细菌胶原酶对瘢痕降解的实验研究及临床观察

1、细菌胶原酶对瘢痕降解的实验研究及临床观察【摘要】目的探讨细菌胶原酶治疗增生性瘢痕及瘢痕疙瘩的作用机理；观测评价其临床疗效。方法通过动物实验对细菌胶原酶降解增生性瘢痕的作用进行验证，并通过10个病例对其临床疗效进行初步观察。结果动物实验显示，两次注药后，两周内瘢痕块体积平均缩小86%，较对照组差异有非常显著意义(P0.050.010.0011细菌胶原酶与生理盐水第2次注射1周后，注射胶原酶的头侧组织块较注射生理盐水的尾侧组织块明显缩小Fig 1 The size of implanted scar injected with bacterial collagenase is significan

2、tly smaller than that of with saline,after one week from the second injection2生理盐水第2次注射1周后，瘢痕组织内的胶原结果依然致密，原纤维排列致密而紊乱TEM8KFig 2The dense collagen fibrils after one week from the second injections with saline TEM8K3胶原酶第2次注射1周后，可见原纤维相互分离，中央部分的纤维成分正处于降解状态TEM15KFig 3The dissolved collagen fibrils after o

3、ne week from the second injections with bacterial collagenase TEM15K3.2临床应用临床用药前后瘢痕组织的体积和硬度的对比及其并发症见表2。组织形态学检查见4，5。典型病例见6。4未注射胶原酶的瘢痕组织形态，可见大量的间质细胞和均匀着色胶原纤维，表皮细胞层厚度增加，上皮角消失，呈现增生性瘢痕的形态特征 HE100Fig 4Morphology of untreated hypertrophic scars HE1005细菌胶原酶注射3天后，胶原纤维束着色明显变浅，粗大的胶原纤维已变化网状的稀疏结构，同时，可见注射部位有红细胞浸润

4、，巨噬细胞数量增多，间质细胞数量相对较少HE100Fig 5Morphology changes after three days from treatment injection with bacterial collagenase HE1006用药前后增生性瘢痕大小的改变Fig 6 Before(left)and after(right)treatment to hypertrophic scars with bacterial collagenase对5例异常瘢痕(2例增生性瘢痕，3例瘢痕疙瘩)进行了316个月的随访，除1例耳垂部瘢痕疙瘩在治疗后第2个月内复发外，其余均无复发迹象。4讨论

5、由于增生性瘢痕和瘢痕疙瘩的发病机理尚不明了，所以还不能对其形成与发展进行有效控制。若已形成，目前临床上常用的治疗方法主要为：手术切除、物理压迫、激素注射以及放射线照射等。然而，由于这些方法存在诸如：复发、治疗周期长、严重并发症、诱发肿瘤等1-5缺陷。因此，寻找效果显著、副作用小的新疗法，一直是同道们共同努力的方向。大量杂乱排列的过剩的间质胶原的病理特点，是异常瘢痕增宽隆起、弹性下降、质地坚实的临床特点6的基础。因此，可以认为，能够促使过度增生的瘢痕胶原有效地降解，是任何一种成功疗法的关键所在。表2细菌胶原酶临床疗效观察结果Tab 2 The effects of treatment with

6、bacterial collagenase injection例次性别年龄(岁)诊断病程(年)部位治疗前治疗后缩小率*(%)并发症硬度体积(cm3)硬度体积(cm3)1女31HS1.2颊部3.03.00.33.03.00.233无2女16HS3.0上唇2.01.00.42.01.00.250无3女19KS2.0耳垂0.80.50.40.40.30.285无4女29KS3.0耳垂1.20.90.50.80.70.279血水泡KS耳垂3.51.71.13.21.40.846无5男32HS2.4颊部1.61.00.41.61.00.2440无6男13HS1.6上唇1.10.60.41.10.60.3

7、25无HS下唇1.50.50.31.50.50.233无HS下颌2.11.60.32.11.50.238无7男40HS1.3胸部3.31.50.73.31.40.4341无8男11HS3.0胸部131.10.6131.00.439血水泡9男38HS1.5胸部1.20.80.31.00.80.245无10男24HS2.0前臂3.03.01.03.02.90.4556无注HS：增生性瘢痕，KS：瘢痕疙瘩；：较硬；：硬，：较软，：软；*：平均缩小率为46.92%细菌胶原酶与组织胶原酶同属于金属蛋白酶(MP)，具有特异性水解胶原纤维三螺旋区肽链结构的能力7。胶原纤维只有在三螺旋结构受到破坏后，才能得到

8、降解。内源性组织胶原酶尽管在增生性瘢痕中的含量较高，但由于受金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP)的抑制，它的活性作用不能得以有效发挥8。与内源性组织胶原酶不同，细菌胶原酶的活性可以不受金属蛋白酶组织抑制剂(TIMP)的影响9。由此我们设计、进行了本项研究。一些研究已经表明10-12，0.5 cm0.5 cm0.8 cm的瘢痕组织块可以在裸鼠皮下移植成活。但由于组织块体积较小，不便于体外观测。因此我们应用了1.0 cm1.0 cm0.6 cm的较大瘢痕组织块进行移植。本实验观测证明组织块在移植后21天，组织形态特点已完全恢复，组织块内部血运已经建立，成纤维细胞也已恢复胶原蛋白合成功能。此时的动物模型

9、已完全适用于治疗性实验的研究，我们认为最佳适用时间应为2160天。通过对动物实验数据的统计学处理，说明细菌胶原酶对瘢痕组织块具有强大的降解作用，与生理盐水注射对照组间差异有显著意义(P0.01，第1次注射后)和非常显著意义(P0.001，第2次用药1周后)。从片14中，可以清楚地看到细菌胶原酶直接降解瘢痕间质胶原的形态学依据。需要指出的是，生理盐水注入瘢痕组织，其体积也随着时间的延长而逐渐缩小(表1)，可能与裸鼠自身的组织胶原酶对瘢痕的不断分解作用有关。在动物实验的基础上，我们将细菌胶原酶引入临床，对增生性瘢痕与瘢痕疙瘩进行注射治疗。注射用细菌胶原酶纯度较高，每周1次的连续注射无致敏反应，临床

10、上已大量用于腰椎间盘突出的治疗13。目前正逐步成为治疗腰椎间盘突出的手术替代疗法，在世界各国均有开展14。从表2的疗效记录中可以看到，13处瘢痕经每周1次的病灶内胶原酶注射，两周内瘢痕块体积平均缩小46.92%。其中，最大缩小率为85%，最小为25%。缩小率在50%以上的共4例，占病例总数的30.7%。经过对5名病例316个月的随访，除1例瘢痕疙瘩在治疗后第2个月内复发外，余均无复发迹象。据此计算，增生性瘢痕的治疗后复发率为零，瘢痕疙瘩的复发率为33%。该数值已低于有关文献报道的激素治疗的复发率5。在所有接受胶原酶治疗病例中，有两处瘢痕在用药部位出现表皮下血性水泡的轻微并发症，一方面与药物注射

11、位置表浅致浅层组织内压力过高有关；另一方面与细菌胶原酶对血管壁的消化破坏有直接关系。两例血水泡均未溃破，经简单包扎处理后，于12周内自然结痂愈合。此外，未发现其它并发症。由于细菌胶原酶瘢痕内注射疗法在整形外科临床尚无开展，根据我们的实践，提出如下几点体会：梯形浓度给药：根据治疗中瘢痕组织硬度渐软的特点，给药浓度应逐渐减小。第1次用药浓度一般为200U/ml，第2次浓度一般在150U/ml左右。均匀广泛注射：由于细菌胶原酶作用范围比较局限，所以，为使其充分发挥降解瘢痕胶原的效用，必须保证胶原酶在瘢痕内部广泛而均匀的分布。用药后适当加压：临床实践证明，对注射后的瘢痕组织进行12天的适当压迫，不仅可

12、以有效防治血水泡的发生，而且还能够促进降解胶原的快速吸收。间隔不超过两周安全用药：由于生物酶制剂潜在的致敏性，出于安全考虑，建议两次用药间隔不超过两周，1次疗程周期最好不超过6周。总之，我们经实验和临床初步应用，认为细菌胶原酶可以直接降解瘢痕组织内的胶原纤维，是一种快速有效、值得进一步探索的治疗增生性瘢痕和瘢痕疙瘩的新方法。作者单位：北京，中国协和医科大学中国医学科学院整形外科医院100041参考文献1Cosman B,Grickelair GF,Ju MC,et al.The surgical treatment of keloids.Plast Reconstr Surg,1961,27:

13、335-345.2Stucker FJ,Shaw GY.An approach to management of kiloids.Arch Otolaryngol,1992,118:63-67.3Larson DL,Abston S,Evans EB,et al.Techniques for decreasing scar formation and contractures in the burned patients.J Trauma,1971,11:807.4Hoffman S.Radiotherapy for keloids.Ann Plast Surg,1982,9:262-265.

14、5Kill J.Keloids treated with topical injections of triamcinolone acetonide:immediate and longterm results.Scand J Plast Reconstr Surg,1977,11:169-170.6STOSullivan,TPFOConnor,MOShaughnessy.Aetiology and management of hypertrophic scars and keloids.Ann R Coll Surg Engl,1996,78:168-175.7Nordwig A.Colla

15、genolytic enzymes.In:Nord F F,ed.Advances in Enzymology.New York:Interscience,1977:155-205.8管正玉，程洪伟，孙广慈，等.人体正常皮肤及增生性瘢痕组织胶原酶活性检测的观察.中华整形烧伤外科杂志，1997，13：121-123.9Bunning RAD,Murphy G,Kumar S,et al.Metalloproteinase inhibitors from bovine cartilage and body fluids.European J Biochem,1984,139:75-81.10Kis

16、cher CW,Sheriban D,Pindur J.Use of nude(athymic)mice for the study of hypertrophic scars and keloids:vascular continuity between mouse and implants.The Anatomical Record,1989,225:189-196.11Waki EY.Effects of pharmacologic agents on human keloids implanted in athymic.Arch Oto Head Neck Surg, 1991,17:1177-1179.12Sean FW,Steven R,Francois B,et al.Contral of hypertrophic scar growth using antibody-