烧伤皮肤再生的核心技术――原位培植干细胞复制皮肤

    烧伤是一种常见的灾害性疾病。说它是灾害有两个原因 ,一是几乎所有烧伤病人都由意外伤害所致 ,重者直接危及生命 ;二是因治疗不当可导致病人死亡 ,或造成终身残废 ,尤其是大面积烧伤和深度烧伤。今天 ,原位培植干细胞复制皮肤技术已在我国获得成功 ,较好地解决了长期困扰烧伤医学发展的难题。顾名思义 ,原位培植干细胞是让干细胞在烧伤创面原部位活化、分裂、增殖及分化 ;复制皮肤是说按原来受伤之前正常的皮肤样式重新制作。由于其机理十分复杂 ,为使广大读者对该项技术有所了解 ,根据我们的临床经验 ,特作如下讲解。

    1.浅度烧伤为何能实现皮肤再生 :浅度烧伤的概念是指皮肤表浅层烧伤。依皮肤解剖层次解释 ,损伤深度仅在表皮细胞层为Ⅰ度烧伤 ,深达基底层为浅Ⅱ度烧伤。浅Ⅱ度烧伤虽然损伤了大部分基底层 ,但未伤及真皮层的乳头结构 ,故人们习惯地将Ⅰ度和浅Ⅱ度烧伤视为浅度烧伤。正由于浅度烧伤还存在部分健康的基底层 ,而基底层又是皮肤干细胞最密集的部位 ,所以皮肤浅度烧伤后基底层的固有干细胞可以不断分裂、增殖。新生的细胞向上移动,在棘层部位再分裂 2～ 3次形成表皮细胞 ,如不发生感染等并发症 ,最终会完成损伤皮肤的再生修复 ,实现无瘢痕生理愈合。其实 ,皮肤基底干细胞时刻都进行着分裂、增殖活动 ,因为正常表皮细胞每时每刻都在更新。由此可见 ,原位干细胞复制皮肤不仅只限于表层细胞的生理性自然更新 ,也包括浅度烧伤的愈合过程 ,而且是顺应于自然的修复。

    2.深度烧伤为何总是瘢痕愈合 :目前认为与损伤深度超过具有丰富干细胞的表皮基底层有关。仍以皮肤解剖层次为依据 ,可将深度烧伤分为深Ⅱ度与Ⅲ度两种类型。凡烧伤深度累及基底层以下的真皮层乳头结构时均属深度烧伤。如仅仅累及真皮层的乳头部分为深Ⅱ度浅型 ;累及乳头下的网状层为深Ⅱ度深型。Ⅲ度烧伤也分两个级别 ,即浅Ⅲ度与深Ⅲ度。浅Ⅲ度指表皮与真皮层完全坏死 ,但真皮下的浅表脂肪组织仍蕴含着产生干细胞的潜能 ,因为脂肪层内有较多脂肪隔和少许皮肤附件细胞 ,如汗腺、毛囊等 ;深Ⅲ度是烧伤深度最深的损伤 ,它毁坏了全部皮下脂肪 ,乃至肌肉、骨骼等、尽管肌肉组织也蕴含着产生干细胞的潜能,但这些组织已超出了皮肤范围 ,在治疗学上不应把肌肉、骨骼等组织烧伤视为单纯皮肤烧伤。剖析深度烧伤的目的是让大家知道何种程度的烧伤为深度烧伤 ;深度烧伤时具有丰富干细胞的基底层完全毁坏 ,再不能像浅度烧伤那样依靠基底层固有干细胞自行分化、增殖修复创面。皮肤干细胞虽然主要存在于基底层 ,但并不是说深层皮肤中就没有分化干细胞的能力,只是量少而且 ,平时它休眠于皮下组织的毛囊、汗腺、脂肪隔及毛细血管周围的间充质细胞中。既然真皮及皮下组织仍有产生干细胞的潜能 ,深度烧伤治疗的焦点自然应是保护好这些组织细胞 ,让它们按照组织修复规律 ,指令性的启动和转化为胚胎样组织干细胞 ,最终分化、增殖、链接、组合为皮肤组织和上皮细胞覆盖创面。然而西方传统疗法没有这种功能 ,因其主要治则是外用某些成痂或刺激性较强的药物 ,让创面尽快干燥。这样不仅会诱发和加重疼痛 ,或因皮肤脱水而损伤组织细胞 ,更重要的乃是所使用的外用药物都不具备保护具有再生干细胞潜能的组织细胞的作用 ,更无转化干细胞的功能。故深度烧伤采用干燥暴露疗法必然是非生理性瘢痕愈合。

    3.原位干细胞培植技术的产生背景 :为解脱瘢痕给烧伤病人带来的痛苦 ,临床医生和细胞学家们在这方面做了不少努力 ,最突出的是实行削痂或切痂植皮手术和体外细胞培养覆盖创面。切、削痂手术都是随外科技术发展而派生出来的方法 ,手术要求是彻底切除或削除坏死组织 ,切除后的创面一定要有活跃出血点 ,以保证移植皮肤的成活。然而多年的临床实践证明这种方法的效果并不理想 ,因为切、削痂本身是一种刀伤 ,它把具有再生干细胞潜能的组织细胞统统切掉了 ,从根本上铲除了产生干细胞的源头。关于体外细胞培养研究已有 26年的历史 ,时至今日许多国家仍在热衷于这种研究。体外皮肤细胞培养大体分为自体与异体培养两种 ,总的目的是让皮肤细胞先在体外扩增 ,再移植于病人 ,以解决自体皮源不足问题 ,但该方法并没有广泛应用于临床。体外培养绝非原位 ,手术移植培养皮也不是顺应自然的修复方式 ;即使创面植皮成功 ,愈合后也仍然是瘢痕累累 ,不可能达到恢复皮肤正常结构、功能和外观的生理性修复效果。烧伤原位干细胞培植皮肤复制技术就是在这种情况下产生的。2933

    4.原位培植干细胞复制皮肤的技术难点 :要使深度烧伤像浅度烧伤那样实现原位干细胞复制皮肤 ,其技术难点至少有两个。一是真皮及皮下组织中没有现成的干细胞 ,需要从毛囊、汗腺及脂肪隔的间充质细胞中转化产生。根据细胞周期调控原理 ,让一种细胞转化为另一种细胞必须先有一种物质启动它。二是间充质细胞转化成干细胞后 ,还得再经过多次分裂、分化、增殖 ,并在原位进行不同组织干细胞的链接和不同组织之间的胚胎式组合 ,最终完成全层皮肤器官的原位复制。这个过程要比单纯的生理性固有干细胞的转化过程复杂得多。其中最重要的一点就是仅靠几次分裂远不能达此目的 ,需要连续不断地分裂、增殖。由此看来。原位干细胞的转化、链接和组织组合过程也需要一种物质不断地进行催化 ,否则会途中夭折。

    5.促使烧伤皮肤再生的理想药物 :北京光明中医烧伤创疡研究所徐荣祥教授研制的美宝湿润烧伤膏 (M E B O )具有启动和转化干细胞、促进组织干细胞链接和组织组合的作用。主要佐证有三个 ,一是深Ⅱ度创面大部分能实现无瘢痕愈合 ;浅Ⅲ度创面愈合后多无功能障碍。二是同一动物身上的深Ⅱ度创面分别采用 ME B O和磺胺嘧啶银治疗 ,结果截然不同 ,前者为无瘢痕愈合 ,后者为瘢痕愈合。三是利用特定的检查方法在 ME B O治疗的深Ⅱ度与浅Ⅲ度创面组织中发现了表皮再生干细胞 ,且逐渐增多 ,直至创面愈合时消失。进而说明 ,M E B O能激活休眠于间充质细胞中的干细胞 ,并使之不断地分裂、增殖 ,实现深度烧伤创面的生理性愈合。

    6.烧伤湿性医疗技术与烧伤皮肤原位再生 :烧伤湿性医疗技术 (ME B T /ME B O)由烧伤湿润暴露疗法 (M E B T )和湿润烧伤膏 (M E B O )构成。不言而喻 ,该项技术的实质是“湿润” ,让烧伤组织立体式暴露于生理的湿润环境中。但这种湿润非同于水。只有对烧伤创面正规实施 ME B T /M E B O治疗 ,局部环境才是生理性湿润而不发生浸渍。因为 M E B O是根据仿生学原理制作的 ,它给烧伤组织细胞提供的环境与正常相似 ,或者说它就是烧伤皮肤再生修复的培养基。在 M E B O为创面提供生理湿润环境的同时 ,烧伤坏死组织和代谢产物无损伤性由表入里地液化、排除 ,保障创面基底残存组织细胞向干细胞方向转化。 M E B O在促使创面液化过程中逐渐形成一层透明膜 ,并与新生血管形成生理性粘着。透明膜是保障创面生理湿润和新生组织立体式修复的先决条件 ,所以要十分小心地保护好这层薄膜。假如将其去除或撕掉 ,将有许多血液渗出 ,同时也损伤了许多新生细胞 ,生理性湿润也就无从谈起。总之 ,只有不间断地涂药 ,让创面置于立体式生理性湿润环境中 ,才能无损伤地液化、排除坏死组织 ,保障干细胞的产生和转化 ,最终实现烧伤皮肤再生。