深层伤口一定会留疤,怎么办?科学家从眼药找到新希望!

如题所述

第1个回答  2022-10-25

「医师,这会留疤吗?」想必这是很多人在外伤与手术后最关心的问题之一,毕竟疤痕在外观上和原本的皮肤明显不同,一处理不好就容易引人侧目。因此如何有效除疤,一直是伤口护理中的重要挑战,而近期发表在 Science 上的研究,提供了真正意义上的除疤可能1。

当我们身体受伤之后,发生了什么事?

想除疤,得先了解疤痕是怎么来的,而要知道疤痕从何而来,就要从伤口愈合说起。

当人体组织被各种外力(如切割、穿刺等)破坏其完整性后,就会造成伤口。当人体组织出现伤口后,就会启动伤口愈合这个复杂的生理过程,这其中牵涉多种细胞与生理反应的相互配合2。伤口愈合约可分为三个阶段:

(一)炎症期:发炎、结痂。

当伤口产生后,伤口处的细胞会立刻产生各种细胞激素 引起发炎反应 ,吸引免疫细胞来对抗外来细菌的感染,同时受伤部位因血管破裂,血小板会到伤口处促进血栓的形成,将伤口封闭,以减少伤口受到更多的伤害与感染。

(二)增生期 肉芽组织填补伤口

此阶段主要是藉著「肉芽组织」的生长来填补伤口。

肉芽组织由新生的微血管、纤维母细胞、各类免疫细胞和纤维母细胞分泌的胶原蛋白等共同组成, 待肉芽组织上方有新的「表皮细胞」覆盖后 ,也就是伤口与外界的接触关闭后,就会进入下一个阶段。

受伤后,伤口愈合的过程约可以分为三个阶段。Pixabay

(三)重塑期:胶原蛋白、纤维细胞形成疤痕

此阶段伤口外观虽已愈合,但伤口内部的肉芽组织仍有许多工作在进行。

此时肉芽组织内的微血管和免疫细胞会逐渐减少,纤维母细胞会逐渐分化为纤维细胞,这些举动能让出肉芽组织中的空位,提供更多空间给纤维母细胞所分泌的胶原蛋白。

胶原蛋白和纤维细胞在组织内也会重新建构、排列让组织变得更紧致,进一步收缩伤口的同时增加对抗外力的能力,而这个新生的组织,就是我们所称的「疤痕」。

伤口愈合的三阶段:(a) 炎症期 (b) 增生期 (c) 重塑期。参考文献 2 疤痕没有毛囊、汗腺,弹性也不好

不论是疤痕的外观还是内部,都与原本的组织不同。

以皮肤为例,正常的皮肤必须包含毛囊、汗腺等附属器官,但这些疤痕通通没有,另外,因为疤痕内部胶原蛋白与纤维细胞的排列和正常皮肤不同,也导致疤痕的弹性和强度不如正常皮肤,例如在膝盖、手肘等关节处的大面积疤痕,常会让人难以弯曲。

需要注意的是,疤痕是伤口愈合的自然产物,无法避免!

虽然很多皮肤的小擦伤,只伤及表皮层,愈合后看似与原本的皮肤无异,但其实仍会产生疤痕, 只是这些疤痕对伤口的填补不多也不明显,因此我们会「误以为」没有留疤 ,然而,当我们身体出现伤及「真皮层」等较深的伤口时,疤痕组织对伤口的填补就很明显了。

除疤产品并不是真正的「除疤」

因此, 目前市面上各种除疤的产品与方法,都只能让疤痕在「外观」上更贴近周围的皮肤组织,并不能真正消除疤痕 !真正意义上的除疤,必须在伤口愈合阶段就下手,让疤痕组织不会形成。

想要没有疤痕,必须在伤口愈合时期就处理得当!Wikipedia

不过正如前面所说,伤口愈合是一个相当复杂的生理反应,直到这几年才对其中的分子机制有深入的认识2。而近期史丹福大学的研究团队所发表的文章,不仅揭示了疤痕形成背后的关键分子机制,也提供了伤口愈合不留疤的可能性1。

纤维母细胞:形成疤痕的关键

从伤口愈合的三个过程可看出,「纤维母细胞」占据关键的地位。

纤维母细胞除了负责肉芽组织的形成,在伤口重塑期,纤维母细胞也会分泌大量的胶原蛋白,同时自身也会分化为纤维细胞,在胶原蛋白和纤维细胞的重构下让疤痕组织更紧实。

2015年,该团队发表的研究显示,在伤口愈合过程中有两类纤维母细胞会参与,分别是会表达、不表达 Engrailed-1 (EN-1)注1 蛋白质的纤维母细胞:

其中,会表达 Engrailed-1 的 EPFs 就是 形成疤痕的主要细胞 3。

首先,研究团队发现,小鼠伤口中的 ENFs 在伤口愈合期间会转化为 EPFs ,产生更多 EPFs。

小鼠皮肤中同时有 ENFs 和 EPFs,但在伤口愈合的阶段,ENFs 会转化为 EPFs。参考文献1 为什么 ENFs 会变成 EPFs?是外力!

知道 EPFs 的来源后,接着他们想了解是甚么「因素」 *** ENFs 转化为 EPFs 。

由于纤维母细胞在生物体内的功能之一就是感受各种机械外力,并在感受到外力后改变细胞的基因表现,以应付外力,因此研究团队推测:

*** 伤口中ENFs转化为EPFs的因素,就是 皮肤在受伤后因弹性改变所产生的「机械外力 」。

为了证实这个想法,他们将 ENFs 纯化出来并培养在三种不同机械外力的实验环境中,结果显示,纤维母细胞不仅能感受不同的机械外力,在不同的外力下,细胞的表现也不同:

ENFs 在低机械力培养 (3D Hydrogel) 下,不会转换为 EPFs;在高机械力 (TCPS) 下会转换为 EPFs,而这个转换可被力学讯号阻断剂 (Y-27632) 逆转。参考文献1

科学家在小鼠实验时也得到类似的结果,当对小鼠的伤口施加拉力时,愈合的伤口内 EPFs 的数量会增加,同时,小鼠的疤痕组织也更厚,而这个结果,同样可以被力学讯号阻断剂逆转。

切断讯号!不告诉细胞伤口有受力

上面的实验证实了,机械拉力可以 *** 纤维母细胞表现 Engrailed-1,促使疤痕形成,那如果阻断机械拉力讯号的传导,是否就能防止疤痕形成?

顺着这思路,研究人员找到一个美国 FDA 核准用于治疗眼疾的药物 Verteporfin注2,Verteporfin能封锁细胞用于感应机械力讯号的关键蛋白质,达到阻断机械讯号传递的能力。

小鼠实验显示,在伤口上辅以 Verteporfin,对于伤口的愈合可谓是「非常有效」!

前面有提过,疤痕不会产生毛囊和汗腺等皮肤附属器,其弹性和强度也较差。但加入 Verteporfin 后,愈合的伤口不仅能长出毛发,汗腺也能正常运作,其弹性和强度也和正常皮肤相当,在显微镜下观察时,也无法分辨愈合的伤口和原本皮肤之间的差异。

另外从分子层面来看,未加入 Verteporfin 的愈合伤口,其 EPFs 的数量远高于加入 Verteporfin 的愈合伤口,显示 Verteporfin 确实能抑制纤维母细胞表现Engrailed-1。

Verteporfin 能让愈合的伤口长出毛发。参考文献1

综合以上的结果,研究团队整理出影响疤痕形成的分子机制和因素:

Engrailed-1 在纤维母细胞中的大量表现,是疤痕形成的关键因素。而伤口处的机械拉力能 *** 纤维母细胞大量表现 Engrailed-1 ,只要抑制这个机械拉力的 *** ,就能有效抑制 Engrailed-1 表现,并让小鼠实现伤口处的「无疤痕愈合」。

研究团队揭示影响疤痕形成的分子路径与因素。参考文献1 如何愈合不留疤?研究长达三十年的问题

研究团队的主持人 Michael T. Longaker 教授是一位整形外科医生,1987年,Longaker 还在胎儿外科手术室实习时,他的导师给了他一个作业:为什么胎儿皮肤上的伤口能不留伤疤地愈合,而儿童和成人的皮肤却做不到?

「这个问题我想了一年,后来变成四年,再后来就变成了几十年。自此之后,为了回答这个问题,我的研究扩展到许多其他领域。我始终想知道,伤疤是怎么形成的!」Longaker 教授如此说道4。

借由研究这篇文章的结果,现在的我们可以一窥其中的可能了: 胎儿的皮肤不像儿童和成人那么有弹性,因此受伤后皮肤也不会因弹性改变而产生机械拉力 。在没有机械外力 *** 的情况下,胎儿伤口处的纤维母细胞自然不会表现 Engrailed-1,也就能达到无疤痕愈合了。

未来,有疤痕说不定是件很稀有的事!

若这项研究的发现能应用到其他组织上,在医学上的伤口处理,将带来非常大的突破,毕竟疤痕在其他组织中同样是「异于」原始组织的,过多的疤痕会严重影响组织甚至器官的功能,例如心脏和肝脏在受损后的纤维化问题。若能透过这个机制达成无疤痕愈合,将是众多病患的福音!

不过在进入临床试验前,势必得在动物实验中进行更多测试,研究团队也表示他们已着手这方面的研究了。

或许未来,伤口不留疤是伤口护理的标准流程,疤痕已不再是需要遮掩的东西,有疤痕说不定是一件很酷、很稀有的事呢!

注释