孫銳光 肖志波

嚴(yán)重皮膚燒、創(chuàng)傷的治療目的是加快創(chuàng)面愈合速度和提高創(chuàng)面愈合質(zhì)量。目前，加快創(chuàng)面愈合速度的問題已基本得到解決，而人們則越來越重視創(chuàng)面愈合的質(zhì)量，即如何減少瘢痕和重建皮膚附屬器，更好地恢復(fù)皮膚功能。汗腺功能的恢復(fù)具有重要的意義，本文回顧了近年來汗腺再生的研究進(jìn)展，主要涉及干細(xì)胞和組織工程皮膚方面的內(nèi)容，現(xiàn)綜述如下。

1汗腺概況及功能

汗腺是重要的皮膚附屬器，分為外泌汗腺和頂漿汗腺，又稱為小汗腺和大汗腺。外泌汗腺可達(dá)數(shù)百萬個，遍布于人體表面，在手掌和腳底處的皮膚處最多[1]。其導(dǎo)管細(xì)直，分泌部較粗，位于真皮層和皮下組織中，呈盤曲狀；管腔較小,開口于皮膚表面，分泌以水鹽為主要成分的汗液。頂漿汗腺數(shù)量較少,開口于毛囊管，分布于身體多毛的區(qū)域,如腋窩和會陰；分泌沒有氣味卻富含多種有機成分的汗液,但可由細(xì)菌進(jìn)一步分解生成散發(fā)臭味的混合物，?？稍谝赋艋颊呱砩习l(fā)現(xiàn)。

汗腺的主要功能是分泌低滲汗液，并通過其蒸發(fā)散熱來調(diào)節(jié)體溫，是體溫調(diào)節(jié)的重要結(jié)構(gòu)；排汗的同時可排泄某些代謝終產(chǎn)物和毒素。汗腺分泌物可濕潤手掌和足跖部皮膚，使其抓握力和敏感性增強。人體排汗功能減弱或喪失,可直接導(dǎo)致體溫調(diào)節(jié)功能障礙體溫不斷升高，導(dǎo)致高熱、中暑、休克甚至死亡，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[1]。

2干細(xì)胞誘導(dǎo)分化為汗腺細(xì)胞

2.1表皮干細(xì)胞與汗腺再生：表皮干細(xì)胞是皮膚組織中的特異性干細(xì)胞，既能分化為各種表皮細(xì)胞，又能分化為各種皮膚附屬器[2]，是組織工程皮膚理想的種子細(xì)胞。研究汗腺的發(fā)生機制并據(jù)此誘導(dǎo)表皮干細(xì)胞定向分化為汗腺上皮細(xì)胞，是汗腺再生的重要途徑。研究證明表皮干細(xì)胞有分化為汗腺細(xì)胞的潛能[3-4]。表皮干細(xì)胞主要位于表皮基底層和毛囊隆突(bulge)部[2]。大面積深度皮膚燒傷患者的皮膚及其附屬器盡毀，不能提供足夠數(shù)量的表皮干細(xì)胞。汗腺再生的關(guān)鍵問題是干細(xì)胞分化，而干細(xì)胞數(shù)量不足則是阻礙汗腺再生的重要原因。為彌補自身表皮干細(xì)胞不足，國內(nèi)外學(xué)者紛紛研究開發(fā)其他類型的干細(xì)胞并取得了較大進(jìn)展。

2.2胚胎干細(xì)胞(ES細(xì)胞)源性表皮干細(xì)胞與汗腺再生:研究表明，將小鼠或人的ES細(xì)胞和人羊膜共培養(yǎng)，可誘導(dǎo)ES細(xì)胞分化為表皮樣干細(xì)胞，將其種植在裸鼠皮下、腹腔或腎被囊微環(huán)境中的均可分化為角化復(fù)層扁平上皮和類似汗腺等皮膚附屬器的結(jié)構(gòu) [5-7], 未見畸胎瘤生成。說明與羊膜共培養(yǎng)后,ES細(xì)胞定向分化為表皮樣干細(xì)胞,失去全能性而主要向表皮樣組織分化。目前，胚胎干細(xì)胞的研究應(yīng)用多涉及倫理學(xué)問題且數(shù)量來源有限，嚴(yán)重限制了其研究和應(yīng)用。

2.3骨髓干細(xì)胞與汗腺再生:機體損傷時骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(BM-MSCs)能特異性趨化到損傷部位并分化形成相應(yīng)的細(xì)胞來修復(fù)損傷的現(xiàn)象，使人們思考能否以骨髓干細(xì)胞再生和重建汗腺。Li等[8]證實經(jīng)誘導(dǎo)后具有汗腺細(xì)胞表型的骨髓干細(xì)胞能顯著地促進(jìn)鼠受損汗腺結(jié)構(gòu)與功能的修復(fù)，再生的汗腺具有分泌汗液的功能。盛志勇等[9]將具有汗腺細(xì)胞表型的自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植到燒傷患者切除瘢痕的創(chuàng)面，從結(jié)構(gòu)上證實汗腺組織再生的同時也從功能學(xué)證實再生汗腺組織能分泌與正常汗液理化性質(zhì)相同的汗液。付小兵等[10]對用上述方法治療的患處進(jìn)行免疫組織化學(xué)檢測，發(fā)現(xiàn)再生汗腺的組織中均有神經(jīng)與血管分布,提示再生的汗腺組織受到新神經(jīng)的支配和新生血管的血液供應(yīng)。

骨髓采集對患者會造成一定程度的創(chuàng)傷,容易給患者造成心理壓力；而且骨髓采集的量有一定限制，難以滿足全身大面積燒傷患者對大量干細(xì)胞的需要。此外，由于接受該方法治療的患者數(shù)量和治療面積非常有限,術(shù)后隨訪時間較短，因此,還需要對該方法進(jìn)行進(jìn)一步的基礎(chǔ)和臨床研究及長期的術(shù)后隨訪，以評估其確切療效。

2.4臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞與汗腺再生: Xu等[11]將人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞(umbilical cord mesenchymal stem cell s, UC - MSCs )在汗腺細(xì)胞條件培養(yǎng)基中培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)誘導(dǎo)后這些細(xì)胞表達(dá)汗腺細(xì)胞標(biāo)志和汗腺發(fā)育基因，表明分化后的人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞有能力分化為汗腺樣細(xì)胞。Yang等[12]首次用無動物血清培養(yǎng)基(ASFCM)擴增人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)像正常條件培養(yǎng)的間充質(zhì)干細(xì)胞一樣，人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞在無動物血清培養(yǎng)條件下也能誘導(dǎo)表達(dá)汗腺細(xì)胞標(biāo)記物和發(fā)育基因。臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞與BM-MSCs生物學(xué)性質(zhì)相似，取材方便且對身體不會造成創(chuàng)傷,免疫原性更低, 細(xì)胞分化能力更強，是組織工程皮膚更為理想的種子細(xì)胞。

2.5有潛力的其他新型干細(xì)胞:誘導(dǎo)多能干細(xì)胞(iPS)除具有胚胎干細(xì)胞的眾多特點外，還具有來源廣泛且不受患者年齡和身體狀況的限制,不涉及倫理學(xué)問題等優(yōu)點。目前其存在的問題主要是：①產(chǎn)生iPS的效率低；②使用能在宿主動物導(dǎo)致癌癥的c-myc 轉(zhuǎn)基因進(jìn)行細(xì)胞重編程；③使用多個逆轉(zhuǎn)錄病毒作為載體；④分化成各種細(xì)胞的效率較低等。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，這些問題將被逐步解決。iPS仍具有極其誘人的應(yīng)用前景，未來將會更好地促進(jìn)再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展。

脂肪干細(xì)胞除具有一般干細(xì)胞的特性外，更具有成本低、增殖速度快且患者易接受等優(yōu)點。它同樣是組織工程理想的種子細(xì)胞，將來有望培育出人體所需的各種組織和器官。

3含有汗腺的組織工程皮膚

國內(nèi)外大量研究證明，細(xì)胞的生長增殖等需要局部微環(huán)境，細(xì)胞外基質(zhì)成分可以調(diào)控細(xì)胞的分化方向。真皮對皮膚附件結(jié)構(gòu)的發(fā)育起重要作用。Takanori等[13]在真皮成纖維細(xì)胞與細(xì)胞外基質(zhì)替代物制成人工皮膚，并在其中培養(yǎng)表皮干細(xì)胞和人角質(zhì)形成細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)人工真皮內(nèi)出現(xiàn)三維汗腺導(dǎo)管樣結(jié)構(gòu)。Zhang等[14]將人臍帶間充質(zhì)干細(xì)胞、沃頓膠和皮膚微粒的混合物植入切除全厚皮膚的鼠背部創(chuàng)面。7天后，證實有新的汗腺形成。Huang等[15]在體外將表皮細(xì)胞與汗腺細(xì)胞直接共培養(yǎng)后，把兩種細(xì)胞的混合物接種于含有成纖維細(xì)胞的膠原基質(zhì)進(jìn)行三維培養(yǎng)。證明所構(gòu)建組織工程皮膚具有與天然皮膚相似的結(jié)構(gòu)，在真皮淺層形成了類似汗腺組織的結(jié)構(gòu)。萬麗等[16]將BM-MSCs接種于激光微孔化脫細(xì)胞真皮基質(zhì)（LPADM）載體并復(fù)合自體刃厚皮移植重建鼠皮膚功能，術(shù)后14天，在真皮基質(zhì)的淺層發(fā)現(xiàn)皮脂腺樣細(xì)胞和汗腺樣細(xì)胞以及新生的無髓鞘神經(jīng)樣末梢。Lei等[17]發(fā)現(xiàn)人外分泌汗腺上皮細(xì)胞在Matrigel中能形成管狀結(jié)構(gòu)。舒申友等[18]體外在 Matrigel 基底膜基質(zhì)中培養(yǎng)的人外泌汗腺細(xì)胞,可形成類似體內(nèi)汗腺的管狀和球狀結(jié)構(gòu)。

上述研究表明組織工程皮膚能最大程度地模擬細(xì)胞在體內(nèi)生存的微環(huán)境，調(diào)控干細(xì)胞向汗腺細(xì)胞分化并使之形成汗腺的三維結(jié)構(gòu)。下一步的工作是使這些形成的汗腺組織具有排汗功能，從而實現(xiàn)真正意義上皮膚排汗的功能恢復(fù)。

4基因療法的探索

除大面積深度燒創(chuàng)傷外,某些遺傳性疾病也會引起排汗障礙，如：少汗型外胚層發(fā)育不良癥(Hypohidrotic ectodermal dysplasia， HED)它主要是由于編碼外異蛋白A (Ectodysplasin-A, EDA) 的基因突變引起。目前很多學(xué)者利用正常的基因來補充或替代基因疾病中某些缺失或突變的基因,即所謂的基因療法。Cai等[19]用轉(zhuǎn)染了人EDA的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞移植到小鼠腳掌汗腺被破壞的創(chuàng)面一段時間后，通過發(fā)汗實驗、組織化學(xué)和免疫組織化學(xué)分析證實該方法促進(jìn)汗腺再生。目前基因療法大多處于研究實驗階段，臨床應(yīng)用較少，但其應(yīng)用前景非常廣闊。

5小結(jié)

目前，應(yīng)在以下幾個方面繼續(xù)深入研究汗腺再生：①如何在較小甚至沒有創(chuàng)傷條件下，方便、經(jīng)濟(jì)、大量地獲取更原始的干細(xì)胞；②如何更深入研究汗腺發(fā)生發(fā)育機制，以便在誘導(dǎo)時給予最精確的調(diào)節(jié)；③如何構(gòu)建結(jié)構(gòu)和成分與皮膚更類似的組織工程皮膚，使細(xì)胞所在的微環(huán)境更接近其在人體的微環(huán)境，從而形成汗腺組織特有的結(jié)構(gòu)和功能，達(dá)到真正意義的解剖和功能修復(fù)；④整合干細(xì)胞研究，組織工程技術(shù)和基因療法的成果，制造出結(jié)構(gòu)尤其是功能更完善的組織工程皮膚。

相信在不遠(yuǎn)的將來，具有正常皮膚功能的組織工程皮膚將會在臨床廣泛應(yīng)用，造福那些因不能正常排汗而飽受痛苦的患者。

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[收稿日期]2014-03-16 [修回日期]2014-04-24

編輯/李陽利