2022年糖尿病足基础与临床研究进展.pdf

专论：引用格式：周子慧，李恭驰，邹利军，等 年糖尿病足基础与临床研究进展感染、炎症、修复，（）：年糖尿病足基础与临床研究进展周子慧 李恭驰 邹利军 李炳辉（华中科技大学同济医学院附属梨园医院，湖北 武汉 华中科技大学同济医学院附属协和医院，湖北 武汉）【摘要】以糖尿病足（）为代表的难愈合创面的治疗一直是临床一大挑战。随着我国糖尿病患病率的逐年升高，其并发症的研究也得到重视。基础医学研究表明，难愈合与过度的氧化应激和免疫系统尤其是巨噬细胞与中性粒细胞相关；在临床治疗方面，除了基础的敷料、清创术、负压伤口治疗等方法外，高压氧治疗、干细胞治疗、光动力疗法等新技术的临床应用研究也逐渐深入，为 治疗提供了更多选择。本文介绍了 年 难愈合的机制以及临床治疗方面的研究进展。【关键词】糖尿病足；创面；治疗 中图分类号：；文献标识码：基金项目：湖北省重点研发计划项目（）；湖北省自然科学基金资助项目（）；湖北省慢性创面及糖尿病医学临床研究中心资助项目（）通信作者：李炳辉，主任医师（：）糖尿病患者在全球范围内持续增长，年世界糖尿病患者达 亿，到 年预计增长到 亿。糖 尿 病 足 溃 疡（，）是糖尿病最常见的并发症之一，表现为足部皮肤组织破坏并伴有严重感染。的总体病死率较高，年内病死率接近，的 在首次确诊后 个月内截肢，导致糖尿病患者的非创伤性下肢截肢率比非糖尿病人群高 倍。糖尿病足的高复发率使其治疗成为一大挑战。现就 难愈合机制及其治疗方面的进展，尤其是 年的相关研究情况综述如下。糖尿病足难愈合的细胞分子机制 氧化应激目前认为氧化应激在糖尿病足创面发生发展过程中起着重要作用，适当水平的氧化应激是对抗外部损伤所必需的，能够提供一个有利于启动创面愈合过程的环境，在止血、炎症、增殖、重塑 个阶段均能发挥作用。但在 中，机体高血糖水平下蛋白激酶（）、晚期糖基化终末产物（）、氨基己糖、多元醇等生化途径的损害所致的高水平活性氧（）状态无法与抗氧化酶维持平衡，使机体处于过度的氧化应激状态。研究表明，高强度氧化应激下创面的组织破坏更严重，与具有较低氧化应激水平的创面相比，具有更大的面积，并在损伤约 可形成强生物膜，使最后发展成为慢性创面的风险增加。因此，高水平的氧化应激是 难愈合的重要因素之一，目前认为氧化应激产生的主要机制可能与以下途径相关。多元醇途径多元醇途径是葡萄糖代谢途径之一。正常情况下进入糖酵解途径前，细胞葡萄糖主要通过己糖激酶进行磷酸化以形成葡萄糖磷酸，只有微量的非磷酸化葡萄糖进入多元醇途径。高血糖条件下己糖激酶饱和，导致葡萄糖水平升高并进入多元醇途径，基本过程为醛糖还原酶（）将葡萄糖转化为山梨醇，山梨醇脱氢酶将山梨醇转化为果糖。糖尿病患者体内高血糖水平促进 与葡萄糖亲和力增加，还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（）作为该反应限速酶 的辅酶被大量消耗后产生，导致过度氧化应激，同时过量产生的终产物果糖也会加速糖基化进一步消耗。通路 通路是高糖环境下的正反馈反应，高血糖时糖基化反应增强且代谢异常引起氧自由基过量产生，而超氧化物歧化酶（）在高糖环境下活性低下导致氧自由基分解减少，大量的氧自由基通过抑制甘油醛磷酸脱氢酶（）活性导致磷酸二羟丙酮（）向甘油二酯（）转化增加从而激活 通路，通路的激活反过来活化 氧化酶，诱导 合成，加强氧化应激。感染、炎症、修复 年 月第 卷 第 期 途径 是还原糖或其代谢产物与蛋白质上的赖氨酸或精氨酸共价连接形成的细胞内和细胞外加合物。循环中持续高糖水平导致蛋白质、脂质和核酸的非酶糖化反应的开始和进展，加速了 的产生，与内皮细胞表面 受体结合引发信号级联反应，致 氧化酶激活和、肾素血管紧张素系统、丝裂原活化蛋白激酶（）的产生。除此之外，还可以通过降低内皮细胞一氧化氮（）的生物利用度，导致 的过度生成。大量的 最终导致氧化应激水平升高。免疫因素免疫细胞失衡会导致免疫微环境恶化，创面停滞在炎症阶段而呈难愈合状态。不同表型巨噬细胞平衡失调在创面不愈合中发挥关键作用。正常情况下皮肤组织损伤后 型巨噬细胞分泌趋化因子配体（）、基质金属蛋白酶（）、炎性细胞因子（肿瘤坏死因子、白细胞介素、白细胞介素）和各种其他炎性趋化因子，以清除受损的细胞、微生物及坏死组织，早期炎症阶段消退后 型巨噬细胞转化为 型巨噬细胞，后者即释放抗炎介质和生长因子如血小板衍生生长因子（）、转化生长因子、胰岛素样生长因子 和血管内皮生长因子（），同时还能在组织严重损伤情况下促进干细胞活化，利于创面愈合。时巨噬细胞 表型强烈极化，向 转化发生障碍，导致创面处于持续的炎症状态而无法愈合。中性粒细胞 淋巴细胞比值升高也是糖尿病慢性创面的特征，高葡萄糖水平会增强中性粒细胞代谢，通过线粒体电子传递链产生，后者刺激中性粒细胞胞外诱捕（），过度形成的中性粒细胞胞外诱捕网（）可触发核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白（）炎性体激活，导致巨噬细胞 型极化。外科治疗的临床研究 敷料治疗敷料主要是给创面愈合提供适宜的环境。近年来对敷料的研究较多，传统的干性敷料如橡胶、电纺纳米纤维、药棉、绷带等不利于创面的气体交换，且易干燥，去除时会产生疼痛。具有抗菌性能的银离子敷料不仅能与带负电荷的细菌结合，增强细菌外膜的通透性，诱导细菌凋亡，还能水合软化坏死组织，达到清洁创面的作用。水凝胶敷料被广泛地运用在 创面护理中，可提供湿润环境，同时还能通过包裹抗菌物质如纳米银颗粒、富勒烯、抗生素等达到抗感染的效果。经食品和药物管理局（）批准用于 治疗的药物之一 贝卡普勒明（）是一种羧甲基纤维素水凝胶，含有质量分数为 的重组人，但其临床效果低于预期。“智能”敷料如自愈合伤口敷料、刺激响应伤口敷料、自移除伤口敷料、监测伤口敷料等也是研究热点。等研究了 葡萄糖双响应二甲双胍释放水凝胶敷料，不仅对创面 值、葡萄糖水平变化能及时作出反应，便于创面管理，而且有自愈合性，方便 的创面愈合。近年来支架作为一种新型敷料受到关注，它是由有助于组织再生的聚合物形成的三维聚合物结构，其尺寸可控、表面积 体积比大、可实现细胞黏附并能控制性释放药物；由于支架制造材料多来源于动植物，故其具有很好的生物相容性和可降解性。负压伤口治疗（）是 辅助治疗方式之一，通过将海绵泡沫覆盖到创面上并密封，引流管一端密封于海绵泡沫下，另一端连接负压吸引装置。不仅为创面提供了湿润的愈合环境，促进创面快速上皮化，还能及时引流创面过多渗出液，减少组织水肿，减轻创面感染。其分子机制尚不十分明确，研究发现可能与 下调 的表达、促进角质形成细胞的增殖和迁移有关。的新进展是在 过程中同步添加了抗菌冲洗，也称负压伤口灌注治疗（），它将 与液体灌注相结合，这样一来创面组织的分泌物和坏死组织被引流的同时还能通过液体间歇冲洗创面表面减少细菌负荷，目前常用的灌注液有生理盐水、抗生素、胰岛素、硝酸银以及部分中药制剂等。清创术 创面常伴有严重感染以及不同程度的组织坏死，因此在血流充足的情况下对其进行定期、彻底的清创以去除无活性组织十分必要。清创术分为非机械性与机械性，前者包括酶清创与自溶清创，都是通过直接或间接促进内源性或外源性酶来消化无活性组织；机械性清创术包括锐性外科清创、干湿机械清创、高压水灌洗、超声清创、生物蛆虫清创治疗（）等。除 外多数机械清创术都属于非选择性或半选择性，即在进行清创过程中不可避免地会损害健康组织。有研究者利用吲哚菁绿荧光分子成像原理技术准确显示坏死组织，来达到精确清创的效果。是近年来清创方 ，法中的研究热点，已批准 用于不愈合坏死皮肤和软组织创面的清创，不仅能选择性地对无活性组织进行生物外科清创，且研究证实蛆虫分泌物对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均有杀菌效果，经 处理的 创面能更快形成肉芽组织，这也可能与其分泌物中含有细胞因子有关。胫骨横向骨搬移术（）作为新兴外科技术治疗下肢慢性缺血疾病现被广泛研究与应用。是基于 的“张力应力法则”和“自然重建再生理论”，通过缓慢、稳定、连续牵拉胫骨刺激骨骼及相关肌肉、筋膜、血管、神经同步生长修复，改善组织微循环。其机制主要与巨噬细胞极化平衡的重建、组织血管再生、骨髓干细胞动员调控等有关。等发现，显著促进 型巨噬细胞转化为 型巨噬细胞，这表明创面愈合从炎症阶段向增殖阶段转变。等发现患者 术后血清中、碱性成纤维生长因子（）、表皮生长因子（）水平迅速升高，且其后半个月内各因子表达均高于术前水平。在 引入国内的 余年时间里，其操作细节也在不断改进，例如近年来引入了手风琴技术（即首先往外横向搬移胫骨骨窗，然后再往回横向骨搬移，最后将截骨皮质恢复至原始位置），这样既避免胫骨增厚畸形，同时延长了牵张刺激时间；选择胫骨近端的前中表面作为皮质骨切除部位，利用此处灌注高、骨干周长大的特点，降低了胫骨骨折风险；等使用改良的外固定架和定制的导向器来精确定位框架和皮质切除部位，并使用垂直于导板的尖刀在各个侧面做几个 的皮肤切口，最大程度地保留了皮质骨切开术皮下组织血供。即便 的效果已得到充分证实，但不应忽视，只能从外科角度重建微循环系统，单一使用 治疗 往往不能达到预期效果，所以多种方式的联合应用显得尤为重要，如介入治疗联合 用于下肢严重血管闭塞、负压封闭引流联合 控制感染并增加局部血供等。生物工程皮肤移植及时修复 创面是减少患者感染和截肢的关键。脱细胞真皮基质（，）是一种源于天然生物材料的真皮替代品，通常取自同种异体或异种动物皮肤组织，采用脱细胞技术去除表皮和真皮中的细胞成分而得到低抗原性真皮不溶性基质成分。近年来 广泛运用于创伤修复重建，作为细胞外基质成分能促进创面愈合过程中细胞的分化和增殖、降低感染率、缩短 愈合时间。王晓蓉等研究表明，有诱导巨噬细胞从 型向 型极化的作用。此外 片材（真皮再生模板；）以及 流动性创面基质（）也属于真皮替代品，多在浅表创面上使用，主要适用于治疗深部伤口，包括手术伤口和糖尿病溃疡。新技术的研究 高压氧疗法（）作为现代物理医学方法治疗糖尿病并发症已有多年历史，临床运用广泛。其机制主要是通过影响成纤维细胞与内皮细胞来促进创面愈合，高压氧激活低氧诱导因子 和核因子（）信号通路，诱导血管生成调节剂基质细胞衍生生长因子（）和 产生，并刺激其各自的受体在内皮细胞表达，促进血管生成。此外，高压氧还可以通过抗菌作用减少创面感染，其机制主要与减少促炎急性期蛋白、白细胞介素和细胞因子的分泌有关。临床研究表明，局部创面氧疗可避免一些常规 导致的不良反应，如气压伤、眼部不良反应、中枢神经系统毒性等。但总体而言，的治疗效果目前存在争议，各项研究综合看来，并不能让所有 创面愈合过程受益，这种差异可能与治疗过程中高压氧的剂量、疗程不同有关，尤其不建议非缺血性 患者常规应用。干细胞治疗干细胞治疗是再生医学领域里很有前景的新方法。间充质干细胞（）可以从骨髓、脐带、脂肪组织、胎盘等组织中获得，其治疗机制主要与 的分化能力和旁分泌作用有关，如通过分泌细胞因子、免疫调节因子以及含有微小 （）和蛋白质的细胞外囊泡（）等促进血管生成、肉芽组织形成、修复受损细胞，实现创面愈合。其中直径 的 为间充质干细胞外泌体（，），能通过靶向信号通路调节创面愈合，例如源自脂肪组织衍生干细胞的（）通过细胞外调节激酶（）途径提高基质金属蛋白酶（）与基质金属蛋白酶组织抑制剂（）的比例，从而重塑细胞外基质（）；此外 表达，可通过防止细胞衰老和改善血管形成来促进创面愈合。用于 创面治疗的干细胞疗法主要有 感染、炎症、修复 年 月第 卷 第 期注射疗法、负载藻酸盐水凝胶和 负载伤口敷料等。研究表明，通过生物材料递送载体的方式比局部注射 更能增强细胞在植入部位的活力和持久性。但干细胞疗法仍有局限，如缺乏标准化的应用指南，可能存在的潜在致瘤性与不利的免疫应答，这些成为干细胞治疗 的挑战。生物靶向治疗 的形成是一个复杂的过程，涉及氧化应激、感染、免疫失调等，由于多方面受损，很难通过某一方面的治疗促进创面愈合。血红素加氧酶（）作为 治疗中一个极具吸引力的靶点而受到关注。和 的活性产物一氧化碳（）、胆绿素、胆红素等不仅能作为抗氧化剂降低氧化应激，还具有抗炎、促进血管生成及细胞保护作用。的天然诱