光动力治疗防治增生性瘢痕的研究进展

洪艳玲，潘 宁

瘢痕（scar）是创伤愈合的必然产物。伤口愈合有两种形式，一种是正常瘢痕，另一种是以胶原为主的细胞外基质成分的大量沉积，发生真皮组织过度增生，称之为病理性瘢痕。增生性瘢痕(hypertrophic scar，HS)是病理性瘢痕的一种，是因成纤维细胞增殖、生长失控、胶原过度沉积导致真皮纤维化。增生往往持续数月或数年以后，才逐渐发生退行性变化。由于瘢痕组织的粘弹性降低，使人体表面皮肤组织的正常解剖结构遭到破坏，从而导致功能障碍，产生不同程度的瘙痒及疼痛，影响正常的生活与美观。因此，对瘢痕的防治也就成了目前关注的热点。

光动力治疗（photodynamic therapy，PDT）是上世纪80年代兴起并在近年发展起来的最初应用于治疗肿瘤性疾病的新型治疗手段[1]。增生性瘢痕抗纤维化的中心策略是抑制成纤维细胞的增殖和分化[2]，研究表明，任何非手术治疗瘢痕有效的方法，均应直接或间接针对抑制成纤维细胞增殖和调整胶原代谢异常这一重要环节[3]。只有消除伤口愈合过程中成纤维细胞增殖的影响，增生性瘢痕才能及早得到解决。近些年来，有关细胞凋亡在创伤愈合中的作用备受关注。有研究表明，多种细胞的凋亡参与了正常伤口的愈合过程，其中成纤维细胞凋亡与瘢痕的增生和萎缩直接相关[4]。顾瑛等[5]将PDT用于皮肤血管性疾病的治疗，根据其体内作用机制，PDT能够损伤新生瘢痕组织中的毛细血管内皮细胞，可能会进一步抑制成纤维细胞过量增殖和胶原纤维过度增生。由于增生性瘢痕中的成纤维细胞具有很强的增殖能力及活跃的功能，使成纤维细胞能摄取并储留较多的光敏剂，为PDT防治瘢痕形成奠定了基础。Chiu等[6]报道，PDT抑制成纤维细胞三维培养胶原支架中成纤维细胞的增殖、降低胶原的收缩程度、为调控细胞外基质的产生提供可能。本文主要就PDT对增生性瘢痕防治中的研究进展进行综述。

1 增生性瘢痕的发生机制

增生性瘢痕组织的本质就是成纤维细胞产生大量胶原蛋白，细胞外基质代偿增加和分解不足，在组织中大量沉积，机体难以吸收或者重塑而导致的病理状态[7]。近年来，随着细胞生物学和分子生物学在瘢痕形成机制方面研究的深入以及动物模型和瘢痕组织工程的建立，对增生性瘢痕的发病机制有了更深的认识。目前，对增生性瘢痕的研究主要集中在遗传相关因素、成纤维细胞生物学功能异常等方面[8]。Chen等[9]通过对6个瘢痕疙瘩中国汉族家系临床特点和基因方面的分析，发现其属于常染色体显性遗传伴不完全外显，并且存在表现度差异。大量研究表明，增生性瘢痕的发生具有一定的家族性，但其遗传规律不能单纯用现有的固定规律解释，仍然需要后续研究。多项实验研究证实，由于成纤维细胞凋亡减少而导致细胞增殖过度，分泌过多的胶原和细胞外基质也是导致病理性瘢痕发生的重要机制。

2 PDT在治疗增生性瘢痕中的应用

2.1 PDT作用原理

光动力反应是在光敏剂和光辐射作用下所导致的依赖于氧化反应的一种组织反应[10]。PDT最初是治疗各种肿瘤的经验方法，已拓展至痤疮、光线性角化病、基底细胞癌等损容性皮肤病的治疗[11,12]。近年来，随着对瘢痕研究的进展，更多人开始关注PDT对增生性瘢痕的防治效果。PDT的基础是病变组织能选择性摄取光敏剂，光敏剂可被一定波长的光激活，转变为激发状态光敏剂，同时产生激发态反应性单态氧或氧自由基。除对靶组织直接的细胞毒作用外，还能破坏微血管，导致病变组织坏死、脱落，最后局部愈合、上皮化[13,14]。由于增生性瘢痕有类肿瘤性质，故也可采用PDT治疗。

2.2 PDT发生的条件

PDT 作用的产生需要光敏剂、适当波长的光、适量浓度氧三种因素。Kennedy在1990年使用能透过表皮的小分子量卟啉前体5-氨基酮戊酸（5-aminolevulinic acid，5-ALA）或甲基氨基酮戊酸盐（methyl aminolevulinate，MAL），是光动力疗法在皮肤科应用的一个里程碑[10]。

2.3 PDT在增生性瘢痕防治中的研究

目前，对于增生性瘢痕的研究探索主要集中在成纤维细胞的增殖和细胞外基质的合成和降解等方面。许多生物学及细胞学研究结果均表明，瘢痕中胶原过度沉积，是因为其成纤维细胞的增殖能力和合成功能增强所致[15]。因此推断，在创伤愈合过程中抑制成纤维细胞的过度增殖和分泌，对防治增生性瘢痕有一定的作用。由于病理性瘢痕具有类肿瘤的生物学特性，表现为成纤维细胞高度增殖，其合成胶原蛋白等细胞外基质的能力显著增强，蔡宏等[16]联合光、光敏剂和氧，三者作用于瘢痕组织中的成纤维细胞，在透射电镜下观察超微结构时发现，对照组的成纤维细胞具有丰富的膜状结构，粗面内质网和高尔基复合体发达，这说明PDT是通过破坏前胶原等蛋白合成的场所，如粗面内质网、核糖体和线粒体，抑制细胞合成与分泌蛋白的能力，从而减少前胶原蛋白的生成。另外，在透射电镜下观察到，部分成纤维细胞的核胞染色质密度增高、边集，细胞表面明显下陷，形成伪足样突起，表明PDT在改变瘢痕组织中成纤维细胞高增殖状态的同时，诱导部分成纤维细胞发生了凋亡。Desmouliere等[17]对肉芽组织中的细胞凋亡数进行检测后认为，细胞凋亡参与了肉芽组织向正常瘢痕组织转化过程中多种细胞成分大量减少的动态过程。既往认为PDT抗肿瘤的机制主要是直接作用于肿瘤细胞，然而，越来越多的研究表明，血管损伤以及随后产生的血液流变学的异常在其治疗肿瘤机制中具有更重要的作用。孙晓燕等[18]采用ALA光动力学疗法防治兔耳增生性瘢痕，发现治疗后瘢痕明显软化，真皮层变薄，胶原纤维结构模糊、排列疏散、染色变淡，成纤维细胞减少，微血管数量减少，初步发现了PDT对兔耳增生性瘢痕有一定的抑制作用。宗宪磊等[19]的研究指出瘢痕疙瘩在临床表现、遗传性、基因调控、细胞因子及其受体以及端粒酶调控等方面均与肿瘤具有相似之处，一些治疗肿瘤的药物及方法已应用于治疗瘢痕疙瘩，并取得显著疗效，因此提出了瘢痕疙瘩的肿瘤源性学说。钟俊波等[20]研究发现，ALA-PDT对瘢痕成纤维细胞有明显抑制作用，光动力效应有显著的剂量依赖性，其抑制率随着光敏剂浓度和激光能量密度的增大而增大。结合临床考虑，提示在临床应用时选用较低浓度光敏剂和较大激光能量为宜。

3 小结

综上所述，大多导致瘢痕形成的因素同时也是创伤修复的必要条件，然而其中任何一个环节超过生理需要的增加都有可能导致瘢痕的产生。由于增生性瘢痕的类肿瘤性，越来越多的学者开始关注PDT作用于增生性瘢痕模型的疗效中，并取得了初步成就。但病理性瘢痕的形成是一个长期的过程，关于PDT防治增生性瘢痕的研究仍停留在早期阶段，远期疗效有待学者进一步研究证实。此外，PDT治疗瘢痕的机制还有待进一步深入了解，对于光敏剂的种类、剂量、给药途径的选择以及光动力学治疗的途径、激光的最佳波长、照射的最佳能量仍需进一步探究。

[1]Moan J, Peng Q. An outline of the hundred-year history of PDT[J]. Anticancer Res, 2003, 23(5A):3591-3600.

[2]陶灵, 李世荣, 刘剑毅, 等. JAK-STATs通路在CTGF刺激人增生性瘢痕成纤维细胞增殖分化中的作用 [J]. 中国美容医学,2008, 17(11):1642-1644.

[3]Phan TT, Sun L, Bay BH, et al. Dietary compounds inhibit proliferation and contraction of keloid and hypertrophic scarderived fibroblasts in vitro:therapeutic implication for excessive scarring [J]. J Tauma, 2003, 54(6):1212-1224.

[4]Akasaka Y, Ito K, Fjita K, et al. Activated caspase expression and apoptosis increase in keloids:cytochrome c release and caspase-9 activation during the apoptosis of keloid fibroblast lines [J].Wound Repair Regen, 2005, 13(4):373-382.

[5]顾瑛, 李俊亨, 江亿平, 等. 光动力学疗法选择性治疗鲜红斑痣的临床研究附40例报告 [J]. 中国激光医学杂志,1992,1(1):6-10.

[6]Chiu LL, Sun CH, Yeh AT, et al. Photodynamic therapy on keloid fibroblasts in tissue-engineered keratinocyte-fibroblast co-culture[J]. Laser Surg Med, 2005, 37(3):231-244.

[7]李荟元, 鲁开化, 郭树忠. 新编瘢痕学 [M]. 西安:第四军医大学出版社, 2003: 9-10.

[8]靳瑾, 高建华. 瘢痕疙瘩发病机制的研究动态 [J]. 中国组织工程研究与临床康复, 2007, 11(10):1953-1956.

[9]Chen Y, Gao JH, Liu XJ, et al. Characteristics of occurrence for Han Chinese familial keloids [J]. Burns, 2006:32(8):1052-1059.

[10]Szeimies RM, Drager J, Abels C, et al. History of photodynamic therapy in dermatology.In:Calzavara-Pinton PG, Szeimies RM,Ortel B,eds. Photodynamic therapy and fluorescence diagnosis in dermatology [M]. Amsterdam:Elsevier, 2001:3-16.

[11]Dragieva G,Hafner J,Dummer R,et al.Topical photodynamic therapy in the treatment of actinic keratoses and Bowen's disease in transplant recipients [J].Transplantation, 2004,77(1): 115-121.

[12]Morton CA. Photodynamic therapy for nonmelanoma skin cancerand more [J]. Arch Dermatol, 2004, 140(1):116-120.

[13]He J, Whitacre CM, Xue L, et al. Protease activation and cleavage of poly (ADP2ribose) polymerase: an intergral part of apoptosis in response to photodynamic treatment [J]. Cancer Res, 1998, 58(5):9401.

[14]Fingar VH. Vascular effects of photodynamic therapy [J]. J Clin Laser Med Surg, 1996, 14(5):323-328.

[15]Slemp AE, Kirschner RE. Keloids and scars:a review of keloids and scars,their pathogenesis, risk factors, and management [J].Curr Opin Pediatr, 2006, 18(4):396-402.

[16]蔡宏, 顾瑛, 曾晶, 等. HMME-PDT对兔耳增生性瘢痕块成纤维细胞增殖能力及其超微结构的影像 [J]. 中国激光医学杂志,2008, 17(3):157-161.

[17]Desmouliere A, Badid C, Bochaton-Piallat ML, et al.Apoptosis during wound healing,fibrocontractive diseases and vascular wall injury [J]. Int J Biochem Cell Biol, 1997, 29(1):19-30.

[18]孙晓燕, 王星武, 郭党学, 等. ALA光动力治疗兔耳增生性瘢痕模型的实验研究 [J]. 中国美容医学, 2009, 18(7):973-976.

[19]宗宪磊, 姜笃银, 蔡景龙, 等. 瘢痕疙瘩的肿瘤特性研究性进展[J]. 中国美容整形外科杂志, 2007, 18(5):393-397.

[20]钟俊波, 岑瑛, 刘全. ALA-PDT对瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖抑制作用的研究 [J]. 四川大学学报(医学版), 2010, 41(2):222-225.