李炳輝 鄒新華 李恭馳 祝友鵬 杜 燁 胡映月 張文文 鄧海波 鄭 潔
(1.華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬梨園醫(yī)院,湖北 武漢 430077;2.華中科技大學同濟醫(yī)學院附屬協(xié)和醫(yī)院,湖北 武漢 430022)
糖尿病足是糖尿病患者因合并各種不同程度的末梢血管病變和神經(jīng)病變,導致下肢感染、潰瘍和(或)深部組織破壞[1]。糖尿病足致殘、致死率高,復發(fā)率高,醫(yī)療費用高,造成沉重的家庭及社會負擔[2]。創(chuàng)面愈合是人體內(nèi)最復雜的組織修復過程之一,它涉及到多種細胞類型,在止血、炎癥、細胞生長、再上皮化和組織重塑階段發(fā)揮不同的作用[3]。只有不斷探索、不斷更新治療理念,糖尿病足的治療才會更加完美[4]。本文中我們歸納了國內(nèi)外糖尿病足的最新研究成果,為解決臨床糖尿病足治療方面的困難提供幫助。
研究證明,糖尿病足潰瘍(DFU)的發(fā)生和發(fā)展與神經(jīng)病變、外周動脈病變以及感染有密切關系[5]。DFU 發(fā)生的危險因素包括糖尿病病程長、糖化血紅蛋白(HbA1c)水平高、足部感染、神經(jīng)病變、足部缺血及潰瘍面積大等[6]。尤其是潰瘍創(chuàng)面炎癥細胞及細胞因子等的相互作用導致創(chuàng)面難以愈合。
1.1 炎癥及免疫細胞 Xu 等[7]研究表明,由lncRNA-ENST00000411554/MAPK1 軸介導的絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號轉(zhuǎn)導途徑的激活可能影響DFU 免疫調(diào)節(jié)失衡。T 淋巴細胞凋亡增加,釋放促炎細胞因子,使得趨化、黏附、吞噬和細胞內(nèi)殺傷等細胞功能變化,抑制了成纖維細胞增殖,且表皮細胞遷移減少導致角質(zhì)形成細胞基底層損傷,從而抑制傷口愈合[8]。巨噬細胞通過上調(diào)炎癥標記物對來自微生物的分泌因子作出反應,并且這種效應強烈依賴于單核細胞,因此增強巨噬細胞-微生物相互作用更有利于DFU 的愈合[9]。DFU 組織內(nèi)皮細胞中內(nèi)皮素-1 的表達是發(fā)病時胰島素抵抗的重要決定因素,并誘導巨噬細胞產(chǎn)生核因子-κB(NF-κB),調(diào)節(jié)炎癥反應[10]。研究表明,2 型糖尿病患者血液中分離的來自單核細胞的促炎因子增加,抗炎因子減少,其程度取決于HbA1c 水平和炎癥過程的持續(xù)時間。這些發(fā)現(xiàn)使我們可以假設,從2 型糖尿病患者血液中分離的單核細胞對促炎因子刺激有明顯的反應能力,從而導致了慢性傷口[11]。
1.2 調(diào)節(jié)因子 基質(zhì)細胞衍生因子-1α(SDF-1α)與微小RNA-23c(miR-23c) 水平呈顯著的負相關,miR-23c 可能作為一種新的調(diào)節(jié)因子通過靶向調(diào)節(jié)SDF-1α 水平來抑制血管生成,從而影響傷口愈合[12]。腫瘤壞死因子-α(TNF-α)是一種強有力的促炎細胞因子,在感染性DFU 的慢性傷口愈合過程中,TNF-α 的表達增強,表達時間延長。B 細胞激活因子(BAFF)是TNF-α家族成員,是B 細胞和T 細胞激活的重要因子[13]。實驗研究結(jié)果表明,布魯頓酪氨酸激酶(BTK)抑制劑依魯替尼(ibrutinib)可能通過調(diào)節(jié)晚期糖基化終末產(chǎn)物受體(RAGE)/NF-κB 途徑上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)表達,抑制Toll樣受體(TLRs)表達,抑制炎癥因子分泌,從而促進DFU 愈合[14]。Lee 等[15]在糖尿病創(chuàng)面愈合的研究中使用了大白鼠模型并得出結(jié)論,白細胞介素-23 調(diào)節(jié)傷口中白細胞介素-17 的表達,其對白細胞介素-17 的抑制作用是通過改變巨噬細胞的極化來實現(xiàn)的,最終加速加速糖尿病創(chuàng)面的愈合。有研究發(fā)現(xiàn),糖尿病足慢性潰瘍皮膚組織中P 物質(zhì)(SP)及其受體NK-1(NK-1)表達量減少,這可能是導致創(chuàng)面炎癥反應異常及創(chuàng)面修復細胞增殖功能受損,從而引起DFU 難愈的原因之一[16]。王中京等[17]指出,創(chuàng)面愈合依賴于血管新生促進因子和抑制因子之間的動態(tài)平衡。Jozic 等[18]發(fā)現(xiàn),Cav1 以糖皮質(zhì)激素依賴性方式與膜性糖皮質(zhì)激素受體(mbGR)和表皮生長因子受體(EGFR)相互作用,抑制創(chuàng)面愈合。通過脂筏抑制劑(MβCD)或CRISPR/Cas9 介導的Cav1 敲低對小窩的作用導致Cav1-mbGR 和Cav1-EGFR 復合物的破壞,并促進上皮形成和傷口愈合。Wu 等[19]在研究中發(fā)現(xiàn),DFU 患者難愈性創(chuàng)面可能與負性炎癥調(diào)節(jié)因子(如EOLA1)表達降低引起的細胞內(nèi)炎癥通路的失控活化密切相關,這種表達降低也可能與持續(xù)的炎癥狀態(tài)密切相關。在糖尿病傷口中局部miR-155 的抑制能增加成纖維細胞生長因子7 的表達,這使得傷口重新上皮化,加速了傷口愈合[20]。Net 特異性標記物與DFU 患者創(chuàng)面愈合呈負相關,citH3 則是一種潛在的標記物[21]。
表皮生長因子(EGF)病灶內(nèi)浸潤已經(jīng)成為糖尿病傷口治療的一種選擇,在使EGF 到達反應細胞的同時避免了蛋白酶和傷口表面生物膜的有害影響[22]。Heberprot-P 對DFU 的愈合作用是通過NFKB1、TNFA 和IL-1A 基因表達的改變來介導的,從而減少組織缺氧、炎癥和氧化應激,同時促進細胞增殖、膠原合成和細胞外基質(zhì)重塑[23]。羽扇豆醇是一種三萜類,通過調(diào)節(jié)炎癥、氧化應激和血管生成,增強鏈脲佐菌素誘導高血糖模型大鼠的傷口愈合能力[24]。氟西汀(FLX)可增加角質(zhì)形成細胞的遷移,減少創(chuàng)面局部炎癥。FLX 通過5-羥色胺途徑促進傷口愈合,是可安全使用的外用藥物,在糖尿病難愈合傷口臨床治療中具有很大的應用潛力[25]。異基因脂肪干細胞(ASCs)可能是治療DFU 的有效且安全的方法[26]。鋸緣白僵菌的標準化提取物通過協(xié)調(diào)機制,包括抑制氧化炎癥反應、增加膠原合成和血管生成,促進生長因子分泌和抑制細胞凋亡,加速實驗性遲發(fā)性DFU的傷口愈合[27]。
有研究表明,腺苷通過改善生物材料上生長的內(nèi)皮祖細胞的自噬來加速糖尿病缺血性潰瘍的愈合[28]。Tettelbach 等[29]證明了充分的傷口清創(chuàng)以及脫水人臍帶同種異體移植物(EpiCord)移植治療難愈性DFU 的安全性和有效性。研究表明,人參皂甙(RG1)可通過miR-23a 介導的一氧化氮信號轉(zhuǎn)導途徑促進DFU 創(chuàng)面血管生成,為DFU治療提供了新的候選藥物[30]。抗生素骨水泥治療DFU 可減少創(chuàng)面滲出液細菌培養(yǎng)陽性率,減少手術次數(shù),縮短住院時間[31]。0.2%聚己縮胍鹽酸鹽(Lavasept)溶液超聲空化能有效清除傷口中的微生物和細胞碎屑,破壞微生物的細胞膜,防止?jié)冊侔l(fā)展和傷口的再感染。傷口的有效管理加速了修復過程,為早期進行足部重建創(chuàng)造了條件[32]。自體脂肪干細胞局部注射能夠促進糖尿病足創(chuàng)面的修復并調(diào)節(jié)細胞因子分泌、激活Wnt/β-catenin通路,從而為糖尿病足的創(chuàng)面治療提供了新途徑[33]。人工真皮+創(chuàng)面封閉負壓引流技術(VSD)對糖尿病足患者創(chuàng)面修復效果顯著,可明顯減少換藥次數(shù),縮短愈合時間,安全可靠[34]。燒傷創(chuàng)瘍再生醫(yī)療技術治療糖尿病足,可有效減輕創(chuàng)面疼痛、促進創(chuàng)面愈合、減少瘢痕增生,療效顯著[35]。殼聚糖-聚氨酯水凝膠膜(HPUC)與糖尿病模型大鼠的單核細胞一起使用時,細胞毒性低,具有促進創(chuàng)面愈合的作用[36]。局部應用以促紅細胞生成素為基礎的PRemedor Gel (RMD-G1)結(jié)合標準治療方法(standard-of-care)可加速DFU 創(chuàng)面愈合[37]。
在既往外科治療糖尿病足的基礎上,臨床又不斷衍生出了各種新的復合手術方式:在血管內(nèi)血管重建術的基礎上實施的游離組織移植可以實現(xiàn)良好的早期和晚期肢體保肢,這可能是更進一步的治療選擇[38]。垂直輪廓跟骨切除術是對傳統(tǒng)跟骨部分切除術這一已被廣泛接受的保肢技術的改進,并解決了骨的感染和潰瘍等相關問題[39]?;谝晾镌宸颍↖lizarov)技術的脛骨橫向骨轉(zhuǎn)移是治療重癥糖尿病足合并全身炎癥反應綜合征的有效方法,它可以促進足部潰瘍愈合,避免截肢[40]。皮膚移植為大面積傷口提供了有效的覆蓋,盡管可能發(fā)生局部組織凹陷等非美觀的閉合。負壓傷口治療(NPWT)也是一個非常有效的方法[41]。NPWT 可以增加糖尿病患者術后足部傷口和足部潰瘍的愈合比例,并縮短愈合時間[42]??芍踩胄约{米醫(yī)學支架被證明是現(xiàn)有傷口基質(zhì)的有效替代品,能夠支持傷口自然愈合過程,并可能成為慢性傷口的具有挑戰(zhàn)性的治療方法之一[43]。NPWT 常用于復雜創(chuàng)面的治療,可能是通過影響傷口組織內(nèi)生長因子表達、組織微觀和宏觀變形、血流量、滲出物清除和細菌濃度的變化來促進創(chuàng)面愈合[44]。脫細胞真皮基質(zhì)為組織生長提供了基質(zhì),可有效地促進組織再生,縮短潰瘍持續(xù)時間,防止相關并發(fā)癥,顯著促進了DFU 的愈合[45]。有研究表明,在血管重建不可行的情況下,在DFU 合并周圍動脈病變的治療中,誘導膜(IM)的形成隨后植入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)是促進DFU 愈合的有效方法[46]。
自1987 年美國國家科學基金會第一次正式提出“組織工程”的概念,歷經(jīng)30 多年的發(fā)展,從最初的單純表皮細胞擴增移植、真皮替代物制備、三維打印精準構(gòu)建復合型皮膚替代物、基因編輯仿生修飾到體外微毛細血管網(wǎng)預構(gòu)等,已有部分產(chǎn)品成功應用于臨床[47]。利用Autologous Cell Harvesting Device(ReCell?)技術不僅明顯減少了供體部位的大小和疼痛,還能促進創(chuàng)面快速愈合[48]。3D 細胞打印技術可以打印出包括表皮、真皮及皮下組織的全層皮膚,其結(jié)構(gòu)及功能更加接近自然人皮膚,為加速皮膚創(chuàng)面愈合提供更可靠的體外平臺[49]。通過納米包裹的方式,制備環(huán)境敏感型生物材料,在創(chuàng)面不同pH 值、活性氧或金屬蛋白酶水平等條件下主動控釋微小RNA、細胞因子等物質(zhì),從而調(diào)控創(chuàng)面炎癥反應并促進創(chuàng)面愈合[50]。人羊膜上皮細胞(hAECs)可以通過旁分泌作用來調(diào)節(jié)糖尿病并促進新血管形成,從而促進糖尿病傷口的愈合[51]。以膠原-透明質(zhì)酸為基礎的生物敷料在治療非感染和非缺血性糖尿病足的足背部和足底創(chuàng)面時,可以通過刺激組織再生來有效促進愈合[52]。使用優(yōu)拓達(TLC-NOSF)敷料結(jié)合清創(chuàng)等對促進神經(jīng)病理性糖尿病足的愈合過程非常有效[53]。
總之,隨著醫(yī)學的發(fā)展,治療DFU 的方法會越來越多,但是糖尿病足患者因個體化差異及病因的復雜性,內(nèi)外科聯(lián)合治療才是最佳的選擇。希望未來在糖尿病足發(fā)病機制研究方面有新的突破,并開展新的治療方法,比如將人工組織工程材料、干細胞技術等應用于臨床,提高DFU 創(chuàng)面診治的水平。