王晓阳，龚思宇，王兴蕾，姜笃银,
1.山东大学第二医院整形烧伤科，济南 250033；
2.济宁医学院基础医学院，山东 济宁 272067；
3.山东大学第二医院急诊医学中心，济南 250033
实现创面修复是治疗皮肤软组织缺损的终极目标，也是临床上时常会遇到的挑战，创面愈合受损会导致患者生活质量下降和医疗费用增加，从而给家庭和社会带来沉重负担，因此，研究者不断在探索新方法来治疗难愈性创面或加速创面愈合。大量研究表明，生长因子和细胞因子通过趋化和刺激细胞增殖，加速细胞外基质和新生血管形成，重建组织完整性，在创面愈合过程中起着十分重要的作用。
血小板衍生生长因子(platelet-derived growth factor，PDGF)在胚胎发育、细胞分化及对组织损伤反应等过程中具有十分重要的作用。研究表明，PDGF在脊髓损伤[1]、子宫内膜损伤[2]、肌腱损伤[3]、急性心血管损伤[4]及皮肤创伤[5]等多种组织器官损伤修复中均发挥重要作用，因此被称为“创伤因子”[6]。在创伤发生后，PDGF首先由血小板分泌释放，随后巨噬细胞、内皮细胞、成纤维细胞等也开始分泌。在皮肤组织损伤修复中，PDGF参与创伤愈合的全过程，它可以趋化中性粒细胞、单核细胞和成纤维细胞的迁移，促进成纤维细胞增殖和细胞外基质的生成，刺激成纤维细胞向肌成纤维细胞表型转化。虽然PDGF在创面愈合相关的基础和临床研究取得较大进展，但其使用仍存在诸如传递不足、安全性存疑等问题。本文就PDGF在创面愈合中的作用及安全性进行综述。
目前已知PDGF基因有四种：PDGF-A、PDGF-B、PDGF-C和PDGF-D。其产物以二硫键连接成同二聚体或异二聚体的形式分泌，也即PDGF家族五大成员：PDGF-AA、PDGF-BB、PDGF-CC、PDGF-DD和PDGF-AB。PDGF来源广泛，由心血管系统、神经系统以及肾脏、眼睛、肝脏等多个组织器官分泌[7]，其中创面修复相关的PDGF主要来源于血小板、成纤维细胞、巨噬细胞、角质形成细胞和血管内皮细胞。PDGF 生成后，以自分泌和(或)旁分泌的方式激活PDGF的受体(表1)。PDGF与受体结合后激活细胞内信号转导通路[包括组织丝裂原活化的蛋白激酶(mitogen activated protein kinases，MAPKs)信号通路等]参与细胞增殖、存活和迁移等生物学行为[8]。
表1 PDGF配体与对应可激活受体
PDGF能够刺激单核细胞-巨噬细胞和成纤维细胞等组织修复所必需细胞的趋化、增殖和新基因的表达，有效促进创面愈合，而PDGF在正常皮肤和难愈合的皮肤溃疡中呈低表达。从愈合过程来看，PDGF参与创面愈合全过程，在愈合早期，高浓度的PDGF促进细胞增殖；
在愈合后期，低浓度PDGF可以促进成纤维细胞向肌成纤维细胞转化并促进胶原生成[9-10]。从创面类型来看，PDGF对各种急性伤口、热损伤、放射性皮肤溃疡、慢性难愈性创面(如糖尿病溃疡、慢性静脉性溃疡、压疮)等均有显著疗效。
2.1放射性溃疡 在急性放射性皮肤溃疡组织中，成纤维细胞和内皮细胞等分泌PDGF-BB减少，组织中PDGF受体表达减弱，血管内皮细胞的生成显著减少，成为导致此种创面难以愈合的机理之一。文献报道，联合应用间充质干细胞(mesenchymal stem cells,MSCs)和PDGF能够有效促进放射性溃疡创面的愈合[11]。
2.2烧伤创面 在烧伤治疗中，各种生物敷料被广泛应用，其中含PDGF-BB的生物敷料对烧伤创面治疗具有更加显著的效果。负载PDGF的纤维蛋白生物基质可以通过控制生长因子的输送促进严重烧伤创面的愈合[12]；
PDGF-BB基因转染的MSCs混合猪膀胱脱细胞基质用于治疗大鼠全层烧伤创面，发现烧伤创面早期细胞外基质沉积并释放PDGF-BB，能够促进肉芽组织及血管生成，促进全层烧伤创面愈合[13]。
2.3急性创面 急性皮肤软组织损伤是临床常见的创伤类型，使用外源性PDGF-BB可以显著增加炎症细胞和成纤维细胞的迁移，并促进细胞外基质的沉积和胶原形成，有利于创面愈合[14]。PDGF是由四种肽链(A链、B链、C链、D链)组成同型或异型二聚体，有研究者通过结合PDGF-B链上的第153～162个氨基酸序列(VRKIEIVRKK)和衍生自β淀粉样蛋白肽的自组装基序，设计的PDGF模拟肽水凝胶能够诱导血管内皮细胞的生长和迁移，促进血管分支的形成，加速伤口愈合[15]。自体皮肤移植所致供体部位创面也是一种急性损伤，研究表明PDGF的应用可以明显改善供体部位的创面愈合状况[16]。
2.4慢性创面 慢性创面的形成机制复杂，治疗难度大且效果差，是困扰临床医师的一大难题。随着研究进展，PDGF在慢性创面愈合中的重要性得到新的认识。研究表明，使用外源性PDGF可以明显改善糖尿病溃疡创面的愈合。例如，针对延迟伤口愈合的糖尿病小鼠模型，PDGF联合万古霉素与庆大霉素制成的纳米材料可有效促进糖尿病感染创面的修复[5]；
PDGF-BB可以改善糖尿病大鼠全层皮肤切除伤口的愈合质量，增强血管新生、细胞增殖和上皮形成，并形成更厚、更有组织排列规律的胶原纤维沉积[17]，还可以显著提高创面组织中硫代巴比妥酸反应物质(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)和非酶抗氧化剂浓度，降低一氧化氮浓度，有效改善糖尿病创面愈合早期的氧化平衡[18]；
采用病毒介导的基因转移、质粒转染等技术上调创面组织PDGF表达，可以加速糖尿病大鼠伤口皮肤的修复过程[19]。此外，有研究发现糖尿病患者的MSCs表型缺陷会损害其在细胞治疗中的效果，PDGF-BB可以逆转此种异常细胞表型，调节MSCs的正常功能[20]。除糖尿病溃疡外，PDGF对慢性静脉性溃疡、压疮等也有明显促进愈合的作用。
2.3PDGF创面应用技术进展
2.3.1PDGF与干细胞：组织工程的重点在于联合使用干(祖)细胞、细胞外基质或生物材料(如支架和生长因子)使受损机体结构再生，生长因子的加入可使干细胞移植成功率大大提升。MSCs具有自我更新和多谱系分化的能力，能够通过旁分泌作用，加速创面愈合，减少瘢痕形成，是组织工程中常用的“种子细胞”。在移植脂肪间充质干细胞(adipose-derived mesenchymal stem cells,ADSCs)促进创面愈合的过程中，PDGF有着十分重要的作用。PDGF-DD在ASCs中高表达，并通过促进线粒体活性氧的产生和线粒体裂变增加ASCs的增殖和迁移[21]。对ASCs进行PDGF-AA基因敲除后促进创面愈合的作用明显减弱，表明PDGF-AA可以辅助ASCs促进创面愈合[22]。PDGF-BB通过旁分泌途径介导ASCs对角质形成细胞增殖的促进作用，从而更有效地诱导创面愈合过程中的再上皮化[23]，PDGF-BB还可以刺激牙周膜中MSCs增殖和细胞生长，并以浓度依赖的方式减少胶原的产生，促进胶原链的稳定和细胞外基质的成熟[24]。此外，PDGF在血管生成过程中能够直接影响MSCs的分化和趋向性[25]，这是皮肤再生的一个主要过程。研究表明， PDGF-BB干预后MSCs的增殖被激活，与迁移相关的基因表达增加，促进血管生成相关生长因子的分泌，使MSCs能够以旁分泌方式刺激内皮迁移和血管生成[26]。因此，联合应用MSCs和PDGF促进创面愈合效果更加显著。对于糖尿病患者而言，其MSCs表型发生缺陷，多分化潜能发生改变，增殖减少，并抑制了向炎症部位的迁移和归巢，纤溶活性降低，故而容易形成慢性创面，而该异常细胞表型能够被PDGF-BB逆转[20]。PDGF-CC通过激活PDGFR-αα信号传导促进人类MSC增殖并保持其多能性；
在小鼠MSC中，通过PDGFR-αα和PDGFR-ββ诱导的PI3-K信号传导促进MSCs迁移；
通过调节小鼠脂肪来源的干细胞促进毛发生长；
过表达PDGF-CC的质粒转染到内皮祖细胞中增加其增殖、迁移和粘附性能，并诱导内皮祖细胞分化为血管内皮细胞和平滑肌细胞，从而促进缺血组织的血运重建[27]。
2.3.2PDGF与基因工程：PDGF应用于创面治疗效果显著，但是常常存在剂量依赖性。高剂量使用PDGF会增加不良作用，因此需要一种更有效的方式将PDGF直接输送到参与创面愈合反应的细胞中。随着基因工程的发展，以病毒作为基因转移的载体可以上调损伤组织内相关细胞的PDGF表达，消除受损组织内PDGF相对或绝对分泌不足的缺陷。研究表明，病毒介导的PDGF-B基因转移,促进了I型糖尿病小鼠模型中新生血管和肉芽组织形成，改善了内皮细胞募集不足的缺陷，加速糖尿病伤口的愈合[28]。制备表达PDGF-BB的质粒，将其与聚乳酸-乙醇酸纳米球整合，转染到皮肤创面以上调创面PDGF-BB的表达，显示溃疡面积逐渐减少[19]。PDGF-BB基因转染骨髓MSCs于治疗烧伤创面，创面PDGF-BB表达也明显增多，能够促进肉芽组织及血管生成，从而促进全层烧伤创面愈合[13]。
2.3.3PDGF与组织工程：PDGF在使用过程中还存在传递效率低的问题。研究者们为加速创面愈合，制备了多种不同的材料和载体。利用重组PDGF-BB合成海藻酸硫酸盐水凝胶处理创面，其愈合速度明显快于单用PDGF-BB[29]。负载PDGF-BB壳聚糖纳米颗粒的聚己内酯电纺纤维支架与单独使用PDGF-BB或壳聚糖纳米颗粒相比，成纤维细胞趋化行为更强，细胞团的生长速度更快。借助海藻酸钠和葡聚糖作为递送系统，将PDGF-BB制备成可注射的水凝胶用于小鼠急性创面，结果发现这种水凝胶递送系统实现持续释放PDGF-BB，进一步促进创面愈合[30]，类似的纤维蛋白水凝胶系统同样能够实现PDGF的缓释[31]。因此，生长因子复合载体实现对创面的可控性精准输送可能是未来治疗创面的一个发展方向。
2.4PDGF应用适应证与禁忌证 有大量研究显示PDGF具有显著的促进创面愈合能力，但具体到临床应用中，它们适合什么样的创面以及会有哪些风险仍不完全清楚。根据当前的研究表明，PDGF广泛适用于治疗各种急性创伤、慢性创面，如切割伤、热损伤[12]、糖尿病溃疡、慢性静脉性溃疡、压疮、放射性溃疡等。重组人PDGF-BB最早获得美国食品和药物管理局(food and drug administration,FDA)的批准，用于治疗肢体糖尿病溃疡(贝卡普勒明凝胶)。然而在2008年，美国FDA发布声明称该药物临床用量达3管(每管贝卡普勒明凝胶规格为15g，PDGF-BB浓度为0.01%)及以上会增加癌症死亡风险。这种致癌的不良反应可能并不令人惊讶，因为在贝卡普勒明凝胶中使用的PDGF-BB比人血清中的PDGF-BB水平(1～10ng/mL)高出10万～100万倍，并且PDGF-BB或其病毒形式的过度表达可导致细胞转化。尽管如此，目前尚未出现该药物的使用导致癌症发生或进展的证据[32]，但合并癌症是否作为PDGF使用的禁忌证仍有待于进一步研究。
2.5PDGF应用安全性评价 在众多研究的细胞活性因子中，重组人PDGF(recombinant human PDGF,rhPDGF)是FDA批准的唯一通过局部应用促进伤口闭合的重组细胞因子。FDA声明这种凝胶使用过量有增加癌症死亡的风险，大量的实验研究中，也有学者发现PDGF信号的过度激活与肿瘤和其他涉及细胞过度增殖的疾病发生有关。目前已经发现PDGF与乳腺癌、子宫平滑肌瘤、隆突性皮肤纤维肉瘤(dermatofibrosarcoma protuberans,DFSP)、胃肠道间质瘤(gastrointestinal-stromal-tumor,GIST)、白血病和胶质瘤、前列腺癌[33]、胶质母细胞瘤等肿瘤疾病有关，也与动脉粥样硬化和组织纤维化的发生有关，但PDGF是否会引起这些疾病的发生目前尚不确定。为了客观评价PDGF应用的安全性，笔者检索了近十年的临床研究，发现源自PDGF-BB蛋白的新型肽化合物没有细胞毒性，不会激活免疫系统[34]；
Tavelli等[35]发现，rhPDGF在用于治疗牙周再生、骨缺损等疾病时，未出现与使用rhPDGF相关的并发症；
Paul等[36]通过静脉输注rhPDGF-BB治疗帕金森病，发现rhPDGF-BB耐受性良好，未发现与rhPDGF-BB相关的不良反应。然而，也有研究发现PDGF-BB和PDGF-DD在胃癌组织中的高表达与患者的预后不良和生存率有关[37]；
离体实验发现PDGF-BB能够显著促进胰腺癌细胞的增殖，并增强该细胞系的侵袭性[38]，但这一结论并没有在个体水平得到验证。因此，对于PDGF的作用应给予理性分析探讨。从一方面来看，PDGF作为机体生长发育和修复所必须的生长因子是机体本身不可或缺的，外源性补充PDGF用于治疗创面愈合仅是作为机体自身生产量无法满足需求时的补充。另一方面，到目前为止，市面上已获批的PDGF药物尚未出现治疗剂量的致瘤案例，这说明PDGF在治疗创面愈合方面的安全性经受住了考验。
创面愈合是一个复杂的生物过程，包括炎症阶段、增殖阶段和重塑阶段。被称为“创伤因子”的PDGF在这过程中起着十分重要的作用。PDGF可通过多种信号转导机制发挥作用，促进各种急慢性创面的愈合。PDGF通过促进伤后细胞趋化、迁移和增殖，促进炎症反应、再上皮化和血管生成来发挥作用，还有助于创面愈合后期的组织重塑。PDGF未来研究方向可能是不同PDGF亚型在不同创面条件、不同剂量及应用时机下的作用效果，以及与何种细胞因子或生物载体材料组合可以实现最佳治疗效果、最优输送途径。外源性应用PDGF安全性评价仍需要大量临床案例的实践检验。
作者贡献声明：王晓阳：论文撰写、修改及审校、文献检索；
龚思宇：资料收集、文献检索；
王兴蕾：论文修改及校审；
姜笃银：研究内容设计、研究指导、论文修改、经费支持