GM—CSF与创面修复(1)
糖尿病相关性溃疡、静脉瘀滞性溃疡、烧伤残余创面、深Ⅱ度烧伤创面以及各种原因不明的难愈性创面，在临床上已经成为常见病、多发病，而关于这类疾病的治疗一直是比较棘手的问题，也是多年来中外学者探讨的热点。创伤愈合是一个动态的、复杂的、多细胞协作的过程。该过程中设计的细胞包括：角质细胞、成纤维细胞、上皮细胞、巨噬细胞以及血小板等，在炎症反应以及愈合过程中这些细胞迁移、浸润以及增殖分化，最终修复创面。这个过程被体内的复杂的信号系统调控，包括许多生长因子、细胞因子以及化学因子，其中比较重要的有EGF、 VEGF、GM_CSF、 PDGF、CTGF以及IL等[1]。本文主要参阅有关粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granubcyte/macrophage colony-stimulating factor GM-CSF)与创面修复的研究文献，对GM-CSF在创面修复中的作用及应用综述如下。
1 GM-CSF的来源、理化特性以及与创面修复相关的生物学特性
GM-CSF是一种多功能生长因子，最初作为免疫增强剂应用于化疗放疗后以及严重感染等免疫低下患者。GM-CSF是由127个氨基酸组成的蛋白质分子，是具有2个N-糖基化位点和3个O-糖基化位点的糖蛋白，含有四个半胱氨酸组成的2个二硫键，分子量从14.5～32kd不等的9条蛋白质带组成[2]。GM-CSF由活化的T细胞、角质细胞、内皮细胞、成纤维细胞、树突状细胞以及巨噬细胞等分泌，并可以通过自分泌及旁分泌的方式作用于这些细胞，影响其趋化、增殖和成熟[3-4]。创面上的GM-CSF来源于炎症反应细胞(如：巨噬细胞、中性粒细胞)、角质细胞、内皮细胞、成纤维细胞等，其中以角质细胞为主[5]。GM-CSF在正常皮肤以及血液中含量极低，难以检测到，形成创面或者炎症刺激后局部皮肤以及血液中GM-CSF水平明显升高，提示其与创面局部反应有关。GM-CSF通过与靶细胞膜上的受体结合，发挥多种生理作用。人体内有多种细胞存在GM-CSF受体，如：粒细胞、红细胞、巨噬细胞等的前体细胞、成熟中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、浆细胞、成纤维细胞、角质细胞、内皮细胞等。人和小鼠GM-CSF受体均由α、β两条链组成，其中α链是连接亚单位，和配体结合，β链主要和信号转导有关。GM-CSF与受体结合后，刺激膜受体胞内部分的蛋白酪氨酸磷酸化，激活酪氨酸激酶，RAS以及丝裂原活化蛋白激酶等信号转导通路，发挥其生物学效应[6-7]。
2 GM-CSF与创面愈合
GM-CSF最初作为造血刺激因子以及免疫增强剂应用于化疗放疗后和严重感染等患者。自1989年Siena等[8]发现GM-CSF在治疗口腔黏膜炎以及口腔溃疡具有良好效果后，关于GM-CSF与创面愈合的研究逐渐成为研究热点，并取得了丰富成果。
2.1 局部注射GM-CSF对创面愈合作用的观察：研究早期阶段，由于还未研制出GM-CSF的外用剂型，在临床试验以及动物实验中一般采用创面局部注射GM-CSF的方式观察其对创面愈合效果，主要应用于各种难愈性创面。早在1999年，Da Costa等[9]把GM-CSF注射于麻风患者创面周围，发现其可以有效地促进创面愈合。2000年，同样采用创面局部注射的方法，Groves等[10]证实GM-CSF可以引起局部组织中炎性细胞浸润增加，并诱导角质细胞增殖；激活单核巨噬细胞，诱导表皮细胞迁移，并进一步调节细胞因子的产生表达从而促进瘀滞性溃疡，坏疽性脓皮病以及手术切口的愈合。2001年，Fernberg等[11]将GM-SCF局部注射到癌症手术前后放疗导致的慢性溃疡创面，并取得了显著疗效。局部注射GM-CSF可以促进创面愈合在动物实验中也得到有力证实。2002年，Vargel等[12]通过药物外渗的方法制作了大鼠皮肤软组织溃疡模型，并将GM-CSF局部注射到溃疡创面周围，发现其可以有效地促进皮肤软组织坏死创面或者溃疡创面的愈合。糖尿病继发性创面由于微血管病变、周围神经性病变等原因导致细胞增殖受抑和胶原代谢障碍，较难愈合，一直是困扰临床的难题，因而成为研究热点。在既往研究中，通过创面局部注射GM-CSF或者是均匀滴用GM-CSF均可以促进糖尿病足慢性神经性溃疡和糖尿病脂性渐进性坏死患者小腿慢性溃疡的愈合，且复发率低[13]。中外学者均有研究表明，糖尿病小鼠创面中GM-CSF较正常情况下有所减少。方勇等[14]观察到伤后3天糖尿病小鼠创面愈合率较对照组明显降低，伤后7天差异最明显，糖尿病组中性粒细胞和巨噬细胞的浸润在创面愈合早期显著少于对照组，而在后期较对照组略为增多。同时，通过ELISA法检测不同时段创面组织中GM-CSF的表达，发现糖尿病组和对照组创面GM-CSF均于创面形成后第1天即有明显升高，但是糖尿病组到达峰值时间明显延迟。Fang等[15]也观察到在糖尿病小鼠创伤模型早期，糖尿病小鼠创面表达GM-CSF的量较正常小鼠下降了50%。这从另外一个角度说明，GM-CSF在创面愈合中的重要作用。
2.2 局部外用GM-CSF水凝胶对创面愈合作用的观察：随着外用GM-CSF剂型的出现，局部外用GM-CSF是否可以加速创面愈合成为许多学者研究的热点。深Ⅱ度烧伤创面因为烧伤深度较深且不具有植皮手术指征，保守治疗一直是主要治疗方案，疗程相对较长，容易感染，成为治疗难点。Zhang等[16]将GM-CSF水凝胶应用于深Ⅱ度烧伤创面，并对创面全部愈合的时间以及不同时间点创面愈合率等指标进行分析，证实GM-CSF水凝胶可以显著促进深Ⅱ度烧伤创面的愈合。烧伤残余创面常在深度烧伤治疗后期出现于Ⅲ度烧伤创面皮片间隙，深Ⅱ度创面，以及取皮较深的供皮区，肉芽苍老、水肿，在肉芽创面或已愈皮肤上出现溃疡或糜烂面，难以治愈。邱学文等[17]将重组人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子凝胶局部外用于烧伤残余创面，并观察用药后不良反应和创面愈合时间，以及不同时间点的创面愈合率、总有效率，证实局部外用rhGM-CSF凝胶能促进烧伤后残余创面愈合，且有较好的安全性。 (赵锋)
1 GM-CSF的来源、理化特性以及与创面修复相关的生物学特性
GM-CSF是一种多功能生长因子，最初作为免疫增强剂应用于化疗放疗后以及严重感染等免疫低下患者。GM-CSF是由127个氨基酸组成的蛋白质分子，是具有2个N-糖基化位点和3个O-糖基化位点的糖蛋白，含有四个半胱氨酸组成的2个二硫键，分子量从14.5～32kd不等的9条蛋白质带组成[2]。GM-CSF由活化的T细胞、角质细胞、内皮细胞、成纤维细胞、树突状细胞以及巨噬细胞等分泌，并可以通过自分泌及旁分泌的方式作用于这些细胞，影响其趋化、增殖和成熟[3-4]。创面上的GM-CSF来源于炎症反应细胞(如：巨噬细胞、中性粒细胞)、角质细胞、内皮细胞、成纤维细胞等，其中以角质细胞为主[5]。GM-CSF在正常皮肤以及血液中含量极低，难以检测到，形成创面或者炎症刺激后局部皮肤以及血液中GM-CSF水平明显升高，提示其与创面局部反应有关。GM-CSF通过与靶细胞膜上的受体结合，发挥多种生理作用。人体内有多种细胞存在GM-CSF受体，如：粒细胞、红细胞、巨噬细胞等的前体细胞、成熟中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞、树突状细胞、浆细胞、成纤维细胞、角质细胞、内皮细胞等。人和小鼠GM-CSF受体均由α、β两条链组成，其中α链是连接亚单位，和配体结合，β链主要和信号转导有关。GM-CSF与受体结合后，刺激膜受体胞内部分的蛋白酪氨酸磷酸化，激活酪氨酸激酶，RAS以及丝裂原活化蛋白激酶等信号转导通路，发挥其生物学效应[6-7]。
2 GM-CSF与创面愈合
GM-CSF最初作为造血刺激因子以及免疫增强剂应用于化疗放疗后和严重感染等患者。自1989年Siena等[8]发现GM-CSF在治疗口腔黏膜炎以及口腔溃疡具有良好效果后，关于GM-CSF与创面愈合的研究逐渐成为研究热点，并取得了丰富成果。
2.1 局部注射GM-CSF对创面愈合作用的观察：研究早期阶段，由于还未研制出GM-CSF的外用剂型，在临床试验以及动物实验中一般采用创面局部注射GM-CSF的方式观察其对创面愈合效果，主要应用于各种难愈性创面。早在1999年，Da Costa等[9]把GM-CSF注射于麻风患者创面周围，发现其可以有效地促进创面愈合。2000年，同样采用创面局部注射的方法，Groves等[10]证实GM-CSF可以引起局部组织中炎性细胞浸润增加，并诱导角质细胞增殖；激活单核巨噬细胞，诱导表皮细胞迁移，并进一步调节细胞因子的产生表达从而促进瘀滞性溃疡，坏疽性脓皮病以及手术切口的愈合。2001年，Fernberg等[11]将GM-SCF局部注射到癌症手术前后放疗导致的慢性溃疡创面，并取得了显著疗效。局部注射GM-CSF可以促进创面愈合在动物实验中也得到有力证实。2002年，Vargel等[12]通过药物外渗的方法制作了大鼠皮肤软组织溃疡模型，并将GM-CSF局部注射到溃疡创面周围，发现其可以有效地促进皮肤软组织坏死创面或者溃疡创面的愈合。糖尿病继发性创面由于微血管病变、周围神经性病变等原因导致细胞增殖受抑和胶原代谢障碍，较难愈合，一直是困扰临床的难题，因而成为研究热点。在既往研究中，通过创面局部注射GM-CSF或者是均匀滴用GM-CSF均可以促进糖尿病足慢性神经性溃疡和糖尿病脂性渐进性坏死患者小腿慢性溃疡的愈合，且复发率低[13]。中外学者均有研究表明，糖尿病小鼠创面中GM-CSF较正常情况下有所减少。方勇等[14]观察到伤后3天糖尿病小鼠创面愈合率较对照组明显降低，伤后7天差异最明显，糖尿病组中性粒细胞和巨噬细胞的浸润在创面愈合早期显著少于对照组，而在后期较对照组略为增多。同时，通过ELISA法检测不同时段创面组织中GM-CSF的表达，发现糖尿病组和对照组创面GM-CSF均于创面形成后第1天即有明显升高，但是糖尿病组到达峰值时间明显延迟。Fang等[15]也观察到在糖尿病小鼠创伤模型早期，糖尿病小鼠创面表达GM-CSF的量较正常小鼠下降了50%。这从另外一个角度说明，GM-CSF在创面愈合中的重要作用。
2.2 局部外用GM-CSF水凝胶对创面愈合作用的观察：随着外用GM-CSF剂型的出现，局部外用GM-CSF是否可以加速创面愈合成为许多学者研究的热点。深Ⅱ度烧伤创面因为烧伤深度较深且不具有植皮手术指征，保守治疗一直是主要治疗方案，疗程相对较长，容易感染，成为治疗难点。Zhang等[16]将GM-CSF水凝胶应用于深Ⅱ度烧伤创面，并对创面全部愈合的时间以及不同时间点创面愈合率等指标进行分析，证实GM-CSF水凝胶可以显著促进深Ⅱ度烧伤创面的愈合。烧伤残余创面常在深度烧伤治疗后期出现于Ⅲ度烧伤创面皮片间隙，深Ⅱ度创面，以及取皮较深的供皮区，肉芽苍老、水肿，在肉芽创面或已愈皮肤上出现溃疡或糜烂面，难以治愈。邱学文等[17]将重组人粒细胞巨噬细胞集落刺激因子凝胶局部外用于烧伤残余创面，并观察用药后不良反应和创面愈合时间，以及不同时间点的创面愈合率、总有效率，证实局部外用rhGM-CSF凝胶能促进烧伤后残余创面愈合，且有较好的安全性。 (赵锋)