高压氧辅助治疗瘢痕疙瘩的研究进展

胡锦江，张 刚（.广东医科大学，广东湛江 524023；2.广东医科大学附属医院整形外科，广东湛江 52400）

瘢痕疙瘩主因创伤和炎症发展形成，也与种族因素相关，亚洲及非洲血统的人患瘢痕疙瘩的概率相对高[1-2]。除影响美观外，临床表现为凸出体表的皮损，常伴疼痛瘙痒，易并发感染，患者生活质量受不同程度的影响[3]。瘢痕疙瘩是常见病、难治病，单一疗法如局部切除、注射或放疗后易复发，目前多采用联合方案治疗[4-5]，需要探究联合方案新领域。高压氧疗法（hyperbaric oxygen therapy，HBOT）是指通过高压氧舱增压至大于1 个大气压绝对值（ATA，0.1 MPa），予患者以面罩或导管吸入纯氧[6]，通过增加皮肤和周围组织的含氧量促进创面愈合，目前广泛应用于糖尿病足、坏死性软组织感染、软组织或骨骼的放射性损害、皮肤移植物、难治性骨髓炎等难愈合伤口[7]。多项研究证实缺氧诱导因子（hypoxia-inducible factor，HIF）参与介导病理性瘢痕中成纤维细胞侵袭性增殖、血管高密度增生以及细胞外基质（extracellular matrix，ECM）、胶原沉积的过程。HBOT 恢复缺氧组织的氧含量，通过减少瘢痕组织中HIF 的表达及调节炎症因子释放以达到治疗目的。为进一步探讨高压氧应用于瘢痕疙瘩治疗的可行性，本文就高压氧治疗病理性瘢痕的机制及研究进展作一综述。

1 HBOT 作用于瘢痕疙瘩的机制

1.1 瘢痕细胞的异质性

皮肤创面的修复过程中，血流灌注为核心环节，氧气参与局部组织炎症反应、抗感染、结缔组织及基质再生，包括成纤维细胞增生、胶原蛋白合成等过程[7-9]。病理检查提示瘢痕疙瘩组织存在ECM 及胶原纤维的堆积，此类细胞多具有成纤维细胞的外观，并有向肌成纤维细胞分化的趋势[10]，病损组织中尚有分化程度较低的肌成纤维细胞样亚群，肌成纤维细胞表型的异质性反映了成纤维细胞具有可塑性[11]；肥大细胞大量存在于瘢痕疙瘩中，与促进肌成纤维细胞纤维化密切相关[12]。近年有学者提出，干细胞群内皮-间质转化作用可引起异常成纤维细胞及肌成纤维细胞增多[13-14]。

1.2 缺氧诱导因子的表达

缺氧诱导因子-1（hypoxia-inducible factor-1，HIF-1）是一种异源二聚体转录因子，由构成性表达的β 亚基及受氧气调控的α 亚基组成，在细胞低氧反应起重要中介作用，常氧状态下HIF-1 迅速降解[15-16]。HIF-1 在瘢痕发展过程中逐渐升高，在瘢痕消退阶段逐渐降低[17]。Peek 等[18]通过小鼠研究发现HIF 参与的通路影响代谢对缺氧适应的昼夜节律。Rezaeian 等[19]指出缺氧诱导因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α，HIF-1α）在促进乳腺原发性肿瘤的生长及转移中起关键作用，也有研究表明其与促进肿瘤细胞生长及促进肿瘤耐药性相关[20-21]。瘢痕疙瘩具有肿瘤生长特性[22]，被激活炎症的因子引起局部组织及血管的缺氧，刺激瘢痕成纤维细胞增生；有研究表明高压氧可降低HIF-1α 的表达[23]。Kang等[24]从基因组水平证实缺氧微环境可能与胶原蛋白分泌存在密切联系。与正常皮肤成纤维细胞相比，瘢痕疙瘩成纤维细胞较多，HIF-1α 蛋白表达显著增强，其转录优势上调；缺氧环境导致细胞外隔室中的胶原蛋白增多，通过靶向抑制HIF-1α 可降低瘢痕内胶原蛋白水平。Dimitrijevich 等[25]在应用人类细胞单层、皮肤等效物和人类皮肤等效物观察体内伤口模型愈合的研究中指出，HBOT 达2 个大气压以上可有效抑制成纤维细胞和角质形成细胞在单层培养中的增殖，为高压氧应用于瘢痕疙瘩的防治提供了理论基础。

1.3 创面组织血氧含量

氧气压力变化影响局部组织血氧含量，贯穿创面愈合至早期瘢痕形成的过程，调节瘢痕组织中细胞信息传导通路、生化反应。高氧及缺氧条件均对早期创面愈合有一定正面作用。创面早期愈合过程中，高压氧通过改善组织氧含量增强成纤维细胞、胶原合成，促进伤口闭合；缺氧条件下受损组织通过HIF 刺激局部血管增生，改善局部血供。临床上通过选择合适阶段予机体组织供氧降低瘢痕疙瘩形成概率及复发率。

1.4 炎症与免疫反应

瘢痕疙瘩伤口愈合异常类似于真皮的慢性炎症，患者的 CD34+细胞表现出白介素-8、血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）、转化生长因子β（transforming growth factor -β，TGF-β）表达水平异常增高[26]；过度ECM 堆积和异常TGF-β 信号通路功能可能成为治疗瘢痕疙瘩的潜在靶点，有研究表明通过抑制TGF-β 通路能够下调其刺激瘢痕疙瘩中成纤维细胞、ECM 成分的表达[27]。瘢痕疙瘩内成纤维细胞增殖和侵袭异常的特征可能与其异质性有关，Xin等[28]通过研究CD26、胰岛素样生长因子-I（insulinlike growth factor I，IGF-I）受体轴上调瘢痕疙瘩成纤维细胞增殖侵袭能力过程的分子机制，发现CD26 通过IGF-I 诱导的PI3K/ 蛋白激酶B/ 哺乳动物雷帕霉素靶（mTOR）途径上调瘢痕疙瘩的增殖和侵袭作用。Zhang 等[29]研究发现接受HBOT 后患者瘢痕疙瘩血流灌注显著减少，其中波形蛋白、VEGF 及HIF-1α 的表达水平较低，表明HBOT 能够改善瘢痕疙瘩组织内缺氧微环境，对上皮间质转化现象有一定的逆转作用。肿瘤免疫基因及相关免疫调节细胞为近年瘢痕疙瘩机制的研究热点，Wang 等[30]指出HBOT 可影响瘢痕疙瘩组织中肿瘤免疫基因的表达，进而诱导免疫细胞浸润变化，其中整合素αM 亚基、白介素4、蛋白酪氨酸磷酸酶C 受体、CD80 的下调可能起关键作用，被激活的记忆CD4+T 淋巴细胞可能为关键调节细胞。

2 研究进展

2.1 动物实验

动物瘢痕实验模拟HBOT 效应具有制备周期短、可重复性强的优势。张强等[31]创建兔耳增生性瘢痕模型以探究高压氧疗对瘢痕的影响，结果提示经高压氧疗后兔耳创面愈合较快，且瘢痕增生发生率显著降低，镜下发现其成纤维细胞数量减少，胶原较疏松，排列齐整，胶原结节、旋涡状结构少，其中I 型与Ⅲ型胶原含量发生改变。该实验表明应用高压氧防治早期病理性瘢痕具有一定可行性。杨廷[32]进行了类似实验并对具体疗法加以说明：予高压氧治疗每天1 次，0.1 MPa，吸氧1 h，持续4 周，结果表明HBOT 可抑制瘢痕形成过程中成纤维细胞的增殖，并降低HIF-1α、VEGF、转化生长因子-β1（transforming growth factor -β1，TGF-β1）的表达，减少ECM，这一观点在另一兔耳增生性瘢痕的研究中得到证实——任纪祯等[33]发现HBOT 通过降低兔耳瘢痕组织中HIF-1α、IGF-I 受体的表达，从而抑制兔耳增生性瘢痕形成，而后期的实验结果显示，经更长周期的高压氧治疗后兔耳瘢痕内胶原纤维发生显著减少，且排列更为疏松。张秀云等[34]指出高压氧或有利于瘢痕形成后期的消退，其相关性有待进深入研究。近期Zhou等[35]从分子水平研究高压氧对大鼠脊髓损伤的作用，通过免疫组化、蛋白印迹检测，发现高压氧通过抑制炎症因子及胶质瘢痕成分的表达可有效促进大鼠运动功能恢复，指出由AKT 和NF-kB 信号通路可能是高压氧治疗胶质瘢痕的重要分子机制之一。

2.2 临床研究

烧伤后皮肤毛细血管通透性增加，渗液增多，组织水肿导致局部缺血、缺氧，降低了局部组织炎症的抵抗作用。在早期，黎国屏等[36]进行一项临床对照研究，期间以高压氧房治疗颜面部及四肢II 度烧伤且面积低于15%的患者共31 例，经冲洗创面，抽出水疱内液体并保留疱皮，每天行HBOT 1 次，每次1 h，共5～7 d。该研究发现高压氧治疗能够改善血氧饱和度、组织含氧量，并减少小血栓形成，促使创面修复加快，减少瘢痕组织的形成。Romero-Valdovinos 等[37]采用半定量逆转录聚合酶链反应（RTPCR）检测高压氧对患者瘢痕疙瘩成纤维细胞中IGF-I 与 TGF-β 信使RNA 表达的影响，研究发现长期暴露于高压氧后瘢痕疙瘩与非瘢痕疙瘩成纤维细胞的生长减缓，其IGF-I、TGF-β mRAN 的表达均显著降低，表明高压氧可能是治疗瘢痕疙瘩中转化生长因子-β 过度表达的一种替代选择。

刘姝[38]报道了120 例面部瘢痕疙瘩患者通过完全去除瘢痕疙瘩组织，术后再进行局部放疗，联合术前及术后高压氧进行综合治疗，对术中皮肤标本中上皮标识物（E-cadherin、ZO-1）、间质标志物（vimentin fibronectin）、VEGF 及HIF-1α 进行检测。结果提示未接受高压氧治疗组的中间质标志物及VEGF、HIF-1α的表达水平显著高于接受高压氧治疗组，全部治愈82 例，有效率接近90%，满意率85.0%。该研究表明HBOT 降低HIF-1α、VEGF 的表达水平从而逆转瘢痕疙瘩上皮间质化过程，通过瘢痕内剥除术联合局部放疗、HBOT 辅助治疗面部瘢痕疙瘩具有可行性。

林泉等[39]报道了124 例放疗联合高压氧治疗瘢痕疙瘩患者，在首次放疗后的第2 日实施高压氧治疗，高低压两用舱内加压至0.25 MPa，持续10 min，予佩戴吸氧面罩吸纯氧30 min，休息5 min，接续面罩吸氧30 min 后压力减半，停留5 min，减压5 min 即出舱，每天1 次，10 次为1 疗程，持续2 疗程。结果达标准治愈105 例，显效7 例，无效12 例，治愈率高达90.32%，提示放疗联合高压氧治疗瘢痕疙瘩疗效较好。

Song 等[40]通过研究疗效和机制评估了高压氧治疗辅助手术切除和放疗后瘢痕疙瘩复发率，240 例患者被随机分为两组：HBOT 组（o 组）患者在手术切除及放疗后接受高压氧治疗，压力为0.2 MPa，接受面罩吸入纯氧，持续60 min，疗程为2 周；另一组仅接受手术切除和放疗。对HIF-1α、肿瘤坏死因子-α、白介素-6、核因子kb 及VEGF 进行检测，结果显示o 组完全治愈率为88.81%，满意度94.03%，复发率5.97%；与另一组复发性瘢痕组织相比，o 组复发性瘢痕组织炎症因子和瘢痕纤维增生相关因子表达水平较低。Song 等指出，通过减少伤口愈合过程中的炎症反应，缓解组织缺氧，HBOT 能有效降低手术切除及放疗后瘢痕疙瘩的复发率。在后续的研究中，郭大志等[41]进一步探讨HBOT 联合疗法的安全性，发现术后放疗联合高压氧治疗瘢痕疙瘩的疗效优于术后单纯术后放疗组，随访18 个月后复发率仅7.14%。

考虑到局部放疗有一定的不良反应，谭志等[42]采用超声波联合高压氧治疗瘢痕疙瘩患者34 例，超声波治疗剂量为2.4 W/cm2，涂抹足量耦合剂，厚度至少2 mm，采用均匀缓慢的移动画圈法，治疗时间15 min每1% 体表面积，每天1 次，6 d 为1 疗程，每疗程后间隔1 d，共6 个疗程，在上述基础上，每天同时进行空气加压舱内坐位吸氧治疗，缓慢升压，稳定压力至0.20 MPa 后面罩吸氧60 min，期间每30 min 停止10 min，减至常压后出舱，疗程频率同超声波疗法，结果发现超声波联合HBOT 对病理性瘢痕存在早期干预作用。

以单纯接受HBOT 作为对照组的临床研究少有开展，上述局部放疗联合方案中HBOT 的确切疗效仍有待考究，值得指出的是，HBOT 在治疗环节中的占比（疗程）差异也是影响实验的重要因素。Hao 等[43]收集了30 名患者的痕疙瘩标本后随机分为3 组：经HBOT的标本（A 组）、未行HOBT 的标本（B 组）、正常皮肤标本各10 例（C 组），各组内男女比例一致为5∶5，通过苏木精-伊红染色、免疫组织化学染色等方法发现B 组白介素-12p40（interleukin-12p40，IL-12p40）、巨噬细胞炎性蛋白-1β（macrophage inflammatory protein-1β，MIP-1β）、血小板衍生生长因子-BB（platelet-derived growth factor-BB，PDGF-BB）的表达水平明显高于A、C 组，IL-12p40、MIP-1b、PDGF-BB 在A 组较C 组高表达，而白介素1 受体拮抗剂在A 组较C 组低表达。HBOT 显著影响IL-12p40、MIP-1β、PDGF-BB 的表达从而减轻瘢痕疙瘩组织内炎症反应。Li 等[44]指出，色氨酸羟化酶1、连接蛋白43 及一过性受体电位香草样物质1 在瘢痕疙瘩组织中存在过表达，为引起瘢痕疙瘩的瘙痒和疼痛的潜在因素，经HBOT 治疗，患者瘢痕疙瘩内上述物质表达水平均明显降低，可能有助于缓解患者疼痛及瘙痒症状。

3 注意事项

常规整形术后创面属于高压氧疗II 类适应证，关于高压氧辅助疗法是否比单纯手术或局部注射等疗法具有更佳的疗效目前尚存争议。尽管尚未有定论，专家仍建议积极实施高压氧治疗以免使部分患者失去获益机会；服用抗肿瘤药物或双硫仑药物的患者，尚未妥善处理的气胸患者是绝对禁忌的[45]。HBOT 常见并发症包括可逆、暂时性的视力降低，有产生耳气压伤、气胸及加重左心室后负荷的风险，因此射血分数低于35%的充血性心力衰竭患者也不应接受HBOT 治疗[7]。

4 展望

现有的临床研究以HBOT 联合手术或局部放疗、瘢痕内注射的综合方案多见，均已取得可观疗效。脱离传统疗法的HBOT 高质量对照实验匮乏，多数研究案例纳入标准中未提及瘢痕具体宽度或面积大小。为明确HBOT 对瘢痕疙瘩的具体疗效，需严格把控年龄、瘢痕部位及面积等影响因素。目前常用的治疗压力为2～2.4 ATA，患者间歇吸纯氧共90 min，根据部位面积及对治疗的效果的不同予以调整疗程，氧疗每天1 次，平均疗程15 d，为获得最佳疗效需完善个体化定制方案。在患者能获益的前提下，尽量避免增加患者经济负担。进行高压氧疗前对患者全身状况的评估及医患充分沟通尤为重要，应通过延长随访时间以完善对其确切疗效及复发率的评估。

综上所述，HBOT 可缓解瘢痕疙瘩组织内炎症与免疫反应，在早期预防、辅助治疗及降低复发率方面有可观的疗效，且安全性较高，其联合疗法值得推广。