蔡傳棟 路明寬 王偉 范存義 劉珅

肌腱粘連是肌腱損傷后常見(jiàn)并發(fā)癥之一。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，美國(guó)的肌腱損傷發(fā)病率達(dá)33.2/10萬(wàn)，每年因肌腱損傷而就診患者超過(guò)10萬(wàn)[1]。肌腱損傷患者經(jīng)手術(shù)治療后約40%可發(fā)生不同程度肌腱粘連，導(dǎo)致肢體活動(dòng)受限，甚至終生殘疾[2]。近年，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)肌腱粘連發(fā)生的分子機(jī)制進(jìn)行了深入研究，并在預(yù)防肌腱粘連的藥物和生物材料等研究方面取得重要進(jìn)展。我們回顧文獻(xiàn)對(duì)這些研究進(jìn)展作一綜述，以期加深臨床醫(yī)生對(duì)肌腱粘連的了解，增進(jìn)肌腱粘連干預(yù)效果，改善患者預(yù)后。

1 肌腱粘連形成機(jī)制

1.1 肌腱粘連形成的病理過(guò)程

肌腱損傷修復(fù)手術(shù)后，肌腱愈合過(guò)程可分為三個(gè)連續(xù)且互相重疊的階段：炎癥期(術(shù)后1～7 d)、增殖期(術(shù)后3～14 d)和重塑期(術(shù)后10 d以后)，各時(shí)期持續(xù)時(shí)間取決于肌腱損傷程度[3]。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，肌腱損傷后主要通過(guò)兩條途徑達(dá)到愈合：內(nèi)源性愈合[4]和外源性愈合[5]。內(nèi)源性愈合主要通過(guò)肌腱內(nèi)肌腱細(xì)胞在滑液的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)下進(jìn)行自身增殖及生成基質(zhì)，這種愈合方式有利于提高愈合后肌腱的機(jī)械強(qiáng)度，降低肌腱粘連的嚴(yán)重程度[6]。外源性愈合則通過(guò)損傷周圍的腱鞘和皮下組織中的成纖維細(xì)胞遷移至受損肌腱處形成肉芽組織來(lái)覆蓋損傷肌腱，這種愈合方式也會(huì)引起肌腱周圍粘連組織形成[7]。

近年學(xué)者們發(fā)現(xiàn)，肌腱損傷后肌腱表面細(xì)胞在粘連組織形成中發(fā)揮重要作用。Cadby等[8]研究馬屈肌腱細(xì)胞群發(fā)現(xiàn)，與肌腱內(nèi)部細(xì)胞相比，肌腱表面細(xì)胞的遷移和增殖速度更快，并且更容易向肌成纖維細(xì)胞分化。另外，肌腱基底膜損傷后，肌腱表面細(xì)胞分泌的Ⅳ型膠原、層粘連蛋白和纖連蛋白增多[9-10]，而這些蛋白在粘連組織中均有表達(dá)[11]。Best等[12]發(fā)現(xiàn)，肌腱表面細(xì)胞更易于遷移至損傷區(qū)域，并且能快速增殖，從而形成瘢痕組織。由此推斷，肌腱表面細(xì)胞具有維持正常肌腱連續(xù)性以及促進(jìn)肌腱粘連的雙重效應(yīng)。因此，在肌腱愈合過(guò)程中，干擾肌腱表面細(xì)胞的增殖將有利于減少肌腱粘連形成。

1.2 肌腱內(nèi)部細(xì)胞亞群的作用

研究表明，肌腱內(nèi)部細(xì)胞具有異質(zhì)性，可根據(jù)其細(xì)胞標(biāo)志物不同分為數(shù)個(gè)細(xì)胞亞群，如轉(zhuǎn)錄因子scleraxis(Scx)陽(yáng)性細(xì)胞、鈣結(jié)合蛋白S100a4陽(yáng)性細(xì)胞等[13]。

在肌腱愈合的增殖期，Scx陽(yáng)性肌腱細(xì)胞可自肌腱內(nèi)部遷移至損傷處，形成排列整齊的細(xì)胞橋，為隨后的肌腱再生提供骨架，提示Scx陽(yáng)性肌腱細(xì)胞在內(nèi)源性愈合中具有關(guān)鍵作用[12]。Sakabe等[14]研究發(fā)現(xiàn)，Scx基因敲除小鼠的肌腱損傷部位，細(xì)胞外基質(zhì)沉積減少，紊亂的Ⅲ型膠原不能向有序的Ⅰ型膠原轉(zhuǎn)化，肌腱愈合強(qiáng)度較正常小鼠下降，且肌腱粘連程度增加。

S100a4陽(yáng)性細(xì)胞則定位于損傷肌腱周圍的不規(guī)則瘢痕組織中。Ackerman等[15]利用S100a4基因敲除小鼠構(gòu)建肌腱損傷模型，進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，S100a4基因敲除小鼠損傷區(qū)域中巨噬細(xì)胞和肌成纖維細(xì)胞數(shù)量均明顯減少，肌腱愈合后的活動(dòng)范圍與力學(xué)強(qiáng)度均得到改善。因此，他們認(rèn)為S100a4陽(yáng)性細(xì)胞有望成為防治肌腱粘連的新靶點(diǎn)。

1.3 肌腱粘連形成相關(guān)因子及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路

肌腱粘連形成相關(guān)的細(xì)胞因子及信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的研究主要涉及以下幾類：轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子(TGF)-β，基質(zhì)金屬蛋白酶(MMP)，環(huán)氧化酶(COX)-2/前列腺素E(PGE)/前列腺素4型受體(EP4)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，核因子κB(NF-κB)等。

TGF-β是肌腱粘連形成的病理過(guò)程中得到最廣泛研究的細(xì)胞因子。肌腱愈合的炎癥期，遷移至此的巨噬細(xì)胞釋放TGF-β，對(duì)肌腱細(xì)胞的增殖與重塑產(chǎn)生影響[16]。首先，TGF-β與成纖維細(xì)胞表面的TGF-β受體結(jié)合，使細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的Smad3蛋白磷酸化，并進(jìn)入細(xì)胞核調(diào)控靶基因表達(dá)，繼而促進(jìn)細(xì)胞增殖并使其向肌成纖維細(xì)胞分化，從而促進(jìn)膠原蛋白分泌[17]。同時(shí)，TGF-β與受體結(jié)合后，使胞質(zhì)內(nèi)的細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶(ERK)2磷酸化并作用于Smad2/Smad3連接區(qū)，增強(qiáng)TGF-β/Smad信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的作用效果，間接促進(jìn)成纖維細(xì)胞分泌膠原蛋白，發(fā)揮促進(jìn)肌腱粘連的作用[18]。

MMP是以金屬離子為輔因子的蛋白酶家族。研究發(fā)現(xiàn)，肌腱愈合過(guò)程中MMP家族的含量變化失去平衡，這是形成粘連組織的重要原因之一。Farhat等[19]發(fā)現(xiàn)，TGF-β能夠誘導(dǎo)肌腱細(xì)胞中的纖溶酶原激活物抑制物(PAI)-1表達(dá)，加速纖溶酶及其介導(dǎo)的MMP2的降解，導(dǎo)致細(xì)胞外基質(zhì)與Ⅲ型膠原蛋白過(guò)度沉積，促進(jìn)肌腱粘連的發(fā)展。Loiselle等[20]構(gòu)建MMP9基因敲除小鼠肌腱損傷模型，進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，與野生型小鼠相比，MMP9敲除小鼠的肌腱粘連程度顯著減輕，且愈合后的肌腱生物力學(xué)強(qiáng)度沒(méi)有明顯下降。之后，他們還將野生型小鼠的骨髓細(xì)胞移植入MMP9基因敲除小鼠模型，發(fā)現(xiàn)接受移植小鼠的肌腱粘連程度加重。他們的研究證實(shí)，MMP9來(lái)源于遷移至損傷部位的骨髓細(xì)胞，并且在肌腱粘連過(guò)程中具有重要作用。

COX-2/PGE/EP4信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在肌腱粘連形成中具有重要作用。研究發(fā)現(xiàn)，在肌腱愈合過(guò)程中，COX-2含量增加，其可以催化花生四烯酸分解為PGE，后者可作用于靶細(xì)胞膜上的EP4，從而啟動(dòng)COX-2/PGE/EP4信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路[21]。Ackerman等[22]進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在小鼠S100a4陽(yáng)性肌腱細(xì)胞中敲除EP4基因后，肌腱愈合早期的粘連程度顯著降低；在損傷中后期，粘連組織中EP4表達(dá)總體增加，粘連程度也隨之增加。研究表明，COX-2/PGE/EP4信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路可以促進(jìn)粘連組織形成。然而也有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用大劑量非甾體抗炎藥抑制COX-2則可導(dǎo)致?lián)p傷處募集的肌腱干細(xì)胞的凋亡增加，不利于肌腱愈合[23]。同時(shí)，全身性應(yīng)用EP4抑制劑可使局部巨噬細(xì)胞浸潤(rùn)增加，Ⅲ型膠原蛋白分泌增多，反而加重肌腱粘連程度[24]。綜上所述，COX-2/PGE/EP4信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路在肌腱愈合過(guò)程中的作用比較復(fù)雜，尚需要進(jìn)一步研究對(duì)該通路進(jìn)行干預(yù)的時(shí)間點(diǎn)和用藥劑量。

NF-κB位于細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，激活后可進(jìn)入細(xì)胞核發(fā)揮轉(zhuǎn)錄因子的作用。在肌腱損傷的早期，腫瘤壞死因子-α、白細(xì)胞介素(IL)-1β和IL-6等諸多炎性因子的表達(dá)增加，這些因子作用于肌腱細(xì)胞表面的Toll樣受體，激活細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的NF-κB并作為轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)入細(xì)胞核，上調(diào)上述炎癥因子的表達(dá)，形成正反饋通路，放大炎癥效應(yīng)[25]。Chen等[26]的研究發(fā)現(xiàn)，在人肌腱粘連組織中，NF-κB 家族亞單位p65的含量明顯上升。他們將可以抑制p65表達(dá)的siRNA注射至大鼠的肌腱損傷部位，發(fā)現(xiàn)肌腱愈合后的粘連程度顯著降低。他們進(jìn)行的體外實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，p65通過(guò)抑制成纖維細(xì)胞凋亡產(chǎn)生促膠原蛋白生成的作用，從而促進(jìn)了肌腱粘連組織生成。

2 肌腱粘連的預(yù)防與治療

2.1 手術(shù)

對(duì)于肌腱損傷患者，適合的手術(shù)方法和肌腱縫合技術(shù)可以有效減輕術(shù)后肌腱粘連程度。Yildiran等[27]設(shè)計(jì)了一種新型環(huán)狀縫合技術(shù)，并應(yīng)用于雞趾屈肌腱損傷粘連模型。他們發(fā)現(xiàn)，采用該技術(shù)，肌腱的愈合強(qiáng)度與活動(dòng)范圍均優(yōu)于采用傳統(tǒng)的Kessler縫合技術(shù)。

有學(xué)者對(duì)縫合所用的尼龍縫線進(jìn)行改良，也獲得不錯(cuò)的效果。Zhou等[28]介紹一種新型縫線并將其用于雞趾屈肌腱損傷粘連模型，該縫線負(fù)載了含血管生長(zhǎng)因子與堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子的納米顆粒。他們發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)可吸收縫線相比，采用新型縫線縫合后，肌腱愈合強(qiáng)度提高5.8倍，肌腱愈合后的粘連程度也有所減輕。不過(guò)，該新型縫線的臨床轉(zhuǎn)化應(yīng)用還有待開(kāi)展進(jìn)一步的研究。

2.2 藥物

肌腱愈合的炎癥期有大量炎癥因子釋放，其介導(dǎo)的過(guò)度炎癥反應(yīng)是導(dǎo)致肌腱粘連形成的重要原因[29]。因此，許多學(xué)者使用非甾體抗炎藥[30]、牛磺酸[31]等藥物抑制與粘連發(fā)生相關(guān)的炎性細(xì)胞和因子，希望通過(guò)減輕炎癥反應(yīng)來(lái)防治肌腱粘連。此外，肌腱愈合的增殖期有促纖維因子大量釋放，導(dǎo)致成纖維細(xì)胞被過(guò)度激活，并生成膠原蛋白沉積于肌腱周圍，這也是肌腱粘連發(fā)生的重要因素。Lee等[32]發(fā)現(xiàn)，水溶性維生素E Trolox具有抗氧化應(yīng)激，抑制TGF-β、IL-10等粘連相關(guān)細(xì)胞因子的作用。他們進(jìn)一步將Trolox用于雞趾屈肌腱損傷粘連模型，6周后發(fā)現(xiàn)，Trolox可使局部粘連顯著降低，且對(duì)肌腱愈合強(qiáng)度沒(méi)有明顯影響。Zheng等[33]將二甲雙胍用于防治大鼠肌腱損傷修復(fù)術(shù)后的肌腱粘連形成。他們發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍可使腺苷酸活化蛋白激酶磷酸化，進(jìn)而抑制TGF-β信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，通過(guò)抑制損傷局部成纖維細(xì)胞的增殖和膠原分泌，促進(jìn)成纖維細(xì)胞凋亡，達(dá)到防治肌腱粘連的目的。

2.3 生物材料防粘連膜

近年，生物材料防粘連膜在預(yù)防肌腱粘連形成中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。其不僅具有替代損傷腱鞘的作用，還能抑制肌腱周圍粘連組織形成，一些生物材料防粘連膜甚至具有促進(jìn)肌腱愈合和肌腱滑動(dòng)的作用[34]。因效果良好，多功能生物材料防粘連膜的制備和應(yīng)用成為研究熱點(diǎn)。

生物材料防粘連膜的優(yōu)勢(shì)包括：①在體內(nèi)大多可自行降解，無(wú)異物殘留；②具有良好的組織相容性，不會(huì)誘發(fā)嚴(yán)重的炎癥反應(yīng)和免疫反應(yīng)；③多孔防粘連膜具有較好的滲透性，允許屏障兩側(cè)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行交換，且不影響肌腱的內(nèi)源性愈合；④材料內(nèi)可包含抑制肌腱粘連或促進(jìn)肌腱愈合的細(xì)胞因子或藥物，因而具有多能性。

天然材料防粘連膜是從生物體中提取組織制作而成的，其具有生物相容性好、毒性不良反應(yīng)低、制備容易等優(yōu)點(diǎn)[35]。Liu等[36]開(kāi)展研究，從生物體中提取天然高分子羊膜，經(jīng)脫細(xì)胞處理后應(yīng)用于雞趾屈肌腱損傷粘連模型。他們發(fā)現(xiàn)，羊膜治療組肌腱炎癥反應(yīng)輕微，治療后肌腱的粘連程度和滑動(dòng)能力以及腳趾活動(dòng)范圍均優(yōu)于對(duì)照組，且排異反應(yīng)較小。Liu等[37]的研究采用豬小腸粘膜下層包裹兔肌腱損傷部位，他們發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比該修復(fù)材料具有減少I(mǎi)L-1β、IL-6等炎癥因子生成的作用。然而，這類異種移植物材料仍具有發(fā)生排異反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，尚待進(jìn)一步的臨床研究進(jìn)行探索。

人工合成材料防粘連膜以高分子化合物為基質(zhì)，輔以多種藥物或細(xì)胞因子制成，具有可修飾性和多功能性等特點(diǎn)[38]。Shalumon等[39]以聚乙二醇/聚己內(nèi)酯為原料制備靜電紡絲纖維膜，并在纖維膜孔隙中置入透明質(zhì)酸、銀納米微粒和布洛芬。他們將該防粘連膜應(yīng)用于兔肌腱損傷粘連模型，發(fā)現(xiàn)其具有潤(rùn)滑肌腱表面，減少肌腱滑動(dòng)阻力，抗感染，抗炎癥反應(yīng)等多重功能，可使肌腱愈合后的粘連程度與活動(dòng)范圍得到明顯改善。Zhao等[40]將可誘導(dǎo)成纖維細(xì)胞凋亡的絲裂霉素C加載至透明質(zhì)酸水溶膠中，再將水溶膠包裹于聚乳酸制成的靜電紡絲纖維膜。他們將該纖維膜覆蓋于大鼠肌腱損傷處，發(fā)現(xiàn)絲裂霉素C可通過(guò)穩(wěn)定可控的方式釋放，從而有效改善損傷處的肌腱粘連程度，且肌腱愈合后的力學(xué)強(qiáng)度無(wú)顯著降低。

2.4 其他方法

基因治療可以通過(guò)促進(jìn)或抑制靶基因表達(dá)，達(dá)到加速肌腱愈合、減少肌腱粘連形成的目標(biāo)[41]。Zhou等[42]將包裹TGF-β-miRNA的納米顆粒注射至雞趾屈肌腱損傷修復(fù)部位，術(shù)后6周發(fā)現(xiàn)，肌腱愈合強(qiáng)度顯著增加，TGF-β等促粘連相關(guān)因子生成減少，肌腱粘連程度降低。Loiselle等[43]開(kāi)展研究，分別于術(shù)后2、6、12 d將抑制Smad3表達(dá)的反義寡核苷酸注射至小鼠肌腱損傷周圍。他們發(fā)現(xiàn)，術(shù)后3周受傷小鼠的Ⅲ型膠原蛋白表達(dá)減少，肌腱粘連程度降低，而肌腱愈合強(qiáng)度沒(méi)有明顯下降。

一些學(xué)者還從氧化應(yīng)激角度研究防治肌腱粘連的新方法。Tang等[44]首先對(duì)肌腱損傷大鼠進(jìn)行熱處理，使其體溫暫時(shí)升高，然后進(jìn)行肌腱斷裂的修復(fù)。他們發(fā)現(xiàn)，與未進(jìn)行熱處理組相比，熱處理組在8周后熱休克蛋白70的表達(dá)增加，局部炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)減少，膠原排列得到改善，肌腱粘連程度明顯減輕。不過(guò)，由于肌腱損傷通常需要急診處理，該方法的臨床應(yīng)用受到制約。

3 展望

目前已知，肌腱內(nèi)細(xì)胞具有異質(zhì)性，可被分為不同亞群，各亞群在肌腱愈合過(guò)程中發(fā)揮不同作用。然而，對(duì)于這些細(xì)胞的起源，相互關(guān)系，在肌腱愈合和粘連過(guò)程中的具體作用仍未明確。隨著對(duì)肌腱粘連機(jī)制研究的不斷深入，學(xué)者們從多角度提出了防治肌腱粘連的新方法，并在肌腱粘連動(dòng)物模型上取得良好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但肌腱粘連的發(fā)生機(jī)制尚未完全明確。由于生物材料防粘連膜需兼顧更多功能，基因治療等新方法缺乏臨床應(yīng)用證據(jù)，目前預(yù)防肌腱粘連仍以傳統(tǒng)治療方法為主。進(jìn)一步闡明肌腱粘連的分子機(jī)制，并據(jù)此提出新的治療策略，以及促進(jìn)這些方法的臨床轉(zhuǎn)化，可能成為今后的研究熱點(diǎn)。