM重塑为一种接近正常组织的构架。另外，创面修复在整个愈合过程中还经历了物理收缩，而这主要由于收缩性成纤维细胞（成肌纤维细胞）的介导作用。

    2 慢性难愈合创面

    慢性难愈合创面通常是由于正常的修复程序发生紊乱或者停止而导致的。各类慢性难愈合创面顽疾发生的病因学各异，但其发生的病理机制有共同之处：（1）皮肤组织中起主要修复作用的细胞发生细胞增殖障碍及细胞过度凋亡;（2）胞外基质生成较前少，导致修复细胞移动支架被破坏;（3）皮肤组织发生创面后，局部创面组织中的生长因子及相关细胞因子的浓度发生变化，一定程度延缓了创面修复的生物学进程;（4）调控创面组织愈合的相关细胞分子信号网络发生障碍。

    近几年的科学研究发现，慢性难愈合创面较其他创面具有较高的细菌生物膜发生率;且创面内可检测到有大量的炎性细胞聚集，此现象的发生导致创面组织持续炎症的发生，同时炎症细胞还能产生各种ROS，这些ROS具有破坏ECM和细胞膜的结构元素的作用，使正常的细胞过早衰老[18]。除了这些直接的负面影响外，ROS与促炎细胞因子一起诱导丝氨酸蛋白酶和MMP的产生[19]，这些丝氨酸蛋白酶和MMP能够降解ECM的成分和正常修复细胞所需的生长因子。虽然研究发现与其他创面相比，ROS也能够导致伤口床内细胞的氧气和营养供应不足，导致伤口床的进一步切割和愈合受损[20]。慢性难愈合创面中生长因子的产生通常增加，但是其数量和生物利用度却大大降低[21]，这可能与缺少功能性受体或适当的迁移基质底物有关。

    此外，慢性难愈合创面存在着基质降解和细胞衰老/凋亡升高，以及过度的蛋白水解作用，关键生长因子、受体和ECM的降解;所以创面中的细胞是无法进行正常的增殖和迁移，进而导致细胞增殖水平不足，ECM合成发生障碍，TIMP产生不足以及血管新生/新血管形成受损。大量实验[22～23]已证明血管生成和新血管形成受损，会使创面缺血缺氧，进一步加重创面的损伤及延迟创面的愈合。

    总而言之，慢性创面组织结构的破坏，细胞调节的失衡均可导致创面无法进行正常修复，探究慢性难愈合创面的病理机制，研发针对性的临床治疗方法是迫切且急需的。

    3 慢性难愈合创面的临床治疗

    3.1 伤口护理和敷料的应用

    创面护理在创伤早期是极为重要的。治疗的最初阶段就是对伤口进行抗感染相关的一系列处理，其主要包括了异物、分泌物和坏死不可再生组织的清除;这些均可通过手术或者机体自溶清创（通过自身的自溶/酶促机制）来完成，其中自溶清创是指在潮湿的伤口环境中产生的参与纤维蛋白降解的内源性酶的自我激活，进而发挥清创的作用[24];虽然该方法在伤口愈合中有一定的作用，但它无法去除已坏死的组织，因此外科清创才是创面护理的重要组成部分。近几年，又提出了一种新的理念，就是将外科清创和自溶清创进行有机的结合，如幼虫/蛆[25～26]疗法，该疗法可通过抑制细菌生长，清除局部坏死组织，促进肉芽组织增生等多种途径促进创面愈合。

    现临床上存在多种类型的敷料，其最主要目的是将伤口与外界环境进行一定程度的隔离，起到保护创面、局部支撑、促进引流的作用，在一定程度上可降低感染的发生。传统干纱布是临床上最常用的敷料，但是在使用过程中由于其干燥的特性会与愈合的创面粘连在一起，在换药过程中会对伤口造成进一步的损伤。因此，潮湿的闭塞敷料[27]（为创面营造低氧张力环境）、水胶体和水凝胶（能够吸收一定的渗出液，为伤口营造湿润的环境）、低黏附性敷料和半透膜[28]（能够限制液体和微生物的渗透，但允许空气和水蒸气通过）、藻酸盐敷料[29]（能够吸收大量的渗出液，因此被广泛地应用于高渗出量的伤口）以及胶原蛋白产品[30]（能够促进激活对伤口至关重要的细胞类型，同时可消耗诸如自由基和蛋白酶等）在临床上被越来越广泛的应用。

    3.2 皮肤替代品

    皮肤在损伤过程中被大量破坏、污染及丢失，使创面组织大面积地暴露于外界环境中，这样大大增加了创面的感染率;同时大面积的皮肤组织的丢失，会使创面的愈合也变得更加艰难，故皮肤移植在有些情况下也是很有必要的[31]。其中最安全且损伤最小的就是进行机体自体皮肤移植，这种方式降低了免疫系统产生的异体排斥反应。临床上也存在其他创面修复材料，主要有包皮组织、细胞外基质和可生物吸收的聚乳胶网（真皮移植物）的成纤维细胞开发的材料等，这些材料可通过防止局部感染，调控炎症反应，促进失活组织清除、新生肉芽组织及血管的形成等多种作用促进慢性难愈合创面的愈合。其功效是显而易见的，但是理论上这些材料应该存在着一定的免疫排斥反应，有待进一步的临床应用疗效观察。

    3.3 负压伤口治疗

    负压伤口治疗主要是通过对伤口营造湿润的环境，优化血液流动，清除渗出液并施加压力来促进伤口愈合。其能够大大减轻慢性难愈合创面中缺血缺氧等多种不良因素的作用。此外，大量研究表明[32～33]，负压伤口治疗促进创面愈合与伤口感染率降低有密切的关系。同时，从长远来看，该方法减少了换药过程中对伤口带来的损害以及可能感染的发生，节省了大量医疗成本，并减少对外科清创术的需求。

    3.4 生长因子

    已有大量研究发现，在慢性难愈合创面中，表皮生长因子（EGF）、成纤维细胞生长因子（FGF）、转化生长因子-β（TGF-β）、血小板衍生生长因子（PDGF）和血管内皮生长因子（VEGF）的表达水平是降低的[34～35];且相关研究已经表明，这些因子的表达失衡与创面的长久不愈关系密切。故临床上常使用一些能够促进生长因子作用的药物，如贝卡敏明凝胶和重组牛碱性成纤维细胞生长因子外用凝胶等药物局部外用，利于创面的愈合。

    3.5 高压氧

    高压氧已被证明可促进伤口的愈合，其主要通过促进成纤维细胞增殖，增强免疫功能，刺激血管生成等功能来实现创面愈合[36]。但是该治疗方法仍存在一定程度的争议，主要是因为高压氧对于局部治疗的疗效尚未被充分证明。

    3.6 中醫药与中西医结合疗法

    慢性创面在祖国传统医学中属于“疮疡”“溃疡”“席疮”“顽疮”“臁疮”范畴，《医学入门·痈疽总论》称“疮口不敛，由于肌肉不生;肌肉不生，由于腐肉不去”，《外科理例》亦讲“生肌之法，当先理脾胃，助气血为主，则肌肉自生”，因此传统中医药治疗多采用中药局部外治以“去腐生肌”结合“和营理气”中药内服进行治疗，其中外治疗法包括皮肤再生医疗技术（MEBT/MEBO）等。MEBT/MEBO主要是将湿润烧伤膏和湿润暴露疗法进行有机的结合，一方面通过给创面中的细胞营造良好的生长环境，另一方面可以隔绝外界病毒微生物的入侵。唐乾利教授所带领的团队[37～41]通过大量基础实验和临床试验已经证实，MEBT/MEBO能够稳定地控制创面炎症因子分泌、调控基质金属蛋白酶家族的表达进而重塑细胞外基质、促进血管新生以及促进成纤维细胞因子和表皮生长因子的表达等。但该治疗过程中仍有很多机制未明，仍需进一步深入研究。

    4 展望

    慢性难愈合创面是临床上令人困扰的疾病，因其长久不愈的特点不仅耗费了大量的医疗资源，还加重患者的经济负担，故该难题亟待解决。随着蛋白组学、基因组学、代谢组学及医学分子生物学的不断发展，以及现代医学的新技术、新手段的层出不穷，为慢性难愈合创面的治疗提供了坚实的理论基础和技术保障;而中医药在慢性难愈合创面方面的治疗，也具有较高的研究价值。慢性难愈合创面的病理机制研究不断取得新的进展，而临床诊治方案越来越成熟，前景良好。但我们亦知，慢性难愈合创面疾病本身内在机制复杂，行之有效、安全可靠的治疗方法始终是我们寻求的目标。对于世界性难题的慢性难愈合创面，我们应进一步明确其病因学，详尽了解其发病的病理机制，从而才能做到直击具体靶点的精准、有效的治疗，结合中西医学各自的优势，寻求最佳结合点，发挥“1+1>2”的效应，最优地解决慢性难愈合创面所带来的难题。

    随着慢性难愈合创面患病人数的增多，及其发病因素的多样性、临床治疗的多学科综合性，创面修复工作已不是过去简单的换药过程，而逐渐转变为对一类疾病的系统治疗，发展为一门学科，并在一定程度上依赖医疗政策的支持。2019年12月3日，国家卫生健康委员会办公厅发布了“关于加强体表慢性难愈合创面（溃疡）诊疗管理工作的通知”（国卫办医函〔2019〕865号），同时发布了“医疗机构创面修复科基本标准”和“创面修复科临床医师，护士基本技能要求”2个指导性文件[42]。通过强调重视体表慢性难愈合创面诊疗管理工作、加强创面修复科等相关科室能力建设、提升创面修复诊疗能力和规范化水平、丰富创面修复医疗服务内涵等方面促进体表慢性难愈合创面（溃疡）诊疗管理，并对医疗机构创面修复科基本建设及相关医护人员基本技能作出了规定，这表明慢性难愈合创面已在国家层面得到重视。未来对于慢性难愈合创面，可围绕创面形成机制，及早预防、及时发现和制定系统且极其个体化的诊疗方案。中医药治疗体表慢性难愈合创面由来已久，有着良好的治疗效果，但中药外用治疗存在着药物成分复杂、有效成分利用率低、作用靶点不明了等诸多不利因素。如何借助现代医学技术，将中西医结合优势应用到慢性难愈合创面的基础研究及临床诊疗上，不少学者在积极探索。如唐乾利研究团队长期致力于对MEBT/MEBO在慢性难愈合创面领域的研究[1，6，22，37～41，43～44]，正是从现代医学分子细胞层面探讨中医药对慢性难愈合创面的疗效靶点和疗效机制，为中西医结合应用于慢性难愈合创面的治疗提供更有力的依据。在以后的研究中，亦可将祖国传统中医药治疗技术与中药新型递送系统、现代医学手术治疗的术式创新、创面修复材料创新和组织工程应用等方面有机地结合起来，开展综合治疗，以期形成一门系统、完善、成熟的学科。

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    （收稿日期：2020-10-13 修回日期：2020-11-06）

    （编辑：潘明志）