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编号:10268740
碱性成纤维细胞生长因子促进兔耳廓皮肤复合伤创面修复的观察
http://www.100md.com 《中华耳鼻咽喉头颈外科杂志》 1999年第5期
     作者:沈朋 周敏妤 王辉萼 鲁裕玉 胡济安 郁金声

    单位:310003 杭州 浙江大学医学院附属第一医院耳鼻咽喉科(沈朋、鲁裕玉);浙江大学医学院附属第二医院耳鼻咽喉科(周敏妤、王辉萼);浙江大学医学院口腔病理教研室(胡济安),核医学教研室(郁金声)

    关键词:成纤维细胞生长因子;碱性;;;伤口愈合;;;辐射损伤;实验性

    中华耳鼻烟喉科杂志990513 摘要 目的 观察碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor, bFGF)对放射治疗+手术后软组织创面修复的作用。方法 采用90Sr-90Y照射(总剂量34.60~51.90 Gy)兔耳廓背侧面皮肤后50 d切除耳廓皮肤,观察局部喷用bFGF治疗组(实验组1)和相应对照组(对照组1)的创面愈合情况。结果 术后10 d,照射后实验组1新生上皮平均(±s,以下同)面积为(34.17±0.37)mm2,平均微血管数为(10.25±2.34)个/高倍视野;而对照组1分别为(26.25±0.20)mm2和(4.38±0.92)个/高倍视野,两组间差异有显著性 (P<0.05)。术后7 d及14 d,实验组1新生上皮平均面积大于对照组1,两组差异有显著性(P<0.05)。采用图像细胞分析技术检测,实验组1成纤维细胞主峰值核面积为(38.28±7.23)μm2,S期细胞数为(31.28±10.35)%;而对照组1分别为(28.02±8.13)μm2和(20.14±9.46)%,两组差异有显著性(P<0.05)。结论 bFGF对照射+手术后软组织的修复具有一定促进作用。
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    The application of basic fibroblast growth factor to auricles of rabbits with compound injury

    SHEN Peng*, ZHOU Minyu, WANG Hui'e, et al.

    *Department of Otorhinolaryngology, First Affiliated Hospital, College of Medical Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310003

    Abstract Objective To study the role of basic fibroblast growth factor (bFGF) in the repair of irradiation- and surgery-induced auricle trauma. Methods The bilateral auricles of New Zealand white rabbits were received surgical trauma and beta-active irradiation(90Sr-90Y), bFGF was then applied to the wound. The efficacy of bFGF on wound healing was compared with the control group. Results On the 10th day after the trauma, the mean epithelalized area was (34.17±0.37) mm2 and the mean number of microvessels/high power field was (10.25±2.34) in the treated group, whereas both were (26.25±0.20)mm2 and (4.38±0.92) respectivety in the control group. There was a significant difference between the two groups (P<0.05). On the 7th and 14th days after the trauma, the mean epithelialized area in the treated group was significantly different from that of the control group. The measurement by the image cytometry showed that the treated group had a mean nuclear peak area value of (38.28±7.23)μm2 and the mean S-stage cell value of (31.28±10.35)%, and those of the control group were (28.02±8.13)μm2 and (20.14±9.46)% respectively. There were significant differences (P<0.05) between them. Conclusion Application of bFGF can, to a certain extent, accelerate the repair of irradiated and surgically injured soft tissue.
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    Key words Fibroblast growth factor, basic Wound healing Radiation injuries, experimental

    放射治疗为头颈部恶性肿瘤治疗方法之一,常影响术后创面愈合。成纤维细胞生长因子具有促中胚层与神经外胚层起源细胞的分裂、增殖和促内皮细胞与成纤维细胞的趋化作用,故有促进新生血管形成和创伤愈合作用[1]。本研究用90Sr-90Y(90锶-90 钇)为放射源贴敷于新西兰白色家兔耳廓背面做成放射治疗-手术模型,观察碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor, bFGF)促进创面愈合作用。

    材料及方法

    一、 材料
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    体重2.5~3.0 kg的新西兰白色家兔20只,雌雄各半(浙江中医学院实验动物中心提供);90Sr-90Y放射源敷贴剂(由中国科学院原子能研究院提供);碱性成纤维细胞生长因子3 600 IU/支(珠海东大生物制药有限公司);兔第Ⅷ因子多克隆抗体(Dako公司, 美国)及医用多功能图像分析系统(德中贸易上海有限公司)。

    二、方法

    1.复合伤动物造模:先在兔耳廓背面距其根部3 cm处敷贴直径为3 cm的90Sr-90Y放射源,照射量为1.73 Gy/min。根据预实验雌、雄兔对射线的耐受性不同,雌兔每天照射4 min、雄兔每天照射6 min,连续照射5 d,总量为34.60~51.90 Gy。尔后,置相同环境中饲养7周。在照射开始后第50 d,3%苯巴比妥钠40 mg/kg腹腔麻醉下消毒、备皮、结扎耳廓中央动脉及在照射区作4个直径为8 mm的圆形皮肤缺损区,深达软骨膜面。
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    2.动物分组:20只兔中3只因麻醉等原因死亡,将17只分为:Ⅰ(照射+手术)组6只,右耳为实验组1、左耳为对照组1,于术后7、10、14 d各处死2只,分别各取8个观察标本;Ⅱ(手术)组6只,右耳为实验组2、左耳为对照组2,观察标本数同上;Ⅲ(手术)组5只,两耳均为空白对照组3,各时期分别随机取8个标本。

    3.用药:bFGF 3 600 IU/支,以1 ml注射用水溶解,4~8℃干燥环境中保存。术后第1 天起,实验组每个创面喷0.05 ml的bFGF,留置5 min,每天2次;对照组(含空白对照组)仅喷生理盐水。均辅以庆大霉素0.8万U,每天2次肌内注射。

    4.观察项目:①用游标尺直接测量未愈创面面积,分别将原创面面积减去未愈合面积获得各组新生上皮面积;②创缘取材,常规固定,石蜡包埋,切片,HE染色,光镜观察结缔组织修复情况;③以SABC(strept avidin-biotin-peroxidase complex)法行免疫组化染色,第Ⅷ因子相关抗体含量为1:200,室温显色5~10 min;蒸馏水洗涤,苏木素轻度复染;脱水、透明、封片;空白对照组用PBS代替一抗,其它步骤相同;④以图像细胞分析技术(image cytometry,ICM)[2]测量实验组和对照组成纤维细胞内DNA的含量。
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    显微镜观察:第Ⅷ因子相关抗原(factor-8 relative antigen,F8-RA) 阳性主要表现为点状褐色,定位于内皮细胞质中;凡与周围结缔组织成分分离的染成褐色的单个内皮细胞或内皮细胞群被认为是1个微血管[3];PBS代替一抗,结果无着色。

    经Feulgen染色后,运用医用多功能图像分析系统测定兔淋巴细胞的DNA质量,发现与人淋巴细胞的DNA质量(7.18 pg)相同,故本实验选兔的淋巴细胞作为标准二倍体细胞。每例测定创面处100个成纤维细胞的DNA灰度值,得到其主峰值的核面积及S期的百分率等参数。

    5.实验结果的统计学处理:各数据输入微机,使用SPSS for Windows统计软件进行两样本均数比较的t检验(双侧检验)分析处理,假设检验水准定为α=0.05。

    结果
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    1.大体观察:I组照射后35 d内,4/6只兔耳廓照射野仍皮肤微红、脱屑,但无明显渗出、水肿和溃疡,耳廓可动性、颜色、质地等方面无甚改变。照射后45 d,上述现象消失。

    2.新生上皮面积测定:用bFGF后实验组和对照组在7 d、10 d及14 d新生上皮面积(表1)的t检验差异均有显著性,说明bFGF对照射组和非照射组均有促创面愈合作用。各观察时日对照组2和对照组3新生上皮面积的t检验差异无显著性,提示一耳用药没有明显地被全身吸收而影响另一耳。

    表1 各组创伤后新生上皮面积(mm2,±s) 组别

    7 d

    10 d

    14 d
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    实验组1

    28.22±0.28

    34.17±0.37

    39.20±0.23

    对照组1

    20.64±0.38

    26.25±0.20

    30.20±0.11

    实验组2

    36.91±0.48

    42.94±0.51

    46.14±0.19
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    对照组2

    28.09±0.59

    34.97±0.88

    38.42±0.40

    对照组3

    28.10±0.55

    35.05±0.57

    38.34±0.48

    注:实验组1与对照组1在各时日比较,P<0.05;实验组2和对照组2在各时日比较,P<0.05;对照组2与对照组3在各时日比较,P>0.05。下表同

    3.结缔组织的修复:使用bFGF后7 d肉芽组织中见成纤维细胞增殖、新生毛细血管形成;10 d及14 d时成纤维细胞和毛细血管数量增多明显,部分区域毛细血管“出芽”。而相应时日的对照组上述修复表现较实验组弱。用药后10 d的组织切片以SABC法免疫组化染色进一步观察微血管的增生,结果见表2和图1,2。从表2可得出,实验1组单位面积微血管的增加量(实验组微血管数-对照组微血管数)为5.87(10.25-4.38)个/高倍视野,而实验2组为5.63(11.88-6.25)个/高倍视野。两者相比较,差异无显著性 (P>0.05)。提示:bFGF对于照射组和非照射组均能促微血管增生,且局部用药主要表现为局部作用。
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    图1 实验组1第10 d微血管较多。SABC染色 ×400

    图2 对照组1第10 d微血管较少。SABC染色 ×400

    表2 各组创伤后10 d微血管数(个/高倍视野,±s) 组别

    10 d后微血管数

    实验组1

    10.25±2.34

    对照组1
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    4.38±0.92

    实验组2

    11.88±1.96

    对照组2

    6.25±1.16

    对照组3

    5.88±1.13

    选用药后10 d的组织标本,经Feulgen染色后作图像细胞分析技术检测(表3)。

    表3 各组成纤维细胞的主峰值核面积和S期细胞(±s) 组别

    主峰值核面积(μm2)
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    P值

    S期细胞(%)

    P值

    实验组1

    对照组1

    38.28± 7.23

    28.02± 8.13

    <0.05

    31.28±10.35

    20.14± 9.46

    <0.05

    实验组2
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    对照组2

    42.14± 6.88

    31.48±10.38

    <0.05

    38.96± 3.99

    30.30± 8.89

    <0.05

    检测结果表明,应用bFGF后细胞增殖旺盛,S期细胞数及DNA含量增加,且所有进入试验组的成纤维细胞均未见过度增生。

    本组实验雌、雄兔各项结果无差异。讨论

    临床上常用深度X射线及60钴照射作为放射治疗手段,但对动物的非照射区域的防护较难,本实验采用的90Sr-90Y作为放射源,较有利于对兔非照射区域的防护。90Sr-90Y照射引起组织机能上的变化包括:细胞活力迟钝、生长受抑、酶系统被抑、繁殖能力显著降低等[4],与临床上常用的深度X射线及60钴照射所引起的组织损伤类同。因此,采用90Sr-90Y作为放射源进行实验具有临床等同意义。此外,90Sr-90 Y放射源是由90Sr衰变放射出低能β射线后所形成的子代产物90Y。90Y的半衰期很短,但能随着90Sr衰变过程源源不断地形成,故具有较稳定的放射量,可保证实验动物接受照射剂量相近,以便满足实验要求。
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    现有研究表明,bFGF在体内、外均能刺激一切与伤口愈合有关的细胞增殖,有利于肉芽形成,重组bFGF也能促进伤口愈合[5]。郑景熙等[6]的实验研究亦支持这一观点。本研究的结果说明bFGF能促进组织愈合。I组和Ⅱ组应用bFGF后新生上皮面积和单位面积微血管的增加量无显著性差异的结果说明,bFGF对照射组和非照射组均有促愈合和促血管增生作用,且其促增生作用在照射组和非照射组相仿,可推测bFGF能改变内皮细胞对放射损伤修复的反应性,这与Hom等[7]研究结果一致。

    以往对创伤修复研究以肉眼及光镜观察为主。随着病理诊断学逐渐由定性向定量发展,基于计算机图像技术而迅速发展形成的ICM[2]具有价格低、使用方便及准确性高等优点。其先进性还体现在能够取材于常规病理切片及细胞涂片进行分析。本实验运用ICM技术在细胞生物学水平上定量显示DNA,测试发现应用bFGF组的成纤维细胞核的主峰值核面积和S期细胞增加,与光镜下所观察到的形态学变化相吻合,从而在细胞水平上映证了bFGF的促创面愈合作用。
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    本研究表明,bFGF对照射后软组织愈合有一定的促进作用,提示适当地使用bFGF将是改善肿瘤放射治疗后手术创面愈合率的可能途径。本研究的主要局限性在于:①实验动物太少;②在解剖和生理上,兔耳廓皮肤不同于人头颈部皮肤,两者对放射治疗的敏感性存在差别;③因药源有限,未能揭示病理增生的“安全”线;④尚未深入研究bFGF与其它生长因子的协同作用机理;⑤照射后50 d手术,与临床实际不符合。

    浙江省卫生厅基金资助课题

    参考文献

    1 Gospodarowicz D. Fibroblast growth factor. Chemical structure and biologic function. Clin Orthop,1990,257:231-248.

    2 Meijer GA, Belin JA, van Diest PJ, et al. Origins of image analysis in clinical pathology. J Clin Pathol, 1997,50:365-370.
, http://www.100md.com
    3 McComb RD, Jones TR, Pizzo SV, et al. Specificity and sensitivity of immunohistochemical detection of factor viii/von Willebrand factor antigen in formalin-fixed paraffin-embedded tissue. J Histochem Cytochem, 1982,30:371-377.

    4 卢倜章,秦明秀.放射性核素治疗学.天津:天津科学技术出版社, 1994.215.

    5 McGee GS, Davidson JM,Buckley A, et al. Recombinant basic fibroblast growth factor accelerates wound healing. J Surg Res, 1988,45:145-153.

    6 郑景熙, 王素华, 郭琳琅,等. 成纤维细胞生长因子促进放烧复合伤创面愈合的实验研究. 中华整形烧伤外科杂志,1994,10:146-149.

    7 Hom DB, Assefa G, Song CW. Endothelial cell growth factor (ECGF)application to irradiated soft tissue. Laryngoscope, 1993, 103:165-170.

    (收稿:1999-01-11 修回:1999-06-29), 百拇医药