近年来，工业、交通、能源等呈现高速发展，与此相关的大面积创伤、组织缺损病例也在逐年增加。这类创伤在修复后多遗留不同程度的畸形和功能障碍，尤其是颜面部创伤畸形，其治疗仍是整形外科一个非常棘手的问题。该部位修复要求高、供区少，常规治疗方法如植皮、皮瓣、皮肤软组织扩张术等很难达到满意的治疗效果。预构皮瓣已逐渐成为一种有效治疗创伤复杂且修复要求高的畸形或缺损的手段。
预构皮瓣是Yao[1]在1982年首先提出来的,根据受区需要，通过血管载体植入的方式，在不含轴型血管的区域构建出可带血供转移的组织瓣。但是，其血供范围难以预计，可能会出现不可预料的部分坏死，尤其是皮瓣远端。而再血管化不充分是造成预构皮瓣远端坏死的主要原因，因此，预构皮瓣坏死的防治及机制研究已逐渐成为整形外科医生研究的热点问题。目前的理论认为皮瓣再血管化的形成存在两种不同的途径：一是血管形成，由已存在的血管通过出芽的方式形成广泛的微血管；二是血管生成，由缺血部位的细胞分化而来[2]。依照这两种机制，学者们采用促血管形成的生长因子（治疗性血管形成）和细胞移植（治疗性血管生成）来加速预构皮瓣的再血管化进程。
1生长因子疗法促进预构皮瓣再血管化
生长因子/细胞因子能够直接或间接加速血管的形成，许多学者采用促血管形成的生长因子，如:血管内皮细胞生长因子（vascular endothelial growth factor， VEGF）、碱性成纤维细胞生长因子（basic fibroblast growth factor， bFGF），转化生长因子β（transforming growth factor beta ，TGF-β）、血小板源性生长因子（platelet-derived growth factor，PDGF）来促进预构皮瓣的再血管化。Iwasawa[3]将胶原作为TGF-β的载体置于血管束和皮肤之间，结果证实TGF-β可以缩短兔预构皮瓣再血管化的时间。Haws等[4]在猪的预构背阔肌皮瓣中，将携带bFGF的明胶海绵置于肌肉与皮下之间，术后微血管造影显示bFGF治疗组血管分支形成明显增多；与对照组相比，bFGF治疗组皮瓣几乎未发生坏死，这说明bFGF可以增加皮瓣存活和血管生成，促进预构皮瓣成熟；而Hijjawi等[5]用Ⅰ型胶原包被的PDGF-B/ FGF2质粒DNA来改善大鼠横行腹直肌皮瓣的缺血状况，结果发现PDGF-B能够明显改善皮瓣存活情况而FGF2却不能，不过FGF2也促进了毛细血管网的形成，只是不够充分而已，这可能与蛋白的生物活性水平有关。国内李青峰等[6]应用重组人VEGF来促进由鼠尾血管束预构的大鼠下腹部预构皮瓣中新生血管的形成，结果证实术后5周VEGF组皮瓣存活面积较对照组有明显提高，实验中作者将VEGF和聚乙烯醇（PVA）混合应用避免其流失，皮瓣存活并没有因为应用PVA而得到改善。黄晨昱等[7]用生物蛋白胶作为VEGF/bFGF载体及缓释体来促进兔预构扩张皮瓣的形成，结果却表明用生物蛋白胶承载生长因子优于直接应用，并且在改善皮瓣血流方面，VEGF起效快，作用强，时间短；bFGF起效慢，作用持久，不过两者均能通过刺激细胞增殖和减少凋亡来促进血管新生和预构扩张皮瓣成熟。应用缓释技术可以延长生长因子的作用时间，缺点是需要的蛋白量大。近年来主要是通过基因治疗技术来延缓它的释放。Gurunluoglu[8]将腺病毒介导的血管内皮生长因子(Ad-VEGF) 局部皮下注射于预构的大鼠腹部岛状皮瓣的血管蒂周围，与其他两组相比， Ad-VEGF治疗组预构皮瓣的存活面积显著性提高，虽然不能对形成的血管进行定量分析，可是微血管造影显示Ad-VEGF治疗组血管蒂周围新生血管明显增多。丁志等[9]将腺病毒-VEGF基因重组体皮下注射于大鼠腹部预构皮瓣植入血管蒂周围，结果证实植入血管周围新生血管丰富，以毛细血管为主，这说明腺病毒-VEGF基因重组体能通过促进预构皮瓣的血管新生，增加预构皮瓣的存活率。
以上研究证实生长因子的应用使主动刺激血管新生成为可能。目前普遍认为在这些生长因子中，VEGF是一种最重要的血管生成因子，能特异性结合内皮细胞受体并促进内皮细胞生长，增加细胞的通透性，促进其有丝分裂，由于VEGF半衰期短，约是30～45min，缺血环境下可延长到6～8h[6]，因此，不能持续发挥作用，此外价格昂贵也限制了其应用，并且外源性细胞因子作用的发挥还受到内皮细胞数量的限制，基因治疗具有使机体感染病毒的危险。因此，无论是局部应用血管生长因子还是给予基因治疗都不能既没有明显的副作用又能取得良好的效果。血管生长和组织再生是复杂的、多基因活动，在不同时间可能需要多种生长因子的参与[10]。许多学者还认为若只给予单一的细胞因子或生长因子不可能产生明显的临床效果[11]。
2细胞疗法促进预构皮瓣再血管化
细胞生物学的发展开辟了医学发展的新时代，干细胞已成为当今世界医学研究的热点问题。再生医学和整形外科主要用于修复或替代人体已缺失、受损或老化的细胞，并重建它们的功能[4]。这个过程主要取决于受损或缺失组织的血管化程度，血管形成却限制了再生医学和整形外科的发展，并且它决定着皮瓣或皮片的存活。单一的细胞因子或生长激素不足以调控血管化这一复杂级联过程。细胞移植被认为是对局部环境进行长期调控的最佳方法之一，干细胞能够促进缺血组织包括皮瓣的血管形成已经得到证实。
2.1骨髓间充质干细胞（bone marrow derived stem cells, BMSCs）：BMSCs来源方便，分离培养容易，具有自我更新和多向分化能力。对各类缺血性疾病具有一定的治疗效果。BMSCs用于心肌缺血的治疗，可以减少缺血坏死面积，增加缺血区毛细血管数量，改善心肌功能[12]。Fu 等[13]认为BMSCs可以分化为血管内皮细胞促进创伤愈合的修复。郑岩等[14]将骨髓间充质干细胞转染VEGF用于大鼠缺血皮瓣，能够促进皮瓣的成活。然而，骨髓间充质干细胞的分化能力随供体年龄的增加而显著降低[15]。
2.2内皮祖细胞（endothelial progenitor cells，EPCs）：1997年，Asahara[2]分离并证实人类出生后的外周循环血液中存在着能够分化为血管内皮细胞的EPCs。EPCs是内皮细胞的前体细胞，来源于骨髓，循环于外周血中，对缺血组织具有趋向性，能参与局部新生血管的形成[16]，促进缺血部位的再血管化。研究证实内皮祖细胞在肿瘤生长[17]、心肌再生[18]和治疗脑缺血疾病[19]方面发挥了重要作用。2004，Park[16]首先报道了内皮祖细胞可以增加裸鼠背部随意型皮瓣的毛细血管密度，提高其存活面积。Zan等[20]将EPCs皮下注射至大鼠预构皮瓣植入的血管蒂周围，7天后预构皮瓣的存活面积显著增加，毛细血管密度明显提高，免疫荧光检测发现预构皮瓣中存在DiI标记的EPCs，并且细胞能够表达vWF因子。实验证明局部植入EPCs可以提高预构皮瓣的存活率，在促进新生血管形成方面，内皮祖细胞要优于VEGF。只是内皮祖细胞来源有限，与大多成体干细胞相比，其体外增殖能力相对较弱,限制了其广泛应用。
2.3脂肪来源干细胞（adipose-derived stem cells，ADSCs）：Zuk等[21]发现脂肪组织中存在间充质干细胞，称为脂肪干细胞,具有多向分化能力。在整形外科，脂肪组织可以大量获得并且不会造成供区的损伤，如果能够从吸脂术的多余脂肪组织中提取出ADSCs，来用于促进组织再生和血管化，将起到“变废为宝”的效果，ADSCs有望成为一新的种子细胞来源。2004年，有文章报道脂肪干细胞可以挽救小鼠的下肢缺血[22]。鲁峰等[23] 将转染VEGF的ADSCs用于自体脂肪移植，结果证实ADSCs可以作为载体使VEGF不断释放，并且与未转染的ADSCs相比，转染的ADSCs能分泌更多的VEGF，增加毛细血管密度和脂肪的活力；他们还证实ADSCs局部注射能够显著提高大鼠随意型皮瓣的活力，组织学检测证实随意型皮瓣中毛细血管密度显著增加，并且免疫荧光可以检测到由DiI标记的ADSCs分化而来的内皮细胞，但是该实验并未检测DiI标记的ADSCs能否分泌VEGF等血管生长因子[24]。Li等[25] 将ADSCs注射至大鼠预构皮瓣植入的血管蒂周围，术后检测证实预构皮瓣的存活面积和新生毛细血管数量显著增加，ELISA检测在细胞植入后7天内，ADSCs组预构皮瓣VEGF-A蛋白水平随时间延长是逐渐增加的，这种趋势在PBS空白对照组并未出现，软骨细胞组呈现轻微降低的趋势，说明ADSCs能够分泌生长因子来促进血管的形成，但是作者并未对植入的细胞进行标记以证实新生内皮细胞是否来源于ADSCs。我们课题组在脂肪干细胞促进创伤愈合和皮瓣存活方面也做了大量工作。我们将ADSCs用于大鼠受损创面，结果证实ADSCs可以分化为上皮细胞和血管内皮细胞，并能分泌VEGF、HGF、FGF2等生长因子来加速组织上皮化和肉芽组织沉积，并且能够促进新生血管形成，免疫荧光检测证实GFP标记的ADSCs可以分化为CD31阳性的血管内皮细胞[26]。我们还用ADSCs复合bFGF来促进大鼠腹壁成形术后TRAM皮瓣的成活，结果证实ADSC-bFGF 能刺激TRAM皮瓣的血管新生和增加血管数量，从而提高皮瓣的存活率[27]。ADSCs具有与BMSCs相同的分化和增殖能力，是促进创伤愈合和缺血组织包括皮瓣血管形成的理想细胞来源。
预构皮瓣已成为治疗复杂的畸形和缺损，尤其是颜面部畸形缺损的理想手段，但是如何有效缩短血管化进程、诱导血管新生是有待解决的问题。生长因子疗法普遍认为具有起效速度快，量效曲线稳定等优点，同时也存在着诸如无法形成结构功能完整血管、半衰期短等缺点。基因治疗存在着感染病毒的危险。细胞治疗已证实能够促进新生血管的形成，细胞最佳植入方法和时间问题以及植入细胞是通过何种机制来调控血管形成这一复杂过程是今后进一步的研究方向。
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[收稿日期]2011-01-29 [修回日期]2010-03-30
编辑/李阳利