创伤修复的分子生物学研究
王正国
关键词：创伤修复；分子生物学
自从20世纪80年代开展了生长因子在创伤修复中作用的研究［1］后，创伤修复这个古老的医学课题由此进入了一个新的研究高潮和“活跃期”。
研究生长因子的意义在于：（1）它使创伤愈合和组织修复这一传统的研究课题上了一个新台阶，由整体、器官、细胞水平深入到分子水平。（2）生长因子对组织修复作用的研究是基础科学和临床医学密切结合的范例之一，基础科学不仅能在理论上指导临床，而且还可将其研究成果直接应用于临床。（3）以往组织修复的治疗措施，除手术外，主要立足于消除不利于组织修复的各种因素，如局部感染、出血、水肿，同时辅以改善局部微循环、增强全身营养等措施，以便为创伤愈合提供良好的生理环境。而外源性生长因子的应用，却是着眼于提高机体本身的自我修复能力。从某种意义上讲，创伤修复的治疗在观念上已有所更新。
一、创伤修复的分子生物学研究的主要进展
1.证明创伤愈合的各个阶段都有生长因子的参与和调控［1-6］。例如：（1）炎症期中，由血小板释放出的血小板衍化生长因子（PDGF）、胰岛素样生长因子1（IGF-1）、表皮细胞生长因子（EGF）、转化生长因子β（TGF-β）等，作为炎症细胞的趋化剂而发挥重要作用。巨噬细胞在伤口处合成并分泌TGF-β、TGF-α、碱性成纤维细胞生长因子（bFGF）、巨噬细胞衍化生长因子（MDGF）和亲肝素性上皮生长因子（HB-EGF），这些因子可刺激成纤维细胞、表皮细胞和血管内皮细胞向伤口移动。（2）增生期中，成纤维细胞分泌IGF-1、bFGF、TGF-β、PDGF和角化细胞生长因子（KGF）；内皮细胞合成bFGF和PDGF；角化细胞合成TGF-β、TGF-α和角化细胞来源的自分泌因子（KAF）。这些生长因子刺激细胞增殖、细胞间基质蛋白合成和血管生成。（3）瘢痕形成期中，TGF、PDGF、TGF－β等在肉芽组织转变为瘢痕的过程中具有重要作用。
2. 初步阐明慢性溃疡与瘢痕过度增生的分子基础［2-4］。研究证明，慢性溃疡可能是由于未能控制胶原酶降解的结果［2］。同时还观察到，慢性难愈创面处，IL-8、IL-10的含量很高，它们以自分泌的方式对组织修复起抑制作用。慢性溃疡创面的巨噬细胞处于一种“失活”状态，不分泌肿瘤坏死因子（TNF）等炎症介质，从而使创面炎症反应减弱。慢性溃疡创面中，成纤维细胞产生胶原的能力减弱，对TGF－β和低氧刺激的反应能力有所下降，这与溃疡部位TGF－β2型受体数量减少有关。此外，慢性溃疡时，创面细胞凋亡增多，其特征是细胞肿胀、空泡化和DNA片段化［2］。
实验证实，在瘢痕疙瘩内的成纤维细胞中，Ⅰ、Ⅲ型胶原前体mRNA的比值为22∶1，而正常皮肤为6∶1。这是由于Ⅰ型胶原前体mRNA选择性转录增强所致。此外，由于纤维结合素（FN）相应mRNA转录增强，成纤维细胞合成FN的速率较正常高4倍［1，2］。
上述研究结果有助于阐明慢性难愈创面和瘢痕过度增生的分子机制。
3．一批促进组织修复的基因工程药物，如bFGF（贝复济，珠海东大生物制药有限公司）、EGF已应用于临床，并取得了较好的疗效。
二、对今后创伤修复的分子生物学研究的几点建议
1．网络调控机制的研究：创伤修复是一个复杂的生物学过程，生长因子的作用是受许多因素制约的。因此，要探明一些重要生长因子（如FGF、EGF、PDGF、TGF、IL等）及其受体和相关基因调控创面愈合的作用，要弄清生长因子在组织生长发育的不同阶段与组织修复不同时相的定位、表达特征及其与修复的关系，还要了解因子与靶细胞间的信号传递方式、途径与网络调控作用。
2．“修复相关基因”的研究：一般地说，任何组织细胞的生长和发育均由其自身的遗传学特性所决定。组织修复过程中，因年龄、动物种类和品系、种族以至个体等不同而致修复结果有很大的差异。这些均提示：是否有其遗传基础?是否有决定和影响组织修复的“修复基因”或“修复相关基因”？近年的研究表明，一种称为Smad 3的蛋白是细胞内TGF－β的信号传递分子，在一般伤口愈合过程中，内源性TGF－β在促进巨噬细胞分泌功能的同时，又能拮抗其他类生长因子的有丝分裂原作用，控制细胞适度生长，Smad 3与这种作用密切相关。此外，普通带有3倍Smad 3基因鼠的创面愈合时间为5 d，而带有1倍或不带有Smad 3基因鼠的创面则在3 d和2 d内愈合，这是否意味着Smad3基因就是控制创面愈合的“修复基因”或“修复相关基因”？如有新的发现，可通过现代基因工程技术，弄清这类基因的性质及其与组织修复启动和关闭的调控关系。
3．创伤修复“失控”（慢性溃疡与过度增生）的分子机制研究：以往的工作已证明，创伤修复的“失控”是有其分子基础的。今后要从多个层次上研究造成修复“失控”的组织、细胞及分子生物学机制，并阐明“失控”过程中多因素网络作用机制异常与修复“失控”的关系。在此基础上，在创伤修复的不同时期，有选择或综合应用生长因子，以达到促进难愈创面的修复和抑制瘢痕过度增生的目的。
4．生长因子的开发研究：已知的生长因子至少有50余种，其中相当一部分有潜在性临床应用价值，但目前应用于临床的生长因子寥寥无几。进一步弄清各种生长因子在组织修复中的作用，并努力将更多有应用价值的生长因子应用于临床，也是一项重要的任务。
5．基因治疗的研究：基因治疗是将目的基因放入特定的载体中，然后导入人体，要求这种基因在人体细胞中能形成人体所需要的蛋白，通过它来达到治病的目的。它不同于基因工程，后者是将“目的基因”放在一个载体内，然后导入大肠杆菌、酵母和哺乳动物细胞内，在体外表达出所需要的蛋白，经过分离纯化获得能用于治疗或其他用途的蛋白纯品，最终制造出一种蛋白类的药物［7］。目前基因治疗虽开展了不少实验研究和个别的临床试用，但问题仍然很多，主要是有效者很少，缺乏高效、靶向的基因导入系统，难以做到可控性表达［7］。有人认为，基因疗法预防疾病的作用似乎比治疗更重要［8］。目前，已开展皮肤基因疗法，显示有一定的作用。其他如骨关节与韧带修复、血循环重建等，也在研究中。总的来说，为了能达到临床应用的目标，还有很多工作要做。
作者单位：王正国（400042 重庆，第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所）
参考文献
1，付小兵，王德文，主编. 创伤修复基础. 第1版. 北京：人民军医出版社，1997.129-204.
2，王正国，主编. 创伤愈合与组织修复. 第1版. 济南：山东科学技术出版社，1998.3-5.
3，盛志勇，付小兵.近年来创伤与创伤基础研究的进展. 中国危重病急救医学，1998，10：452-454.
4，蔡景龙，张宗学，主编. 现代瘢痕治疗学. 第1版. 北京：人民卫生出版社，1998.47-49.
5，Herndon DN, Nguyen TT, Gilpin DA. Growth factors, local and
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6，Bennett NT, Schultz GS. Growth factors and wound healing. Part Ⅱ.
Role in normal and chronic wound healing. Am J Surg, 1993,
166:74-81.
7，顾建人. 基因治疗诱人的前景和艰难的历程. 见:中国工程院医药卫生工程学部，主编. 医药院士世纪谈. 第1版. 杭州：
浙江科学技术出版社，1998. 338-346.
8，彭朝晖,薛京伦，徐钤，等，主编. 基因治疗基础与临床. 第1版. 北京：中国科学技术出版社，1994. 8-10.
